应用虚拟化

应用虚拟化（通用12篇）

应用虚拟化 篇1

1 概述

随着计算机技术发展和普遍应用,各种不同用途和功能的应用软件投入使用,软件的运行环境变得日益复杂起来,对传统的应用程序的管理模式形成了挑战。用户需要耗费大量时间和精力对运用中的软件进行管理,且需要足够的计算能力和存储空间维持软件运行及进行处理数据;应用软件的安装部署、升级更新、补丁管理等软件维护和管理效率低下,且容易导致混乱,甚至出现安全性问题。数量众多的各种用途和版本的应用程序,复杂多变的运行环境,又会引起软件之间出现兼容性问题,导致系统性能下降,影响应用的正常运行。通过采用应用虚拟化技术实现对操作系统和应用程序的分离,为应用提供相互隔离的虚拟运行环境,提供对集中化应用资源的多用户远程访问,有效解决应用兼容性问题,实现对应用的集中管理和控制。

2.1 应用虚拟化技术概述

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。虚拟化是一个抽象层,它从逻辑上把计算机物理硬件与操作系统、操作系统和应用程序进行分离,从而实现对应用软件的灵活管理,提高系统资源利用率。通过虚拟化技术,在一台物理机上以虚拟的方式运行多个不同类型的操作系统和不同版本应用程序,实现多个环境间共享这台计算机资源,达到优化软件配置,提高计算机的工作效率。

应用虚拟化是虚拟化一个层面的技术,实现了应用程序和底层操作系统的逻辑分离,从而将应用作为一种服务交付给用户。应用虚拟化的基本原理是:分离应用程序的计算逻辑和显示逻辑,即界面抽象化,当用户访问虚拟化后的应用时,用户端计算机只需把用户端人机交互数据传送给服务器端,由服务器端为用户开设独立的会话来运行应用程序的计算逻辑,并把处理后的显示逻辑传送到用户端,使得用户获得在本地运行应用程序一样的体验感受。通过应用虚拟化技术,把应用程序变为虚拟化的,可以通过网络使用的服务,用户端计算机不用安装软件,用户和其应用程序环境也不进行关联,这样可以将应用程序兼容性测试成本降到最低,减少管理人员进行计算机管理和维护的工作量。

2.2 应用虚拟化技术方案

应用虚拟化技术经过多年的发展,目前,已经形成了两种基本类型:

1)基于服务器应用模式:这种模式是通过在服务器后台运行虚拟化程序,把应用程序统一集中在服务器上运行,使用服务器的系统资源,而程序通过“数据流”的方式在网络上发送到客户机,在客户端显示运行结果。基于服务器的运行模式数据集中保存在服务器端,安全性好,可以对应用程序实现灵活的管理和控制,系统维护效率高;但是在使用过程中服务器系统资源的占用率高,对服务器整体性能要求较高;由于客户端计算机只是负责数据的显示,对客户机的性能要求较低,可以采用瘦客户端设备,节约终端投资;同时在工作过程中系统数据主要依靠网络进行传输,因此需要维持一个可靠稳定并且带宽充裕的网络环境,以保证应用程序虚拟化的能够顺利地部署和运行。基于服务器应用模式的应用虚拟化适合大规模部署,当用户终端数量多时,具有总体成本效益优势。

2)基于客户端应用模式:这种模式的应用虚拟化,通过虚拟化技术把应用程序打包成包含系统虚拟运行环境的单一的可执行文件,在终端设备中运行并显示。由于应用程序打包在虚拟时包含运行环境,使用过程中应用软件不需要在客户端安装,且兼容性好,是绿色软件。和基于服务器模式的不同,这种工作模式下的应用程序主要利用客户机本地的系统资源,包括CPU和内存资源等,这样可以充分利用客户端本地的资源,使用方式灵活,可以通过多种方式把应用软件部署到客户端;基于客户端模式的应用程序虚拟化技术支持客户机脱机运行,不用依赖网络连接;这种应用虚拟化方式适合规模较小,资源使用率较高的应用环境,能够有效地利用客户端的硬件资源。

