計(jì)算機(jī)服務(wù)器虛擬化關(guān)鍵技術(shù)分析

王寧

摘要：虛擬化技術(shù)是一種新型計(jì)算機(jī)技術(shù)，在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展期間，虛擬技術(shù)對拓展計(jì)算機(jī)性能有著重要的幫助作用。尤其是在教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)溝通等方面都有較大的促進(jìn)作用，虛擬技術(shù)在當(dāng)前新時(shí)代發(fā)揮的作用比較明顯，其中虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)包含了CPU、信息技術(shù)、內(nèi)存、虛擬技術(shù)。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)服務(wù)器;虛擬化技術(shù);CPU;虛擬化

引言

計(jì)算機(jī)在很多行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在信息時(shí)代下，很多企業(yè)通過購置計(jì)算機(jī)設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)公司信息化的轉(zhuǎn)型發(fā)展。虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用中，有著不可替代的作用。虛擬技術(shù)應(yīng)用到服務(wù)器可以顯著地提高服務(wù)器的運(yùn)行效率，而且也能夠提高服務(wù)器的兼容性，使服務(wù)器更加穩(wěn)定安全的運(yùn)作。

一、計(jì)算機(jī)服務(wù)器的虛擬化作用研究

（一）整合資源

在信息化時(shí)代下，企業(yè)也都紛紛地去推動(dòng)信息化的發(fā)展，通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的整合。在當(dāng)前信息爆炸的時(shí)代下，如何去整合這些資源，是各行各業(yè)亟待處理的問題[1]。目前，虛擬技術(shù)運(yùn)用到服務(wù)器中，會(huì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的科學(xué)整合，而且會(huì)為資源的整合提供有效的技術(shù)支持。云計(jì)算等相關(guān)技術(shù)在社會(huì)企業(yè)中得到廣泛的普及，而且云技術(shù)的發(fā)展和推廣也為計(jì)算機(jī)發(fā)展提供了必要的條件。目前，國內(nèi)有些企業(yè)對計(jì)算機(jī)的硬件資源利用效率達(dá)不到20%，資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重，通過應(yīng)用服務(wù)器的虛擬化技術(shù)會(huì)保持原有技術(shù)不變的基礎(chǔ)上，集中在某一服務(wù)器中使用，如圖1所示，可促使企業(yè)降低資源消耗度，同時(shí)提高資源整合力度，并降低硬件的消耗，為企業(yè)節(jié)省運(yùn)營成本。

（二）綠色

在信息化時(shí)代下，信息技術(shù)的革新成為了企業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)。同時(shí)，技術(shù)革新也會(huì)降低資源的消耗，有些公司大力地推廣大數(shù)據(jù)、云計(jì)算，通過使用云計(jì)算來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的服務(wù)器虛擬化發(fā)展，并為企業(yè)降低運(yùn)營成本，減少硬件設(shè)施的消耗，而且能夠?qū)緝?nèi)部的計(jì)算機(jī)設(shè)備能源消耗開展科學(xué)的控制管理。虛擬化技術(shù)可以在計(jì)算機(jī)中，模擬不同的場景，來實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)開發(fā)軟件，也可對系統(tǒng)問題進(jìn)行全面的篩查。當(dāng)問題出現(xiàn)后，會(huì)及時(shí)地顯示在計(jì)算機(jī)終端的界面上，并提醒有關(guān)人員及時(shí)地處理，進(jìn)而去達(dá)到降低計(jì)算機(jī)能耗的目的，來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)運(yùn)營的綠色化發(fā)展目的[2]。

（三）降低公司的經(jīng)營成本

國內(nèi)有些信息化的服務(wù)商，逐步去轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)經(jīng)營模式，實(shí)現(xiàn)集中化的運(yùn)營管理。公司通過購置計(jì)算機(jī)設(shè)備，來搭建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息化建設(shè)的目的。通過應(yīng)用信息技術(shù)能夠使部分企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)作變得更加自動(dòng)化、智能化來降低產(chǎn)品生產(chǎn)運(yùn)營成本，而且計(jì)算機(jī)虛擬化的技術(shù)，可以使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)減少硬件的投資。

（四）使應(yīng)用程序變得更加平坦化

信息時(shí)代環(huán)境下，各企業(yè)的運(yùn)營數(shù)據(jù)量逐年增加，這就給現(xiàn)有的服務(wù)器帶來較大的運(yùn)行負(fù)荷。在服務(wù)器應(yīng)用平臺(tái)運(yùn)行期間，要考慮不同類型系統(tǒng)的問題，應(yīng)用虛擬化技術(shù)可以構(gòu)建虛擬平臺(tái)，來解決各種系統(tǒng)不兼容的問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序與硬件相互隔離，去實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的運(yùn)作。

二、計(jì)算機(jī)服務(wù)器虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)

（一）CPU的虛擬化技術(shù)

