計(jì)算機(jī)信息技術(shù)中虛擬化技術(shù)的實(shí)踐分析

許文博，何宛星，涂艷麗，吳 玥，李 波，金 敏

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司 重慶分公司，重慶 401120）

0 引 言

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在我國各個(gè)領(lǐng)域的不斷深入，其已經(jīng)成為人們?nèi)粘９ぷ?、生活中重要的現(xiàn)代技術(shù)手段之一[1-4]。虛擬化技術(shù)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中一種具有突破性的技術(shù)手段，憑借其自身的優(yōu)勢(shì)為各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息化發(fā)展提供重要技術(shù)支撐，逐漸成為推進(jìn)社會(huì)發(fā)展、提高社會(huì)生產(chǎn)質(zhì)效的重要輔助工具[5]。隨著眾多學(xué)者對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的研究不斷深入，現(xiàn)階段虛擬化技術(shù)在我國的政府部門、企事業(yè)單位、教育領(lǐng)域等都得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的應(yīng)用效果，提供了更高效的信息處理方式，逐漸成為推進(jìn)各領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息化、智能化發(fā)展的核心。

1 計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬化技術(shù)主要是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)中的各種軟件與硬件，結(jié)合使用者的不同需求構(gòu)建一個(gè)虛擬化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同的虛擬系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。虛擬化平臺(tái)能夠在多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中作為一個(gè)獨(dú)立的平臺(tái)進(jìn)行安裝，并且在使用過程中可以通過同一個(gè)硬件系統(tǒng)來完成不同的數(shù)據(jù)服務(wù)功能。

需要注意的是，虛擬化技術(shù)在使用過程中仍然需要通過基礎(chǔ)性的物理服務(wù)器與相應(yīng)操控系統(tǒng)作為技術(shù)支持，以此來實(shí)現(xiàn)不同虛擬化系統(tǒng)和服務(wù)應(yīng)用對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的共享。在現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)中，雖然市面上大部分物理服務(wù)器都能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)各種計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與存儲(chǔ)，但是在具體應(yīng)用過程中受技術(shù)水平的限制，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)物理服務(wù)器普遍存在硬件無法得到充分利用的問題，并且部分物理服務(wù)器只能實(shí)現(xiàn)對(duì)單一數(shù)據(jù)的處理[6-8]。而隨著計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的不斷進(jìn)步，能夠有效提升物理服務(wù)器的硬件利用率。將物理服務(wù)器作為載體，實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立虛擬系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行，并且各個(gè)虛擬化系統(tǒng)的操控系統(tǒng)能夠利用同一個(gè)物理服務(wù)器的硬件資源進(jìn)行獨(dú)立操作。

2 計(jì)算機(jī)信息技術(shù)中虛擬化技術(shù)的主要分類

2.1 資源虛擬化

資源虛擬化是對(duì)系統(tǒng)中原有的各種資源信息或指定的信息進(jìn)行虛擬化操作處理，主要體現(xiàn)在對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化處理和對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)的虛擬化處理2個(gè)方面。無論是存儲(chǔ)系統(tǒng)，還是虛擬化處理系統(tǒng)，都具有一定的獨(dú)立性，在同時(shí)運(yùn)行過程中不會(huì)相互影響。將各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合計(jì)算，借助計(jì)算機(jī)展示其數(shù)據(jù)處理結(jié)果[9]。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬化主要對(duì)計(jì)算機(jī)的寬帶進(jìn)行處理，將其分為多個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)通道，然后將網(wǎng)絡(luò)中的寬帶資源按需分配，以此實(shí)現(xiàn)不同的資源都能在特定的寬帶通道中獨(dú)立運(yùn)行，不同資源之間互不干擾。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)虛擬化主要借助計(jì)算機(jī)對(duì)各項(xiàng)信息資源進(jìn)行高效管理，將各項(xiàng)資源以虛擬化的形式呈現(xiàn)出來，然后根據(jù)使用者的實(shí)際數(shù)據(jù)信息處理需求對(duì)多個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行整合應(yīng)用，以此來構(gòu)建一個(gè)具備獨(dú)立性的存儲(chǔ)空間。

2.2 應(yīng)用程序虛擬化

應(yīng)用程序是計(jì)算機(jī)用戶向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出執(zhí)行指令的重要載體，同時(shí)也是主機(jī)系統(tǒng)與用戶操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效互動(dòng)的重要紐帶，在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。隨著虛擬化技術(shù)水平的不斷提高，能夠有效實(shí)現(xiàn)將不同的應(yīng)用程序轉(zhuǎn)化為虛擬化程序，進(jìn)而將保持運(yùn)行狀態(tài)的應(yīng)用程序從正常運(yùn)行狀態(tài)中有效分離，最大限度提升計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的獨(dú)立性。此外，還能將應(yīng)用程序從相應(yīng)操作系統(tǒng)的操控中進(jìn)行分離，更加快速地響應(yīng)用戶的操作[10]。