3 应用虚拟化技术应用

3.1 应用虚拟化技术的主流产品

目前在应用虚拟化技术应用领域,主要的应用程序虚拟化部署产品包括:Citrix Xen App、VMware Thin App和Microsoft App-V。

1)Citrix Xen App

Citrix最早涉足应用程序虚拟化领域,早期版本叫Presentation Server,后来改名为Xen App。Xen App是一个综合性的应用程序部署系统同两种方式将应用程序交付给客户端,一种是应用程序集中运行在数据中心,用户通过网络运行该应用程序;另外一种是以流媒体的方式传送到客户端计算机上计算机进行运行。

2)VMware Thin App

VMware Thin App是基于客户端模式的虚拟化,可以在同一操作系统上运行多个虚拟应用程序,可以同时运行同一应用程序的多个版本,它支持部署离线应用。并且它是最轻便的应用程序虚拟化工具,可以在任何地方运行Thin App应用程序,因为用户不需要安装软件或者设备驱动。管理应用程序也很复杂,因为没有一个集中式管理平台来实现这项功能。

3)Microsoft App-V

Microsoft App-V是基于服务器模式的应用虚拟化,其前身是Softgrid,后来被微软收购。App-V具有集中式管理功能,实现

了企业应用软件分发、统一配置和管理,支持同时使用同一程序的不同版本,可以限制用户访问特定应用,还加强了应用程序诊断和监控。App-V通过在一台模板计算机上对应用软件进行封装,打包上传到App-V服务器上,用户使用过程中无需安装软件,直接从App-V服务器下载软件的整个运行环境。由于软件运行在相互隔离的虚拟环境中运行,消除不同软件之间可能出现兼容性问题。

3.2 应用虚拟化技术优势

应用虚拟化技术把应用程序从操作系统中分离出来,使应用程序不受用户计算环境影响,具有很大的灵活性和安全性,管理效率高。具有下列优势:

1)消除应用程序的兼容性问题,提高软件应用运行的稳定性。通过应用虚拟化技术封装的应用程序,每个应用程序在相互独立的虚拟环境中运行,这样可以减少不同应用程序之间出现的冲突问题,提高应用程序的兼容性,同时可以实现在同一台计算机上运行不同版本的同一种应用程序。

2)简化应用程序安装过程,提高软件部署效率。利用应用程序虚拟化技术可以根据用户应用程序的使用情况,为不同的用户分配工作所需的应用程序,这样不必为每台计算机上安装大量的应用程序,提高软件运行的稳定性,简化应用程序部署管理过程。

3)实现对应用程序生命周期管理,提高管理效率。应用程序的虚拟化可以简化程序的补丁更新、升级及删除等工作,管理员仅需要在服务器中就可以实现对应用软件全生命周期的管理,减少管理员的劳动强度,提高运维效率。

3.3 应用虚拟化实施过程中需要考虑的问题

应用虚拟化技术能够在企业应用环境下对应用程序进行灵活便利的的管理,提高软件管理效率,但是在实施应用虚拟化过程中要考虑以下问题:

1)应用虚拟化技术不能适用所有的应用程序。对于一些和硬件关联紧密的应用程序不能进行虚拟化,例如:防杀毒软件,硬件驱动程序及一些老旧的16位应用程序等不能在虚拟环境下使用。

2)应用虚拟化对服务器、网络和客户端计算机的硬件资源有具体要求。应用虚拟化部署及使用要根据实际情况,对服务器、客户端计算机网络连接状况进行评测。

3)应用程序虚拟化和应用程序直接安装在终端计算机上在使用性能上存在差异。在虚拟环境下启动应用程序启动时间相对较长,特别是在终端首次运行某些应用程序时可能会出现延迟的现象。

4)应用虚拟化过程中可能会涉及到软件授权问题。对有些软件进行虚拟化部署会违反厂商授权;有些应用许可与特定硬盘序列号绑定,通过虚拟化吧虚拟应用程序分发到各种不同终端设备就会违背授权协议。

