Linux操作系统(论文) 云计算与虚拟化技术体系结构
系别计算机与通信工程学院
专业计算机科学与技术
学号
姓名
指导教师白雪松
2012年12 月30 日
目录
一、中文摘要---------------------------------------2
二、相关概念---------------------------------------2
三、基本原理---------------------------------------3
四、两者关系---------------------------------------3
五、虚拟化及云计算技术支撑-------------------------3
六、当前先进技术汇总-------------------------------5
七、云计算及虚拟化发展趋势-------------------------6
八、结束语-----------------------------------------7
九、参考文献---------------------------------------7
云计算与虚拟化技术体系结构
撰写人：2123116 毛世泽
中文摘要：当下，虚拟化技术十分流行，但其实虚拟化并非最新技术，这种技术早在20世纪60年代就已经出现，并且在当时的IBM大型机上得以实现。虚拟化技术经过了这么多年的发展，已经比较成熟，同时也产生了一个一个体系庞大、门类复杂的虚拟化产品家族如Nested Host、P2V等。当然，在众多产品背后是一个庞大的技术体系作为支撑。随着虚拟化技术的成熟，云计算技术也变得越来越流行了，比较著名的云计算技术厂商有Amazon、Google等，同样的，在高端技术背后同样有技术在支撑。本文主要将当今先进的虚拟化及云计算技术举例，同时对相关技术做梳理，形成体系结构。深入理解虚拟化及云计算在当今世界的作用及技术支撑。为下一步的深入学习做良好铺垫。
关键字：虚拟化、云计算、技术、体系
文章脉络图
一、相关概念
（一）虚拟化：虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。通过虚拟化技术把一台计算机虚拟为多台逻辑计算机，在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计
算机可运行不同的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
（二）云计算：云计算（Cloud Computing），是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需求提供给计算机和其他设备。他是由分布式处理、并行处理和网络运算演进发展，并在商业上实现的计算机概念。
二、基本原理
（一）虚拟化的基本原理：虚拟化对上层应用或用户隐藏了计算资源的底层属性。它既包括是单一的资源划分成多个虚拟资源，也包括将多个资源整合成一个虚拟资源。
（二）云计算的基本原理：构建大规模的分布式计算系统资源库，将系统的计算分布在系统资源地，统筹考虑整体系统的利用情况。其本质是数据共享计算模式与服务共享计算模式的结合体，是下一代计算模式的发展方向。
三、两者关系
云计算均采用虚拟化技术，云计算不会指定用户在特定的设备上获取服务，用户应用服务可能运行在任意节点。请求的资源根据云计算平台自由分配，不是固定的有形实体。但是在我观点看来，云计算与虚拟化没有必然联系。实现云计算不一定要虚拟化。只有在云服务提供商对外提供服务时，才需要使用虚拟化技术，其目的是为了更好的管理。
四、虚拟化及云计算技术支撑
（一）云计算
云计算的最终目标是将计算、服务和应用作为一种公共设施提供给公众，使人们能够像使用水、电、煤气和电话那样使用计算机资源。云计算系统运用了许多技术，其中以编程模型、数据管理技术、数据存储技术、虚拟化技术、云计算平台管理技术最为关键。
首先，云计算技术的实施需要一种简化的分布式编程模型和高效的任务调度模型（如Google的MapReduce），用于大规模数据集（大于1GB）的并行运算。
其次，还应有海量数据分布储藏技术，需要同时为大量用户服务，所以他采用的是分布式存储。其热门应用有Google的gfs及Hadoop开发的gfs的开源实现HDFS。
庞大的数据缺乏管理就会混乱无法使用，因此，数据管理技术必须能满足管理大量数据，云计算系统的数据管理技术主要是Google的BT数据管理技术和Hadoop团队开发的开源数据管理模块HBase。BT是建立在GFS, Scheduler, Lock Service和MapReduce之上的一个大型的分布式数据库，与传统的关系数据库不同，它把所有数据都作为对象来处理，形成一个巨大的表格，用来分布存储大规模结构化数据。
虚拟化技术，通过虚拟化技术可实现软件应用与底层硬件相隔离，它包括将单个资源划分成多个虚拟资源的裂分模式，也包括将多个资源整合成一个虚拟资源的聚合模式。虚拟化技术根据对象可分成存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等，计算虚拟化又分为系统级虚拟化、应用级虚拟化和桌面虚拟化。
云计算平台管理技术，云计算资源规模庞大，服务器数量众多并分布在不同的地点，同时运行着数百种应用，如何有效的管理这些服务器，保证整个系统提供不间断的服务是巨大的挑战。
云计算系统的平台管理技术能够使大量的服务器协同工作，方便的进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障，通过自动化、智能化的手段实现大规模系统的可靠运营。
(二)虚拟化
关键让不同用户看到单个不同的系统，虚拟化的底部是要虚拟化的机器，这台机器可以直接支持虚拟化，也可能不会直接支持虚拟化，这样就要需要系统管理层的支持。系统管理程序（VMM），是平台硬件和操作系统的抽象画。系统管理程序之上是客户操作系统，也成为虚拟机，这些虚拟机是一些相互隔离的操作系统，将底层硬件视为己有。但实际上是系统管理程序为他们提供了这种假象。现在常用的实现虚拟化的技术有以下几种：一、硬件仿真，是最复杂的虚拟化实现技术，在宿主系统上创建一个硬件虚拟机来仿真所想要的硬件，但是其速度很慢，每条指令都必须在底层硬件上进行仿真。二、完全虚拟化，它在客户操作系统和原始硬件之间通过使用虚拟机进行协调。其速度快于硬件仿真但是比裸硬件
