虛擬化技術在新一代云計算數(shù)據(jù)中心的應用研究

天津渤海職業(yè)技術學院 天津 300402

引言

在2017年全球互聯(lián)網(wǎng)信息量統(tǒng)計中，信息量已經達到2.5萬億GB以上，經過幾年發(fā)展后，信息量更是形成了爆炸式的快速增長，這就為高校的軟硬件維護增加了更高的難度。部分高校在IT部分需要投入大量的資金和精力進行系統(tǒng)維護，而對于軟硬件的更新僅能夠投入更小的部分。云計算技術雖然能夠建立起共享資源的計算形式，但仍然難以滿足當前不斷提高的應用需求，這就需要加強對虛擬化技術的應用，形成新一代云計算數(shù)據(jù)中心，更大程度地滿足人們的應用需求。

1 虛擬化技術及云計算技術概述

（1）虛擬化技術定義。虛擬化技術的定義尚未得到明確的界定，通常將虛擬化技術作為一種抽象產品，主要是將操作系統(tǒng)與物理硬件進行隔離，為IT資源提供更高的利用率和靈活性。在實際的技術應用環(huán)境中，能夠對高性能物理硬件產能過剩以及舊物理硬件產能過低的問題進行處理，使底層物理硬件透明化。所以虛擬化技術設計的內容具有極高的廣泛性，程序虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化、服務器虛擬化、儲存器虛擬化等內容都包含在其中[1]。

（2）云計算網(wǎng)絡構架。云計算網(wǎng)路架構的主要特點就在于高度的彈性、動態(tài)性和靈活性，也是作為數(shù)據(jù)中心的云基礎設施核心。在現(xiàn)階段的IT領域中，大量的資源計算需要按照需求進行部署并提供相應的動態(tài)服務，然而在大量數(shù)據(jù)資源的應用環(huán)境下，傳統(tǒng)的運行架構已經難以滿足動態(tài)需求。在網(wǎng)絡設備的核心部分中，還有交換體系結構發(fā)揮著重要的作用，數(shù)據(jù)中心作為云計算和集成應用的基礎平臺，也擁有更高的需求標準。新一代云計算中心能夠建立起基于動態(tài)路由交換架構的網(wǎng)絡架構，也就是通常所說的多級架構，能夠達到更好的擴展和重構的效果，保持更高的通暢性，并支持擴展交換機端口系統(tǒng)容量。

2 虛擬化技術的應用特點

云計算數(shù)據(jù)中心的處理能力幫助傳統(tǒng)辦公模式得到了效率的極大提高，但應用需求仍然在不斷增長，云計算數(shù)據(jù)中心也逐漸難以滿足。虛擬化技術的應用能夠對X86處理器的運行性能進行更大程度的提高，也能夠通過X86處理器的廣泛應用加速虛擬化技術的應用擴張。

基于對虛擬化技術的深入分析，能夠將其技術特點總結為以下五點：第一點是虛擬化技術能夠通過軟件的形式進行模擬工作，通過對服務器資源的切分形成獨立的運行環(huán)境；第二點是在同一物理服務器中進行多臺虛擬設備的獨立運行，包括計算獨立、訪問獨立、數(shù)據(jù)獨立和儲存獨立等，既不會產生相互之間的影響，也不會產生數(shù)據(jù)泄露等問題，只需要服務器程序做好網(wǎng)絡銜接的配置；第三點是虛擬化技術可以在多種硬件平臺中兼容多種操作體系；第四點是通過硬件的標準化接口，虛擬化技術能夠達到更高的兼容性；第五點是虛擬化的服務器能夠使硬件和虛擬機剝離，減少互相的依賴和影響，使虛擬機能夠實現(xiàn)更加便捷的轉移[2]。

3 虛擬化技術在新一代云計算數(shù)據(jù)中心的應用

（1）服務器虛擬化。耦合技術就是服務器虛擬化的技術本質，能夠完全分離基礎物理設備、操作系統(tǒng)與上層軟件，將所有技術操作集合在虛擬機文件當中，既能夠加速系統(tǒng)的備份性能，也能夠實現(xiàn)更統(tǒng)一的管理作用，有利于技術部署和軟件發(fā)布，使設備的耦合性能得到更大程度的提高，也使系統(tǒng)的可靠性得到更大程度的提高，滿足人們的共享需求。在實際的操作過程中，通過虛擬平臺對硬件設備的分離能夠更好地實現(xiàn)云計算的相關技術。在服務器虛擬化的影響下，還可以形成實時傳輸?shù)奶摂M機。但是服務器虛擬化技術會由于宕機頻率的降低，導致資源的過度溢出，主要在于控制器的位置和物理機器硬件等問題，如果遭到黑客入侵將造成較大的影響。所以要對虛擬服務器的運行進行嚴格監(jiān)控，當存在異常情況時，就要及時關閉服務器，避免虛擬機溢出等問題的發(fā)生。

（2）資源存儲虛擬化。在進行云計算時，資源存儲是其中的重要基礎部分，通過資源存儲虛擬化技術能夠更好地滿足人們的資源儲存需求。尤其是對資源邏輯映像和物理存儲的分開，能夠為系統(tǒng)管理器提供更加簡單無縫的虛擬視圖，使網(wǎng)絡資源的存儲和管理更加簡便，也有利于更加快速的資源分配，即使在沒有終端存儲設備的情況下，也可以為終端用戶提供存儲共享服務，使數(shù)據(jù)資源的安全性得到了更大程度的保障。在云計算數(shù)據(jù)中心中，上層資源和物理鏈路層調度的匹配與自動化能夠實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的資源管理，通過虛擬網(wǎng)絡服務平臺的建立為每個用戶提供自主管理服務，使動態(tài)調度作用得以實現(xiàn)。但是在進行計算模式的信息化改革時，云端或虛擬機會存儲大量的備份數(shù)據(jù)，需要加強對備份服務器的安全保護，提高備份數(shù)據(jù)的安全性。

（3）網(wǎng)絡服務虛擬化。作為一種新型的服務形式，網(wǎng)絡服務虛擬化技術也是云計算數(shù)據(jù)中心的重要部分，通過虛擬化技術能夠使網(wǎng)絡服務的擴展性得到更大程度的提高，尤其在網(wǎng)絡資源的利用率方面，能夠使人們的網(wǎng)絡服務需求得以滿足。網(wǎng)絡服務虛擬化技術是由多個層次組成的，不同層次對應著接入層、核心層、虛擬網(wǎng)絡交換層等不同分工，需要通過多樣化的接入方式達到更加廣泛性的分布范圍，并通過更高可行性的方案使網(wǎng)絡接入的擴展性與適應性得到提高。但是硬件技術的發(fā)展仍然是網(wǎng)絡虛擬化技術發(fā)展的重要基礎，所以需要加強對硬件技術的研究，才能夠更好地刺激網(wǎng)絡虛擬化技術的長遠發(fā)展。

4 結束語

虛擬化技術與云計算數(shù)據(jù)中心的發(fā)展具有一定的協(xié)調性，能夠形成相互促進的良性循環(huán)。在虛擬化技術的實踐應用中，能夠加強云計算數(shù)據(jù)中心的全面性，尤其是在服務器和網(wǎng)絡硬件設施等底層硬件方面，能夠建立起滿足人們需求的共享網(wǎng)絡環(huán)境，使人們的生活和工作需求得到更好的滿足。