基于云計算的虛擬化技術應用設計研究

關鍵詞： 虛擬化 云計算機 應用設計 實現

信息時代時時刻刻都會產生大量的數據，企業如果在發展中持續沿用傳統計算方法，就難以在新時代占據競爭優勢。而云計算屬于一種基于互聯網的計算方式，應用互聯網提供虛擬化資源，有效匯總、分析和使用數據，與虛擬化之間具有較強內外在的聯系。因此，開展虛擬化云計算機應用的設計和實現研究就顯得十分重要。

1 虛擬化與云計算的概述

1.1 虛擬化

作為一種技術，虛擬化需要通過計算機資源來實現，這些資源包括CPU、內存、硬盤等。借助虛擬化軟件，能夠在計算機上有效不同的物理資源，形成不同類型的邏輯資源，同時整合和處理這些邏輯資源，形成能夠獨立運行的虛擬機。計算機網絡系統中的不同終端用戶，通過虛擬機單獨的操作系統，具有獨立內存、硬盤資源，便于操作和應用[1]。虛擬化應用能夠有效提高計算機網絡資源的實際利用效率，進一步保證網絡資源的合理優化配置，增強其靈活性，同時便于實踐操作人員針對其中一臺物理機結合實際需求實現邏輯切割，并且結合實際需求配置應用相關網絡資源，匯總資源，做好儲存備用工作，有效節約計算機運營成本，創造更多的綜合效益。

1.2 云計算

Google公司最早提出了云計算，針對其定位為互聯網運用模式，但是無法更好地詮釋云計算的基礎變化。當前人們對云計算的認識主要包含狹義上的模式，認為云計算屬于一種互聯基礎設施交付、使用的方式，能夠有效符合不同用戶對網絡資源服務的各項要求。

1.3 關系

針對虛擬化和云計算的本質進行分析，前者能夠針對系統硬件資源進行虛擬化處理，呈現出安全穩定、資源利用率較高等特性，主要包含VM Ware、Hyper-V、Xen 等軟件；后者本質上是一種概念，可以將其當作服務模式，具有自身獨特的特點，主要體現在兩個方面：云計算能夠將IT 當作服務的業務模式，便于數據的使用；云計算還能當作大數據的優化，有效提高信息數據使用率，節約使用成本。總之，虛擬化和云計算之間具有十分密切的關系，虛擬化有利于云計算更加迅速的實現使用目標，實現大數據資源配合的靈活有效性。

2 云計算中虛擬化技術的應用優勢

當前，在經濟社會中，企業部署了大量IT 系統助力業務的不斷發展，導致數據產生的速度較快，每時每刻就會形成海量數據，需要更多的儲存空間，從而對信息數據的存儲和應用要求有更高昂的成本。虛擬化技術能夠針對數據資源進行虛擬化，將其存儲在分布式計算機上，不會占用計算機自身的內存空間，在應用數據的過程中能夠在分布式計算機上直接獲得，有效解決海量數據存儲和使用問題，具有較多優勢。

2.1 節約物理資源

傳統數據系統在實際運行過程中離不開多臺物理機聯合使用的保障，主要涉及認證、搜索引擎、數據處理后臺等多個方面，否則無法正常運行[2]。而應用虛擬化技術能夠有效節約物理資源，更好地優化使用流程，同時能夠有效降低能耗。

2.2 節約時間

云計算中合理應用虛擬化技術，能夠利用信息數據自身的相關功能，更好地實現云服務。計算機系統在實際運行中具有不同類型的軟件，大多數都是借助SAAS 開發而成。新時期，各個行業運行中不斷出現海量信息數據，相關數據系統存儲和應用過程中，都需要借助虛擬化平臺，針對不同類型信息數據進行重新部署，進而構成相對應的模板，并且利用虛擬化技術，充分發揮其應用優勢和價值，更加快速地復制不同科學合理的系統，便于應用單位在實際運用過程中，結合自身實際需求進行合理調整和分配信息資源，或者適當調整配置就能夠正常應用，在很大程度上節約云計算上信息數據應用的部署時間，提高信息數據應用效率。

2.3 保障系統運行的安全可靠性

任何一種數據應用系統，從結構上進行分析都屬于一種計算機軟件，在運行過程中受到內外部因素的影響，不可避免地會產生問題，其安全可靠性和硬件設備條件相對較差。應用虛擬化技術之后，當數據應用系統崩潰，系統能夠自動迅速切換到其他虛擬機上進行工作運行，即使在這個運行的過程中物理機出現故障，同樣能夠立即切換到其他虛擬機上，有效提高數據應用系統的安全可靠性，這一點對網絡用戶具有十分重大的意義，進一步保證云計算提供服務的安全可靠性。

3 云計算機

新時代發展背景下，我國工業、學術等多個領域針對云計算機進行大范圍運用，應用效果良好。云計算機在實際應用過程中能夠充當動態化計算體系，創造良好的托管應用程序環境，進而有效實現動態部署、計算資源優化配置的效果，全過程、實時監控各項資源的實際運用狀況。人們將其當作互聯網的主要發展趨勢。

從服務和技術角度分析云計算機的架構體系，主要包括云計算機交付服務、資源，服務承諾；設計思路，系統屬性，注重軟硬件的重要作用。

4 虛擬化云計算機應用設計研究

4.1 需求分析

大數據時代背景下，數據產生速度較快，對資源的使用率水平要求較高，需盡量避免資源使用率較低的現象出現，進而應針對部分應用質效不高的相關虛擬云計算機進行全面處理，更大限度地減少費用支出，節省服務器資源、電力成本 [3]。當服務器承受負載相對較大的情況下，能有效實現負載自動化調整，全面提高虛擬化云計算機響應速度；確保相關運用單位核心業務在發生故障的情況下，能夠在第一時間內快速完成重啟操作，防止由于此系統出現故障現象，對核心業務產生不良影響，提高其可用性水平；虛擬化云計算機系統維護的過程中，需要在出現系統問題或者異常狀況下，進一步保證其立即發出警報信息，便于相關維護人員進行針對性的處理。