應(yīng)用程序虛擬化不僅能夠提升用戶的操作體驗(yàn)，同時(shí)還能促進(jìn)主機(jī)系統(tǒng)對(duì)各種指令的高效響應(yīng)，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。與此同時(shí)，應(yīng)用程序虛擬化能夠借助不同的操作形式來實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)系統(tǒng)的操控。在實(shí)際應(yīng)用中需要具體分析用戶的實(shí)際需求，然后合理選擇相應(yīng)的計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)應(yīng)用方法，以此來提升虛擬化實(shí)施效果。

2.3 服務(wù)器平臺(tái)虛擬化

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)平臺(tái)存在對(duì)操作指令反饋遲鈍、卡頓現(xiàn)象頻繁等缺陷，嚴(yán)重影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和用戶的操作體驗(yàn)。隨著虛擬化技術(shù)的應(yīng)用與普及，將系統(tǒng)中的各種服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行虛擬化處理，同時(shí)不再局限于計(jì)算機(jī)的桌面，還包含計(jì)算機(jī)各種網(wǎng)站的窗口等。在其具體操作過程中，能夠有效規(guī)避傳統(tǒng)計(jì)算操作平臺(tái)反應(yīng)慢、卡頓等問題，為用戶提供更加可靠、安全的信息化服務(wù)[11]。現(xiàn)階段，服務(wù)器平臺(tái)虛擬化主要體現(xiàn)在對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件虛擬化和軟件虛擬化，通過兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)來優(yōu)化計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)的各種性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器平臺(tái)的集中控制。

3 計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)應(yīng)用路徑

3.1 在政府部門領(lǐng)域中的應(yīng)用

相對(duì)于其他領(lǐng)域而言，政府部門對(duì)信息數(shù)據(jù)的安全性、信息處理速率等方面的要求更高。由于各個(gè)部門的職能不同，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息量、信息類型以及信息處理需求也不盡相同。因此，通常結(jié)合自身的實(shí)際需求選擇不同軟件開發(fā)公司所研發(fā)的信息系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)服務(wù)器種類繁雜，各方面性能存在差異，其運(yùn)行效率也存在很大的差距，在一定程度上制約各個(gè)部門之間的信息化共享建設(shè)。隨著計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用與普及，可以將政府機(jī)關(guān)部門里現(xiàn)有的各種信息資源借助虛擬化技術(shù)手段進(jìn)行整合，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定。與此同時(shí)，通過構(gòu)建相關(guān)信息數(shù)據(jù)中心，提高不同部門的信息聯(lián)動(dòng)性，使各個(gè)部門的工作部署和系統(tǒng)維護(hù)變得更加便捷，營(yíng)造一個(gè)安全、可靠的工作環(huán)境[12]。虛擬化數(shù)據(jù)中心如圖1所示。

圖1 虛擬化數(shù)據(jù)中心

3.2 在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用

虛擬化技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)形式的轉(zhuǎn)變，常見的翻轉(zhuǎn)課堂、線上課堂、虛擬教室等都是以虛擬化技術(shù)為支撐的現(xiàn)代化教育手段，不僅在一定程度上有效拓展了學(xué)生的知識(shí)范圍，同時(shí)還有利于對(duì)學(xué)生綜合化素質(zhì)的培養(yǎng)。高校是為社會(huì)培養(yǎng)高品質(zhì)技術(shù)型人才的重要地方，根據(jù)教學(xué)需求建立了模擬實(shí)驗(yàn)室，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將以往只能依靠教師講解傳授的技術(shù)知識(shí)進(jìn)行虛擬化在線講授，不僅能夠有效激發(fā)學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的興趣，而且還能有效解決傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)教室設(shè)備陳舊、建設(shè)成本巨大等問題，全面提升教育教學(xué)質(zhì)量和效率。建筑工程教學(xué)施工模擬如圖2所示。

圖2 建筑工程教學(xué)施工模擬

3.3 在企業(yè)管理中的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)水平的整體提升，信息技術(shù)已經(jīng)成為我國各個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)信息化、智能化發(fā)展的重要途徑之一，虛擬化技術(shù)作為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)中的重要組成，在我國企業(yè)實(shí)行信息化改革中得到了廣泛應(yīng)用。虛擬化在企業(yè)管理中的應(yīng)用如圖3所示。

圖3 虛擬化在企業(yè)管理中的應(yīng)用

借助計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)構(gòu)建企業(yè)內(nèi)容信息交互網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)各部門之間的信息共享，促進(jìn)部門之間的交流合作，以此來提升各個(gè)部門的工作質(zhì)效。除此之外，借助虛擬化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)手段進(jìn)行更新，全面提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息整合能力，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供有力的技術(shù)保障。

4 結(jié) 論

綜上所述，通過計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整合應(yīng)用，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)虛擬化技術(shù)的信息數(shù)據(jù)處理功能進(jìn)行再次強(qiáng)化，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)更多用戶的數(shù)據(jù)、程序進(jìn)行處理，確保不同的數(shù)據(jù)信息處于獨(dú)立的空間內(nèi)，為信息數(shù)據(jù)的安全性提供保障，同時(shí)為用戶提供更加便捷、高效的技術(shù)體驗(yàn)。