4 结束语

应用虚拟化技术实现了计算机操作系统和应用程序之间的分离,实现了对应用程序的灵活管理,克服了传统应用程序在使用和管理方面的弊端,实现了在网络环境下对软件资源的集中管理和控制,减少了网络运维的复杂程度和运维成本,提高了系统管理维护效率和计算机设备的综合利用率。

摘要：分析了网络环境下传统计算机应用软件使用和管理过程中存在的问题,介绍了应用虚拟化技术的概念、工作原理及技术方案;分析了目前主流应用虚拟化产品特点及其应用,提出了应用虚拟化技术优势及使用过程中应注意的问题。

关键词：虚拟化,应用虚拟化,应用程序,兼容性

参考文献

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[3]张鑫.浅谈基于应用程序虚拟化实验室管理[J].科技信息,2011(2):251-252.

[4]http://www.vmware.com/cn/products/desktop_virtualization/thinapp/overview.html.

[5]http://www.microsoft.com/zh-cn/windows/enterprise/products-and-technologies/virtualization/app-v.aspx.

应用虚拟化 篇2

摘要:随着各个行业信息化建设的不断深入,对信息系统的使用越来越多,各行各业的管理人员和专业技术人员能够借助信息化技术来高效、安全的来完成各项工作。建设安全、流畅、高效的服务器环境,也成为非常重要的目标和课题。服务器集群虚拟化的建设,以数台高性能主机和大容量存储阵列做为硬件资源池,在此基础上搭建若干虚拟机,创建虚拟服务器,不同的虚拟机可以运行不同的操作系统,并共享硬件资源池中的硬件资源,从而提高服务器的使用效能。

关键词:服务器；虚拟机；技术应用

截止到,我单位共用各类服务器40余台,承载着20多个应用系统。各个应用系统和相应的数据库分散在不同的硬件设备上,设备利用率不高,管理和备份上较为繁琐。许多服务器的运行时间已超过,面临着硬件设备老化、更换配件困难、服务器负载压力大等问题。

1虚拟化技术的主要优势

(1)节省硬件资源、提高硬件设备使用效率。虚拟化技术可以实现在物理资源池上运行多台虚拟服务器,通过合理的规划,为虚拟服务器分配适当的CPU和内存资源,可以大幅提高物理服务器CPU、内存和网卡的使用率。

(2)实现虚拟服务器操作系统的.快速部署应用。通过服务器虚拟化,可以将经常使用的操作系统和环境事先制作成模板,根据虚拟服务器的需求,可以迅速在虚拟机中部署一台新的虚拟服务器,从而缩短了新系统的部署时间。

(3)降低硬件设备对应用系统的影响。虚拟服务器文件存在于公共存储之中,当运行虚拟服务器的物理主机需要升级、维护或维修时,可以快速的将虚拟服务器迁移至其他物理主机。从而降低硬件设备对应用系统产生的影响。

(4)实现服务器的高可用性。通过VMwareHA技术,监控群组中所有物理主机。当运行虚拟服务器的物理主机发生故障时,虚拟服务器可以在几分钟内自动于其他物理主机上重新启动,实现服务器的高可用性。

(5)简化服务器管理,加强服务器的数据安全。可以通过vCenter统一一管理多台物理主机和虚拟服务器,方便地进行管理、克隆、分配资源、增减配置、备份或监控性能。当系统硬件资源不足时,可以及时的进行动态调整。