4.2 合理選型

虛擬化技術包含多種類型，如服務器、網絡和存儲虛擬化等。服務器虛擬化在本質上就是將硬件進行虛擬化處理，形成多種不同邏輯硬件，提供相適應的條件，便于上層操作系統的更好運用。所以，當其中一臺服務器在實際應用過程中，能夠支持多個虛擬化云計算機共同運轉，并且在實際應用運轉過程中不會發生交叉現象，保證其應用的科學性和有效性。另外，虛擬化云計算機自身具有極高的智慧性，同時要合理配置個性資源，促進管理工作更加簡單、高效，從而有效提高云計算機系統的實用性，表明了在滿足不同操作系統的條件下，運用全虛擬化技術具有良好的可行性和有效性。在當前IT 技術迅猛發展的時代中，DRS、HA、VMware 等多種功能發展水平相對較高，在實際使用過程中不會存在較多安全風險，在虛擬化云計算機應用設計過程中，可以選擇相適應的產品進行針對性規劃設計和研究。

4.3 基于資源使用率高水平要求的設計

設計人員要詳細分析和了解各項標準和規定，提高各項資源的實際利用效率，確保虛擬化云計算機的有效應用，同時在設計操作過程中合理應用各項功能，發揮其最大應用價值。通常虛擬化云計算機在首次應用的過程中，會出現集群中配置資源時平衡性不足等問題。虛擬化云計算機在現實應用過程中，DRS 配置對VMware DRS 的操作具有決定性作用，結合實際情況提出相適應的建議。DRS 級別選擇決定了自動還是手動這兩種情況的發生，如進行手動時，其會提出相應建議；自動時，虛擬化云計算能夠進行遷移。

4.4 基于高可用性要求的設計

單位在應用虛擬化云計算時，關于企業發展戰略、關鍵業務等，需要做好相關的保密工作，進而相關主要業務針對其停機時間具有較高要求，因此，虛擬化云計算機應用設計的過程中，需要綜合考慮其高可用性，合理應用vSphere 中的HA 功能。此功能的工作原理主要是在發現虛擬化云計算機操作系統或者服務器發生相關故障問題的現象，會實現虛擬化云計算機的自動啟動。因此，設計人員在實際操作中需要更多關注HA功能運用的實效性，采用相關措施保證此功能高效應用，保證其具有足夠的資源，更大限度地防止在出現故障時，虛擬化云計算機無法自動重啟，為其使用單位帶來較大經濟損失 [4]。一般情況下，應用HA 功能恢復虛擬化云計算機消耗的時間普遍在3 min 之內。

4.5 維護控制設計

虛擬化云計算機系統管理的人員登錄vCenter，統一查看參與虛擬化應用狀態的過程中，能夠及時排查出現的相關故障問題。當故障問題處于虛擬化的范圍，需要借助專業的虛擬化工程師有針對性地處理故障；當故障類型屬于應用層面的情況下，需要和應用管理員協調處理故障 [5]。

5 虛擬化云計算機應用的實現研究

5.1 資源使用率對比

文章在研究虛擬化云計算機應用的實現方法，以某企業的政企業務為應用環境。該系統的主機資源包括39 臺計算型服務器、16 臺SAS 存儲型服務器，存儲空間為180 T。系統中每臺服務器具有自身獨特的作用，主要承擔企業不同的應用服務，如BSS 系統、計費系統等。不同數據庫或者應用都搭載在相同服務器內，進而在實際運行過程中容易造成不同類別系統之間可能發生交叉、沖突等現象，對計算機系統運行的安全可靠性產生不良影響，部分服務器內的硬件資源未得到高效利用，經常處于閑置狀態[6]。在沒有實現虛擬化云計算機應用時服務器硬件配置、軟件應用數量具體見表1。

該企業應用虛擬化云計算機之后，合理規劃原有的39 臺服務器，形成整體的服務器池，同時針對多個服務器的相關資源進行統一、標準化管理，實現各項資源、能源的優化配置，提高資源分配的智能化、自動化，合理應用服務器的各項閑置資源，避免各項系統在實際運行中出現交叉、沖突現象，并且應用虛擬化云計算機之后便于相關技術人員的維護和管理。該企業應用虛擬化云計算機之后的服務器硬件資源配置情況具體見表2。

5.2 DRS 的使用

不同虛擬化云計算機，獲得資源的順序不同，當其中一個虛擬化云計算機處于最高的優先級，分配資源的順序相對較有限，進而有效提高配置資源的科學合理性。DRS 呈現出自動配置資源的使用性能，在虛擬化云計算機應用中，自動配置過程中會發生相應的震蕩現象，主要由于虛擬化云計算機應用中會產生來回遷移的現象。因此，虛擬化云計算機應用實現過程中，需要合理應用DRS，將其當作生產系統，在配置調整各項資源的過程中，選擇手動配置方式，結合實際手動操作進行詳細的提醒。另外，DRS 能夠實時監控資源的應用狀況，結合預先設定的閾值，優化配置和使用資源，為應用管理人員提供資源分配建議。

6 結語

計算機在我國多個領域被廣泛應用，推動信息產業不斷進步和發展，為我國社會經濟發展提供更多支持和保障，而虛擬化技術是云計算的核心，為其提供更加重要的支撐。因此，人們加大虛擬化云計算機應用設計和實現的研究力度，在不同行業的應用中獲得顯著效果。