一、雲裡面的關鍵技術簡介
目前來說,雲裡面的關鍵技術就是虛擬化的技術,主要是從以下三個方面展開的:
l 計算虛擬化技術
l 儲存虛擬化技術
l 網路虛擬化技術
1.計算虛擬化
定義:將一臺計算機虛擬化成多臺邏輯計算機,每個邏輯計算機可以執行不同的作業系統。這樣不同的作業系統環境下執行的軟體相互之間是獨立的,執行互不影響。
核心:Hypervisor軟體,該軟體是執行在物理伺服器和作業系統之間的中間軟體,允許多個作業系統和應用共享一套基礎的物理硬體。物理伺服器硬體、Hypervisor、邏輯計算機的具體關係如下圖所示:
圖1計算虛擬化技術的基礎框架
在圖1中最底層是物理硬體,在物理硬體之上執行一款對硬體資源管理的軟體Hypervisor。Hypervisor將自己管理的硬體資源組織成可以呼叫的資源池。在Hypervisor之上是虛擬機器,虛擬機器在建立的時候會向資源池申請資源,比如記憶體大小、處理器個數、硬碟大小、網絡卡等。虛擬機器建立成功後就可以單獨的工作,互相之間並不會干擾,即邏輯上是單獨的計算機。
2.儲存虛擬化
定義:對儲存硬體進行抽象化表現,這樣使用者就與具體的儲存器的硬體特性隔絕開來。使用者儲存資料的時候只需要呼叫相關的介面儲存。
核心:將底層的儲存裝置統一的管理,將儲存物理裝置抽象成一個虛擬的資源,並可以根據使用者的需求按需分配儲存空間。
自動精簡配置:它擴充套件了儲存管理功能,可以小的物理容量為作業系統提供超大的虛擬儲存空間。並且,隨著應用資料的增長,實際儲存空間也可以及時擴充套件,而無需手動擴充套件。下面是儲存虛擬化的主要架構。
圖2 虛擬儲存化系統
在圖2中對於最底層的物理儲存硬體需要虛擬磁碟管理系統進行儲存資源的統一管理,為上層的虛擬檔案系統提供儲存池的服務。虛擬磁碟管理系統不僅提供虛擬磁碟,還為上層提供各式各樣的儲存池。虛擬檔案系統,比如DFS分散式檔案系統通過SAN儲存域網路將資料儲存中心和計算中心進行連通。儲存區域網(SAN)是一種高速網路,提供在計算機和儲存系統之間的資料傳輸。
3.網路虛擬化
定義:網路虛擬化指用軟體定義網路
核心:網路虛擬化分成網路裝置虛擬化、鏈路虛擬化和虛擬化網路。典型的網路虛擬化有網絡卡虛擬化,軟體虛擬化出來的網絡卡可以有單獨的MAC地址、IP地址。所有的虛擬機器的虛擬網絡卡通過虛擬交換機以及物理網絡卡連線到物理交換機;硬體虛擬化裝置,在傳統的x86架構機器上安裝特定的作業系統,實現路由器的功能。鏈路虛擬化是日常生活中最常見的虛擬化技術之一,比如鏈路聚合是將多個物理埠捆綁在一起,虛擬成一個邏輯埠。當交換機檢測到其中一個物理埠的鏈路發生故障的時候,就停止在此埠上傳送報文,根據負載分擔策略在餘下的物理鏈路中選擇傳送報文的埠。隧道協議是另外的一種鏈路虛擬化,隧道協議將其他協議的資料幀或包重新封裝後通過隧道傳送。虛擬網路是由虛擬鏈路組成,虛擬網路節點之間的連線並不使用物理線纜連線,而是依靠特定的虛擬化鏈路相連,典型的虛擬化網路包括疊加網路、虛擬專用網路。
參考文獻:
1.雲端計算基礎架構及關鍵應用 陸平 機械工業出版社