云计算的核心技术:虚拟化

云计算历经10年发展,已经从早年谈论“什么是云计算、云的特征”等技术问题,发展到今天“政务云、交通云、电力云”等一些列业务问题。这是技术的进化,更是行业对其深入理解的有效输出。于是云计算已经真正成为诸如Gartner技术成熟度曲线图(Hyper-Cycle)第五阶段的“成熟期”。但即便如此,对于一些中小型企业而言,他们IT系统上云仍然没有捷径,仍然需要从头开始。

其实,我们从云计算的概念入手,似乎就能找到一些头绪。比如:云计算按照服务对象分为公有云、私有云和混合云,这里面就有两层含义。其一是指云服务商的云产品支持私有云部署、公有云部署以及公私混合方式部署,这是一种交付形态;其二是指云服务商的产品可以丰富客户现有物理IT的部署形态,可以帮助客户将一些业务迁移入云,形成一种现有(私有)+新建(云化)的混合云形态,这则是一种惯例形态。

另外,云计算的服务能力首先就是IaaS(基础设施即服务),这个是非常关键的一步,所以我们似乎应该把注意力集中到此。也即是说,构建资源池是实现资源管理和能力服务化的基础,自然也是云计算的底层核心,通常包括服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化三部分能力。

服务器虚拟化:

将服务器物理资源抽象成逻辑资源,让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器,我们不再受限于物理上的界限,而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”,从而提高资源的利用率,简化系统管理,实现服务器整合,让IT对业务的变化更具适应力。

图中中间区域就是服务器虚拟化,其机制在于将虚拟化管理程序依附于一台台独立的PC服务器,然后基于底层虚拟化实现上层多个操作系统,从而构建类似“一虚多”的环境。服务器虚拟化后的虚拟操作系统(Guest OS)也需要独立的存储和网络连接,因此自然有了存储虚拟化和网络虚拟化的概念。

存储虚拟化:

存储虚拟化最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。通过将一个(或多个)目标(Target)服务或功能与其它附加的功能集成,统一提供有用的全面功能服务。典型的虚拟化包括如下一些情况:屏蔽系统的复杂性,增加或集成新的功能,仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的,而这些实体则是用来提供存储资源或/及服务的。

图中底层区域就是存储虚拟化的体现形式,其主要能力在于将传统存储设备、网络存储、存储介质、存储资源进行虚拟化资源抽象,这里有我们常见的iSCSI设备、网络区域存储、光线存储和SAN存储阵列等等,当然也支持分布式系统甚至基于物理磁盘的存储,都可以实现存储虚拟化。存储虚拟化为服务器虚拟化提供了大容量、高效稳定、安全可控的存储资源池。

网络虚拟化:

网络虚拟化的概念很早就已经提出,目前通常认为网络虚拟化是对物理网络及其组件(比如交换机、路由器等)进行抽象,并从中分离网络业务流量的一种。采用网络虚拟化可以将多个物理网络抽象为一个虚拟网络,或者将一个物理网络分割为多个逻辑网络,目前比较常见的网络虚拟化应用包括虚拟局域网,即VLAN,虚拟专用网,VPN,以及虚拟网络设备等。

图中顶层区域就是网络虚拟化的技术实现,我们可以看出传统OSI参考看模型的2-7层全部可以体现在网络虚拟化的范畴,包括二层的vlan,三层的路由和4-7层的负载均衡和防火墙等都表现得淋漓尽致。网络虚拟化在云计算领域是非常重要的,因为壮大的数据中心管理更多依附于网络基础,尤其是节点、链路、信息、应用之间的互联互通。

云计算的实现离不开资源池,而资源池的技术实现又脱离不开虚拟化技术。服务器虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化虽然是核心,但三者之间相互配合、交互访问、安全访控的功能实现才是最重要的,当然这离不开各个云厂商的研发与长期支持。云计算其实并不复杂,核心技术就只有这三项,云资源管理水到渠成!

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