將服務(wù)器內(nèi)部所有的物理CPU通過虛擬化來構(gòu)建虛擬型的CPU，在操作系統(tǒng)中，會(huì)經(jīng)常使用多個(gè)虛擬型CPU。計(jì)算機(jī)服務(wù)器的信息化，CPU可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)系統(tǒng)相互隔離。在目前也有許多操作系統(tǒng)，都是基于X86框架來組建。在系統(tǒng)的研制中，CPU運(yùn)行時(shí)涉及到4個(gè)層級，分別為Ring0、Ring1、Ring2、Ring3，其中Ring0屬于指令型的層級，可以執(zhí)行基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)操作指令。例如，CPU的運(yùn)行修改都會(huì)在Ring0中完成，虛擬化的X86操作系統(tǒng)在運(yùn)行期間，還要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與硬件設(shè)施之間的鏈接[3]。一般情況下，Ring0只能夠在虛擬層中運(yùn)作，就會(huì)使得一些比較特殊的指令，不能夠在硬件設(shè)施上來應(yīng)用。在部分計(jì)算機(jī)中，虛擬機(jī)通常是用二進(jìn)制型的代碼，來動(dòng)態(tài)翻譯程序。不管計(jì)算機(jī)下的是普通指令，還是特定指令，都能夠應(yīng)用虛擬機(jī)來實(shí)現(xiàn)執(zhí)行。虛擬技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多個(gè)操作系統(tǒng)執(zhí)行，也是當(dāng)前CPU虛擬化的一個(gè)核心關(guān)鍵技術(shù)。

（二）內(nèi)存的虛擬化技術(shù)

內(nèi)存型的虛擬化技術(shù)是目前計(jì)算機(jī)服務(wù)器內(nèi)部核心技術(shù)，內(nèi)存會(huì)影響到系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，而且會(huì)影響到計(jì)算機(jī)使用效果。其中，通過使用虛擬化的內(nèi)存技術(shù)，其原理是對服務(wù)器中所有程序開展統(tǒng)一的管理，之后，再運(yùn)用信息化的封裝技術(shù)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)存在計(jì)算機(jī)內(nèi)的科學(xué)運(yùn)作，進(jìn)而使虛擬機(jī)能夠穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器中。一些內(nèi)存的信息和CPU都同等重要，而且技術(shù)的訪問次數(shù)和頻率也一致，要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)部的虛擬化的內(nèi)存，首先計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)人員就要去科學(xué)的管理硬件內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的科學(xué)劃分，然后再構(gòu)建程序運(yùn)行需要地址和服務(wù)器地址。建立映射關(guān)系，進(jìn)而去確保虛擬機(jī)的內(nèi)存訪問，使虛擬化的內(nèi)存和物理內(nèi)存相一致[4]。內(nèi)存技術(shù)發(fā)展比較早，在計(jì)算機(jī)誕生時(shí)，就有了內(nèi)存技術(shù)，該技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化計(jì)算機(jī)內(nèi)的各類軟件程序。應(yīng)用虛擬的內(nèi)存技術(shù)能夠降低硬件設(shè)施的消耗，同時(shí)會(huì)降低成本。在信息時(shí)代下，虛擬技術(shù)會(huì)有效處理傳統(tǒng)內(nèi)存不足的弊端。用虛擬技術(shù)搭建起服務(wù)器的邏輯內(nèi)存，并構(gòu)建新內(nèi)存的映射關(guān)系。

（三）虛擬機(jī)的遷移技術(shù)

虛擬遷移技術(shù)與基站的軟切換技術(shù)原理基本相似，在服務(wù)器會(huì)形成兩個(gè)聯(lián)絡(luò)。當(dāng)虛擬機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就可以模擬出真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境，來將云數(shù)據(jù)快速地去遷移到虛擬機(jī)內(nèi)部。在整體的遷移期間，耗時(shí)較短，這時(shí)用戶幾乎察覺不到任何的改變。虛擬遷移技術(shù)主要是通過開展數(shù)據(jù)的拷貝、數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)的切換，對計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)有較大的幫助作用。

三、結(jié)束語

虛擬技術(shù)在服務(wù)器應(yīng)用較多，而且虛擬化技術(shù)對服務(wù)器的性能提升影響比較重要。在實(shí)際的虛擬化技術(shù)使用期間，要根據(jù)服務(wù)器的性能狀態(tài)，來應(yīng)用不同的虛擬技術(shù)。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)新型的虛擬技術(shù)，在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建虛擬平臺(tái)，延展計(jì)算機(jī)功能。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)人員通過將CPU、信息技術(shù)、內(nèi)存型技術(shù)、網(wǎng)口信息技術(shù)和實(shí)時(shí)遷移技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用，這樣才可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)在計(jì)算機(jī)服務(wù)器中更加安全穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫偉.計(jì)算機(jī)服務(wù)器虛擬化關(guān)鍵技術(shù)探析[J].通訊世界，2019，026（008）：107-108.

[2]陳偉文.服務(wù)器虛擬化在高校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018，014（005）：230-231.

[3]劉琳.計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器虛擬化技術(shù)的實(shí)踐運(yùn)用[J].數(shù)字化用戶，2019，25（014）：295.

[4]董永博，王兆峰.淺析計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)器虛擬化技術(shù)實(shí)踐方法[J].數(shù)字化用戶，2018，024（010）：123.

（作者單位：南京華智達(dá)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司）