摘 要：虛擬化技術(shù)最早出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 60 年代的 IBM 大型機(jī)系統(tǒng)，在70年代的 System 370 系列中逐漸流行起來(lái)，這些機(jī)器通過(guò)一種叫虛擬機(jī)監(jiān)控器（Virtual Machine Monitor，VMM）的程序在物理硬件之上生成許多可以運(yùn)行獨(dú)立操作系統(tǒng)軟件的虛擬機(jī)（Virtual Machine）實(shí)例。隨著近年多核系統(tǒng)、集群、網(wǎng)格甚至云計(jì)算的廣泛部署，虛擬化技術(shù)在商業(yè)應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)日益體現(xiàn)，不僅降低了 IT 成本，而且還增強(qiáng)了系統(tǒng)安全性和可靠性，虛擬化的概念也逐漸深入到人們?nèi)粘５墓ぷ髋c生活中。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù)；數(shù)據(jù)中心；管理及應(yīng)用

虛擬化技術(shù)的分類

虛擬化技術(shù)主要分為以下幾個(gè)大類 [1]：

1.平臺(tái)虛擬化（Platform Virtualization），針對(duì)計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)的虛擬化。

2.資源虛擬化（Resource Virtualization），針對(duì)特定的系統(tǒng)資源的虛擬化，比如內(nèi)存、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源等。

3.應(yīng)用程序虛擬化（Application Virtualization），包括仿真、模擬、解釋技術(shù)等。

我們通常所說(shuō)的虛擬化主要是指平臺(tái)虛擬化技術(shù)，通過(guò)使用控制程序（Control Program，也被稱為 Virtual Machine Monitor 或 Hypervisor），隱藏特定計(jì)算平臺(tái)的實(shí)際物理特性，為用戶提供抽象的、統(tǒng)一的、模擬的計(jì)算環(huán)境（稱為虛擬機(jī)）。虛擬機(jī)中運(yùn)行的操作系統(tǒng)被稱為客戶機(jī)操作系統(tǒng)（Guest OS），運(yùn)行虛擬機(jī)監(jiān)控器的操作系統(tǒng)被稱為主機(jī)操作系統(tǒng)（Host OS），當(dāng)然某些虛擬機(jī)監(jiān)控器可以脫離操作系統(tǒng)直接運(yùn)行在硬件之上。運(yùn)行虛擬機(jī)的真實(shí)系統(tǒng)我們稱之為主機(jī)系統(tǒng)。

虛擬化的數(shù)據(jù)中心體系結(jié)構(gòu)就是將物理的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等硬件通過(guò)平臺(tái)虛擬化后將資源邏輯為一個(gè)整體，統(tǒng)一管理，并分配給最終用戶使用。它適用于任何應(yīng)用和任何硬件，能夠滿足當(dāng)前和未來(lái)的需求。但移動(dòng)云時(shí)代為虛擬化提出了新的挑戰(zhàn)。 為了迎接這一挑戰(zhàn)，IT 組織需要對(duì)其余的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行虛擬化，使所有基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)和虛擬機(jī)一樣成本低廉且易于調(diào)配和管理。

虛擬化的數(shù)據(jù)中心可將您所了解的虛擬化概念（抽象化、池化和自動(dòng)化）擴(kuò)展到所有數(shù)據(jù)中心資源和服務(wù)。 數(shù)據(jù)中心的組件可以一起部署或者分階段部署：計(jì)算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和虛擬存儲(chǔ)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算以及網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)的抽象化、池化和自動(dòng)化。

1 虛擬存儲(chǔ)和可用性

虛擬存儲(chǔ)是虛擬化的數(shù)據(jù)中心的基本組件，可對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行抽象化處理，以支持存儲(chǔ)的池化、復(fù)制和按需分發(fā)。 這使存儲(chǔ)層與虛擬化計(jì)算層非常相似：都具有聚合、靈活、高效和彈性擴(kuò)展的特點(diǎn)。 它們的優(yōu)勢(shì)也如出一轍：全面降低了存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)的成本和復(fù)雜性。

虛擬存儲(chǔ)支持對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)池中的所有資源實(shí)施一致的策略，使存儲(chǔ)的使用像為每個(gè)應(yīng)用或虛擬機(jī)指定容量、性能和可用性要求那樣簡(jiǎn)單。 這種基于策略的自動(dòng)化最大限度地利用了底層存儲(chǔ)資源，同時(shí)將管理開(kāi)銷降至最低。數(shù)據(jù)服務(wù)（如快照、克隆和復(fù)制）作為虛擬數(shù)據(jù)服務(wù)在軟件中交付，并按虛擬機(jī)進(jìn)行調(diào)配和管理。 獨(dú)立于底層存儲(chǔ)硬件使得這些服務(wù)的分配極其敏捷和靈活。隨著服務(wù)器功能的增多，虛擬存儲(chǔ)解決方案可讓企業(yè)利用廉價(jià)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算硬件來(lái)擴(kuò)大其存儲(chǔ)資源。 利用固態(tài)磁盤和硬盤作為虛擬機(jī)的共享存儲(chǔ)，可獲得高性能，并將存儲(chǔ)總體擁有成本降低 。