2虚拟化技术的主要研究内容

2.1硬件资源池的建立和管理

根据VMware虚拟化部署的要求,以及对现有服务器资源现状的统计结果,结合各个应用系统所需的系统配置,并发用户数、负载要求来决定虚拟服务器的数量、等级、配置、,保证虚拟化后服务器的运行能力和数据吞吐量能够满足的各项要求。虚拟机服务器构造成服务器集群,从CPU虚拟化设计及部署。硬件设备搭建完成后,以此为基础构建虚拟机,虚拟机是运行软件程序的平台,对于各个应用系统来说,一个虚拟机就相当于一台物理服务器,它拥有独立的虚拟硬件资源,虽然这些虚拟硬件资源是通过虚拟化来得到了,但是对于应用系统来说,已经拥有系统正常运行相应的需求,例如cpu、内存、硬盘等大小,过虚拟化后的OS就是一台虚拟机,这些OS通过虚拟机监视器VMM(VirtualMa-chineMonitor,更常用的名字为Hypervisor)访问实际的物理资源。在物理主机上设备部署VMwarevSphere软件,使多台物理主机能并发负担多个虚拟机,并且通过部署VirtualCenter、能够集中管理物理机及虚拟机。

2.2虚拟机的创建

创建虚拟机时,根据应用系统的环境要求,自定义从物理设备中获取的处理器数量、内存大小、存储空间等。保证所调取资源的使用效率。虚拟机创建完毕后,通过已经创建的虚拟机系统制作虚拟机模板,虚拟机模板是虚拟机的主映像,可用于创建新的虚拟机,此映像包括操作系统、应用程序以及用于定义整套虚拟硬件的配置。通过模板创建虚拟机可以节省安装操作系统、配置硬件资源的步骤,从而节约大量时间。

3虚拟化技术需要重视的问题

(1)安全风险。从用户的角度出发,虚拟化技术在理解起来是十分困难的,因为用户需要考虑自己的环境架构,虚拟化技术引入服务器管理中的最大变化就是引起了网络架构的转变,而这一转变同时会带来一些特殊化的安全风险。这就导致了传统的防火墙保护上的失效,并且一旦其中一个虚拟机出现了安全问题,这一问题会进一步的延伸至另外的虚拟机。

(2)虚拟技术的应用可能会导致系统负载过重而崩溃。服务器虚拟化使得每个服务器都支持了资源密集型应用程序,而这也会导致在某一时刻中,应用程序集中争夺服务器的宽带、内存、处理器和存储等资源,这就会在客观上导致服务器的浮在过大,引发崩溃。

(3)虚拟机溢出导致的安全风险。虚拟机溢出是指虚拟机的安全风险因素会在同台物理主机上的虚拟机之间进行传播,当虚拟机独立于管理程序环境之外,那么一些有心之人就可以利用不法手段进入这些管理程序,继而可以避开安保系统的监控,导致面临较大的攻击风险。从这也看出,虚拟化技术在目前来看还不是一个完美的对策,它并不能和所有的应用程序或者所有硬件协调工作。

(4)虚拟机迁移和通信面临被攻击风险。系统级的虚拟化技术有可能让用户在完全不知情的情况下被入侵。这是因为同一台物理服务器的多个虚拟机之间的通讯会产生一定的安全风险,基于“Pacifica”虚拟化技术的AMD处理系统被攻击的案例已经发生,并且安全工具并没有对该攻击予以足够的预警。

4虚拟化技术服务器管理的建议

(1)对网络架构变化的安全问题最有效的途径就是安装一些必要的防病毒软件。

(2)服务器的过载、崩溃问题。一旦发生过载和崩溃,首要任务是分析原因,监测服务器容量大小,合理的分配资源,创建稳定的工作负荷量。

(3)阻止虚拟机溢出引起安全问题的对策。防火墙在应用程序中可以起到阻止溢出风险,其原理是过隔离虚拟机我们可以实行脱机操作。

(4)被攻击的问题。要建立一套虚拟机的管理制度。在日常管理中还要加强对新开虚拟机的审核、备案工作。

(5)服务器虚拟化管理工具备用。主要的工具有高可用性和容灾软件、分区和虚拟机管理工具、工作负载管理软件、容量规划工具、虚拟化和配置工具。这些工具实现了服务器的高管理性和高可用性。

