利用虛擬化云計算構建云平臺的技術分析

王建 陶金 溫皓

【摘要】? ? 近年來云計算技術得到了快速發展，利用虛擬化云計算可以構建云平臺，提高數據處理和數據共享的能力。為此本文首先分析了虛擬化云計算的概念及原理，之后分析了云平臺的架構及實現原理，最后對利用虛擬化云計算構建云平臺的技術進行了闡述。

【關鍵詞】? ? 虛擬化? ? 云計算? ? 云平臺

引言：

虛擬化技術是云計算中的關鍵技術之一，虛擬化技術有很多實現方式，比如根據虛擬化的程度和級別，有軟件虛擬化和硬件虛擬化，全虛擬化和半虛擬化。利用虛擬化云計算構建云平臺，從而提高對數據進行計算的效率。虛擬化技術是云計算的重要技術，主要用于物理資源的池化，從而可以彈性地分配給用戶，本文對虛擬化云計算構建云平臺的技術進行了分析。

一、虛擬化云計算

虛擬化是使用所謂的虛擬機管理程序軟件從一臺物理設備創建若干虛擬機 （VM） 的過程。虛擬機的行為和運轉方式與物理機器一樣，但它們會使用物理機器的計算資源，如 CPU、內存和存儲，虛擬機管理程序會根據需要將這些計算資源分配給每個虛擬機。隨著虛擬化環境的普及和廣泛使用，許多企業也在對其網絡進行虛擬化[1]。網絡虛擬化使編程和配置網絡（如負載均衡和防火墻）變得更加容易，而不必觸及底層基礎架構。通常，IT 會使用基于軟件的管理員控制臺來管理軟件組件。隨著計算需求的發展，網絡虛擬化簡化了IT推出、擴展和調整工作負載的方法。

二、云平臺的架構及實現原理

虛擬化云平臺通過對物理資源、虛擬資源、業務資源進行統一管理，為客戶的應用系統提供高性能、高安全、高可靠的計算、存儲、網絡服務，構建高度可用、按需服務的虛擬數據中心。傳統的計算平臺存在資源利用不合理、資源利用率低，占用過多的物理空間、缺乏冗余機制、服務器（或應用系統本身）發生故障導致業務中斷，嚴重影響用戶體驗、資源調整不靈活等不足之處，此外傳統IT在調整計算資源的時候大多都需要中斷業務，運營成本高昂。而采用云平臺可提升資料利用率、池化基礎架構資源，按需調度，降低數據中心能耗，此外還具有強大的冗余機制[2]，縮短業務計劃內、計劃外停頓時間，優化業務服務體驗，保障業務正常運行。同時可以提升IT管理效率，整合數據中心的異構資源，優化IT管理方法，降低運營成本等。

在云平臺中，服務器可以實現虛擬化。服務器是專用于運行特定復雜任務的強大機器。IT部門通常會為每臺服務器分配一個任務或應用，但這通常會導致容量利用不足。此外，還可能會遭遇服務器過多、數據中心空間不足和電費昂貴的問題。服務器虛擬化可以通過將服務器劃分為多個虛擬服務器來充分利用服務器的全部功能，使每個虛擬服務器都能運行自己的操作系統。這樣一來，可以用更少的資源完成更多的任務，并顯著降低硬件和運營成本。

三、利用虛擬化云計算構建云平臺的技術

云計算是通過互聯網交付共享計算資源、軟件、數據或服務。虛擬化是實現云計算的關鍵技術之一，云提供商使用虛擬化，就可以從一臺服務器為大量客戶提供服務，許多企業會同時使用虛擬化和云計算來實現最高效率。網絡虛擬化技術已經出現了二十多年，但是發展卻一直不溫不火，原因是缺少一個重要的應用。云計算的出現對于網絡虛擬化來說是一次機會，有了云計算網絡虛擬化才變得如此熱門，如果沒有網絡虛擬化，就沒有大規模的云計算。

云端一般采用 Open vSwitch 交換機，它是一款開源的網絡虛擬化產品，是二層交換機，性能可以與硬件交換機媲美。利用它可以在虛擬機的下面構筑虛擬網絡層，通過實時修改 Open vSwitch 的配置，可以組建變化靈活的局域網，使得一臺虛擬機能快速地從一個局域網遷移到另一個局域網中，這是物理交換機所無法實現的[2]。在云計算平臺中，可以分為三層，共有云、私有云和混合云等。針對云計算方案，各虛擬化軟件廠商還推出了云端虛擬機管理工具，實現虛擬機的創建、刪除、復制、備份、恢復、熱遷移和監控等統一管理。其中，熱遷移就是在不關閉虛擬機的情況下，把虛擬機從一臺物理機轉移到另一臺物理機上，而正在使用虛擬機的租戶感覺不到虛擬機被移動了，一臺虛擬機的計算能力目前還不能超過其所在的物理機的計算能力。如在無人機信息化云平臺中，采用了分布式架構，結合無損卡爾曼濾波算法、魯棒伺服LQR飛控算法、故障診斷與故障隔離算法、余度管理算法等多種算法，實現了無人機姿態穩定和控制無人機任務設備管理以及應急控制三大功能，有效解決了飛控中抗干擾和穩定性的問題。利用虛擬化云計算構建的云平臺在多個領域中都可以得到應用，未來具有較大的應用空間。

四、結論

虛擬化云計算技術是構建云平臺不可缺少的關鍵技術，通過構建云平臺可以實現計算效率的顯著提高。隨著云技術在社會中的應用日益廣泛，技術水平也將得到同步提高，從而提高社會的信息化水平。

參? 考? 文? 獻

[1] 袁夫， 郭紅. 基于云計算環境的虛擬化技術應用研究[J]. 數字技術與應用， 2017（1）：102-103.

[2] 余斐. 機電虛擬化云計算平臺的能耗管理問題研究及技術應用[J]. 城市建設理論研究（電子版）， 2017（5）：212-213.

[3] 周燕. 云計算技術在船舶虛擬化綜合信息平臺搭建的應用[J]. 艦船科學技術， 2017（12）：132-134.