2 數(shù)據(jù)中心管理和自動(dòng)化

虛擬化的數(shù)據(jù)中心的管理比物理基礎(chǔ)架構(gòu)更輕松、更高效，其敏捷性也提高到了一個(gè)全新的水平。部署過(guò)程高度自動(dòng)化：應(yīng)用只需數(shù)分鐘（而不是數(shù)周）即可完成準(zhǔn)備，達(dá)到可供使用狀態(tài)，從而大大縮短業(yè)務(wù)計(jì)劃的上市時(shí)間?？梢允褂靡恢碌姆椒ê蜆?biāo)準(zhǔn)化可重用的組件，結(jié)合調(diào)配過(guò)程中內(nèi)置的監(jiān)控策略，以前所未有的簡(jiǎn)單性和速度構(gòu)建新應(yīng)用。

智能管理軟件是虛擬化的數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵支柱，可以簡(jiǎn)化管理、實(shí)現(xiàn)更高的資源利用率。 策略驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化可使各項(xiàng)基礎(chǔ)架構(gòu)資源與不斷變化的業(yè)務(wù)和工作負(fù)載需求相匹配，促進(jìn)客戶滿意度的提升。 容量規(guī)劃功能可以通過(guò)識(shí)別閑置和過(guò)度調(diào)配的虛擬機(jī)，以及優(yōu)化虛擬機(jī)密度，進(jìn)一步提高基礎(chǔ)架構(gòu)的效率。

作為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境，虛擬化的數(shù)據(jù)中心使管理員能夠?qū)崿F(xiàn)更高水平的成本透明度和成本責(zé)任。 您可以跟蹤并反饋各業(yè)務(wù)部門、應(yīng)用或客戶使用的 IT 服務(wù)的數(shù)量和類型明細(xì)。 您還可以利用基準(zhǔn)測(cè)試將您的 IT 成本與同行及云計(jì)算服務(wù)提供商的成本進(jìn)行比較，以制定明智的采購(gòu)決策，降低開(kāi)銷。

3 網(wǎng)絡(luò)虛擬化

服務(wù)器虛擬化的普及徹底改變了應(yīng)用調(diào)配和管理，為企業(yè)節(jié)省了數(shù)十億美元。 但是，這些動(dòng)態(tài)工作負(fù)載所連接的網(wǎng)絡(luò)卻未能跟上它們的步伐。 網(wǎng)絡(luò)調(diào)配仍然極其緩慢：甚至簡(jiǎn)單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的創(chuàng)建也需要數(shù)天或數(shù)周時(shí)間。 工作負(fù)載安置和移動(dòng)性受制于物理網(wǎng)絡(luò)限制，并且硬件獨(dú)立性需要特定于供應(yīng)商的專業(yè)技能。 網(wǎng)絡(luò)配置需要手動(dòng)執(zhí)行，而且維護(hù)起來(lái)既昂貴又需要消耗大量資源。

虛擬化的數(shù)據(jù)中心通過(guò)創(chuàng)建軟件驅(qū)動(dòng)型抽象層（與推動(dòng)計(jì)算轉(zhuǎn)型的抽象層完全相同），提升了網(wǎng)絡(luò)連接和安全性。 除此之外，還有許多類似的優(yōu)勢(shì)：快速的編程式調(diào)配、無(wú)中斷部署、在任何通用 IP 網(wǎng)絡(luò)連接硬件上同時(shí)支持舊版應(yīng)用和新應(yīng)用，并使網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)擺脫與硬件綁定的限制條件。

虛擬網(wǎng)絡(luò)可以采用與虛擬機(jī)相似的方式，將邏輯網(wǎng)絡(luò)組件（邏輯交換機(jī)、邏輯路由器、邏輯防火墻、邏輯負(fù)載平衡器、邏輯 VPN 等）提供給已連接的工作負(fù)載。

可以利用底層物理網(wǎng)絡(luò)作為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)底板，以編程方式創(chuàng)建、調(diào)配和管理邏輯網(wǎng)絡(luò)。 對(duì)于服務(wù)器虛擬化，可將邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和安全策略的任意組合組裝到任何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。 網(wǎng)絡(luò)和安全服務(wù)綁定到每一個(gè)虛擬機(jī)，并隨虛擬機(jī)遷移，這樣無(wú)需人工干預(yù)即可大量添加或轉(zhuǎn)移工作負(fù)載。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)連接組件與底層物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)完全分離，可確保硬件獨(dú)立性。 可以從終端主機(jī)的角度忠實(shí)地再現(xiàn)物理網(wǎng)絡(luò)模型，工作負(fù)載感覺(jué)不到任何差異。 在運(yùn)營(yíng)方面發(fā)生了革命性的變化，從網(wǎng)絡(luò)調(diào)配直到部署和維護(hù)，所有的一切都實(shí)現(xiàn)了前所有的自動(dòng)化。

在虛擬化的數(shù)據(jù)中心，策略驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化支持邏輯計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的調(diào)配和持續(xù)管理。 其結(jié)果就是實(shí)現(xiàn)了前所未有的 IT 敏捷性和效率，并能靈活支持目前和未來(lái)的硬件和應(yīng)用。

作者簡(jiǎn)介

賀軍（1977-），男，湖北丹江口人，助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：計(jì)算機(jī)軟件，網(wǎng)絡(luò)安全。