参考文献

2012,中小企业虚拟化应用年 篇3

18个国家，6000多名中小企业的IT管理人员接受了Acronis 2012年全球灾难恢复指数调查。该报告预测29%的中小企业服务器将在今年底前完成虚拟化，增长率达21%。而一份近期的 Gartner 报告预测大型企业同年度的虚拟化应用将增加14%1。比中小企业的增长预测 (21%) 要低50%。

虚拟数据存在风险

Acronis 调查报告显示，中小企业认为提升效率、应用灵活及部署快速是服务器虚拟化应用的主要原因。然而，调查发现，虽然企业计划加速虚拟机的应用，但备份与灾难恢复的问题也非常普遍，包括:

* 三分之一受访者 (33%) 承认他们并没有如备份实体机那么频繁地备份虚拟机;

* 近半受访者 (49%) 表示不经常 (通常是每周或每月) 进行虚拟机备份;

* 仅 37% 表示每天备份虚拟机。

虽然虚拟机在备份与灾难恢复领域所占比重不高，但参与调查的受访者表示，与实体服务器相比，虚拟服务器中的数据具有同等价值 。

Acronis 亚太区总裁Bill Taylor-Mountford针对此调查结果表示：“虚拟化的费用已越来越低且对中小企业来说相对易于采用，因此虚拟化应用的高增长率并不令人意外。数据保护已经成为各行各业的基本需求和最佳做法，但企业对于虚拟机备份的忽略令人失望。有些企业对于虚拟化备份的对策就好像赌博，在运气不佳的时候，极可能面临严重后果，对其业务造成恶劣的影响 。”

未来在云端?

当被问及云应用时，绝大多数(83%) 受访机构表示已拥有某种模式的云端IT基础架构，该比例较之去年增加了13%。云环境，作为一个特定类别，占现有IT基础架构比例的19%。事实上，虽然有87% 的受访者在去年的调查中预测2011年云服务的应用会增加，目前仅有19% 的企业在使用云端服务。中小企业认为，对灾后数据复原能力的质疑、安全性风险以及对云环境供应商的信心缺乏是现实的云应用为何低于预期的原因。

2012 年的云运用预测似乎较为实际，仅四分之一 (26%) 被访者预测他们的IT基础架构有一半以上将在2012年进入云端。中小企业表示今年的云端应用将会受以下三项原因推动: 降低IT运营费用、额外且灵活的储存空间及遵循法规的要求。其他关于云端的发现还包括:

* 超过五分之一的受访者 (21%) 选用云服务来实现远程备份;

* 近半企业 (42%) 仍倚赖每天将备份磁带或磁盘送至远程的传统作法;

应用虚拟化 篇4

当前电力行业中,随着PC平台的不断升级,WIN7 已经取代WINXP成为主流操作系统,而原先基于XP平台(主要指特定版本的浏览器、特定版本类库等)无法在高版本的操作系统上正常运行,面临重新升级开发的问题。而且,随着移动互联网的发展与手持终端办公的兴起,要想将传统PC平台上的业务系统移植到移动设备上,则需要基于移动设备的操作系统重新进行应用开发,开发人员需要对业务熟悉后做需求分析,再结合移动操作系统平台本身的特点进行编码测试,这样重新开发应用不仅研发采购成本高、周期长,最终用户也需要重新学习新平台的操作。针对这些状况,应用虚拟化技术应需而生,提供了优秀的解决方案。

2 应用虚拟化技术探究

2.1应用虚拟化的概念

目前,电力行业正大力推广云计算。几年来,在IT界关于Saa S(软件即服务)的讨论逐渐成为一个话题焦点,Saa S之间的关系是相辅相成的,有着重要的关联作用,云计算是对Saa S后端最基础的服务保障,而Saa S则是基于云计算上的应用表现。Saa S主要基于互联网作为载体,在浏览器品台上进行交互体验,通过服务端的服务器通过程序软件对用户提供远程的软件服务的新型应用模式,但这种方式因为收到浏览器的局限性,导致很多Saa S无法进行应用功能丰富化,传输速度与反馈速度也相对过于缓慢等问题。相对而言,应用虚拟化将会弥补浏览器的部分不足,应用虚拟化应运而生。

