一個云計算的應(yīng)用必定是基于虛擬化的，將硬件變成服務(wù)要看產(chǎn)品在虛擬化的能力，只有在虛擬化的環(huán)境下，云才是可能。本文將介紹虛擬化的發(fā)展歷程、云計算時代的虛擬化技術(shù)、服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化以及SystemCenter對虛擬化的管理，本文的重點在于虛擬化管理，因為這是我們在實際應(yīng)用中落地的東西。
虛擬化發(fā)展歷程：
虛擬化的概念在20世紀(jì)60年代首次出現(xiàn)，利用它可以對屬于稀有而昂貴資源的大型機硬件進(jìn)行分區(qū)。隨著時間的推移，微型計算機和PC可提供更有效、更經(jīng)濟(jì)的方法來分配處理能力，因此到20世紀(jì)80年代，虛擬技術(shù)已不再廣泛使用。
但是到了20世紀(jì)90年代，研究人員開始探索如何利用虛擬化解決與廉價硬件激增相關(guān)的一些問題，例如，利用率不足、管理成本不斷攀升和易受攻擊等。現(xiàn)在，虛擬化技術(shù)處于時代前沿，可以幫助企業(yè)升級和管理他們在世界各地的IT基礎(chǔ)架構(gòu)并確保其安全。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。
云計算的平臺包括三類服務(wù)：軟件基礎(chǔ)實施即服務(wù)IaaS、平臺即服務(wù)PaaS、軟件即服務(wù)SaaS，而這三類服務(wù)的基礎(chǔ)則是虛擬化平臺，其關(guān)系結(jié)構(gòu)如下圖1所示：
毫無疑問，虛擬化正在重組IT工業(yè)，同時它也正在支撐起云計算，如果把云計算單純理解虛擬化，其實也并為過，因為沒有虛擬化的云計算，是不可能實現(xiàn)按需計算的目標(biāo)的。
虛擬化技術(shù)
虛擬化是資源的邏輯表示，這種表示不受物理限制的約束，它的主要目標(biāo)是對包括基礎(chǔ)設(shè)施、系統(tǒng)和軟件等IT資源的表示、訪問、配置和管理進(jìn)行簡化，并為這些資源提供標(biāo)準(zhǔn)的接口來接收輸入和提供輸出。
虛擬化技術(shù)包括兩個層面，其一是硬件層面的虛擬化，其二是軟件層面的虛擬化。實際上，我們通常所說的虛擬化是指服務(wù)器虛擬化技術(shù)，除此之外，在應(yīng)用層、表示層、桌面、存儲和網(wǎng)絡(luò)都可以做全方位的虛擬化，虛擬化的類型可以用下圖2來表示：
虛擬化的類型
(1)網(wǎng)絡(luò)虛擬化
網(wǎng)絡(luò)虛擬化通常包括虛擬局域網(wǎng)和虛擬專用網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)是其典型的代表，它可以將一個物理局域網(wǎng)劃分成多個虛擬局域網(wǎng)，或者將多個物理局域網(wǎng)中的節(jié)點劃分到一個虛擬局域網(wǎng)中，這樣提供一個靈活便捷的網(wǎng)絡(luò)管理環(huán)境，使得大型網(wǎng)絡(luò)更加易于管理，可以通過集中配置不同位置的物理設(shè)備來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。
虛擬專用網(wǎng)幫助管理員維護(hù)IT環(huán)境，防止來自內(nèi)網(wǎng)或者外網(wǎng)中的威脅，使用戶能夠快速、安全地訪問應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。目前虛擬專用網(wǎng)在大量的辦公環(huán)境中使用。
(2)存儲虛擬化
存儲虛擬化就是為主機創(chuàng)建物理存儲資源的過程。通過虛擬化技術(shù)，多個存儲介質(zhì)模塊(如硬盤、RAID)通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲模塊在一個存儲池中得到統(tǒng)一管理。Redundant Array of independent Disk,(RAID)技術(shù)是虛擬化存儲技術(shù)的雛形，目前使用的存儲還有Network Attached Storage(NAS)和Storage Area Network(SAN)。
(3)桌面虛擬化
桌面虛擬化技術(shù)，維基百科上給出的定義是：“Desktop virtualization(或者成為Virtual Desktop Infrastructure)是一種基于服務(wù)器的計算模型，并且借用了傳統(tǒng)的瘦客戶端的模型，但是讓管理員與用戶能夠同時獲得兩種方式的優(yōu)點：將所有桌面虛擬機在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行托管并統(tǒng)一管理;同時用戶能夠獲得完整PC的使用體驗。桌面虛擬化最大的好處在于能夠使用軟件從集中位置來配置PC及其它客戶端設(shè)備，這樣方便了企業(yè)用戶集中管理計算機，運維部門可以在數(shù)據(jù)中心加強對應(yīng)用軟件、系統(tǒng)補丁、殺毒軟件的管理和控制。
(4)表示層虛擬化
在本地計算機顯示和操作遠(yuǎn)程計算機桌面，在遠(yuǎn)程計算機執(zhí)行存儲信息和程序，一般通過終端服務(wù)來實現(xiàn)。
(5)應(yīng)用虛擬化
在一臺計算機上顯示和操作計算機桌面，在另一臺計算機上執(zhí)行程序和存儲信息。
目前在微軟的虛擬化產(chǎn)品線中，已經(jīng)有了服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用虛擬化、桌面虛擬化、表示層虛擬化產(chǎn)品，如下圖3所示：
(6)服務(wù)器虛擬化
服務(wù)器虛擬化可以說是最為熟悉的，就是讓多個操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序同時運行在不同的虛擬機上，而這些虛擬機建立在同一個物理服務(wù)器上。但是一個服務(wù)器上的虛擬服務(wù)器的數(shù)量取決于硬件的能力，所有虛擬服務(wù)器共享相同的硬件上，但是相互獨立運行，單獨的虛擬服務(wù)器可以自行升級、啟動，不會影響到其他虛擬服務(wù)器。
服務(wù)器虛擬化解決了存在物理服務(wù)器環(huán)境下問題，通過虛擬化層可以隔離同一臺機器上、不同操作系統(tǒng)中運行的程序，避免資源的沖突。另外，服務(wù)器虛擬化可以動態(tài)移動沒有充分利用的硬件資源到最需要應(yīng)用的程序中，從而提高底層硬件資源的利用率。
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