2.2 应用虚拟化模式研究

在应用虚拟化的实践应用的研究过程中,必须要研究的一个课题是虚拟化应用的方式以及范围,即如何让用户理解从原有的实体化应用转变为抽象的的虚拟化应用,虚拟化应用适用于哪种实体应用。一般情况下,人们将应用软件中实际的、物理性执行的软件称之为实体应用(EA),将用户所调用的虚拟化应用称之为虚拟化应用(VA)。常规而言,虚拟化应用的过程相当于对实际化应用做出的一个映射,这个映射是需要实际操作作为基础的,这些实际操作对虚拟化应用做出支撑,如虚拟化计算、虚拟化操作以及虚拟化操作系统,从而打造一个全方位的虚拟化应用平台。另外,在虚拟化应用的打造中,需要若干的模型予以支持,这些支持涉及到关于实体化应用的关系的描述,实体化转向虚拟化之间的映射关系、虚拟化范式,并且需要对虚拟化的对象应用对象予以确定,确定那些实体应用可以虚拟化为特定的虚拟化应用。

3 应用虚拟化应用探究

3.1 应用软件方面

目前,电力行业各领域整体的计算机性能好坏程度层次不齐,经过几年的计算机技术的发展,电力企业的IT管理人员也对其计算机进行过针对性的升级改造,但总体上其改造是着眼于计算机基本结构而进行的,并不能实质性地提高计算机的运行能力,无法根本解决发展需求与设备性能落后的矛盾。因此,在实际运用的过程中形成了软件虽然能够运行,但是其效率往往很低下的困顿局面。这样的情况在那些单机中安装过多软件的电脑中表现尤为突出,其计算机运行只会越来越缓慢。很多电力公司也逐渐意识到这些问题,有部分企业不断的加大对计算机硬件的投入与重新建设,其计算机在硬件上的配置也得以显著的提高,但这也存在一定的问题,即现在计算机所安装的软件与64 位的计算机系统兼容性不强,针对这些问题,在计算机中所部署的软件就要求根据计算机的不同而进行不断的调整,这就对我们的软件开发与部署要求显得尤为复杂,这就需要我们研发出一种技能解决低性能计算机与软件兼容性的应用,又能强化软件机遇64位计算机系统上运行效率的解决方案。

采用传统的计算机软件安装模式,需要注意软件在安装时存在的冲突现象,一旦出现冲突在安装失败后就会对系统造成不良的影响。这就要求在虚拟化后应用程序的部署时,需要将虚拟应用程序相关的譬如exe、dll、ocx、注册表项等打包封装到一个单一的可运行的文件当中去,当程序进行安装或者运行时,就可以直接从此安装包中调去,从而保障虚拟应用程序的操作系统的单一性,从而与系统进行隔离,也就使其不收系统更替的影响,虚拟软件不运行时也不会与系统产生其他的关联。这也因为虚拟软件独立的安装路径和独立的安装程序、独立的运行程序从而免于和其他软件之间产生安装或者应用上的冲突,从而提高了虚拟软件运行的可靠性以及稳定性。

3.2 应用系统方面

目前,电力行业信息系统应用普及领域广泛,更新速度快,企业中使用的业务系统,如EIP、电力营销、安全生产、OA和MIS等,这类业务系统往往专业性强、系统庞大,且业务流程复杂;在这些应用中,客户端可以通过内部局域网络或者综合数据网上进行登录,然后对相关业务进行操作。在这些操作当中,客户端与服务器之间需要大量的数据对接,产生庞大的业务流,这些业务流对计算机系统的整体运行(系统的应答反馈时间、计算时间等)要求非常高,这样导致以前对计算机系统的大量投入可能会面临无法使用的窘境。同时,也会面临客户端后期的升级维护成本较大,复杂的网络架构也将面临新的问题,特别是在跨网络的应用软件部署时,可能因为网络架构过于复杂而成为制约应用软件的一个关键问题。对于安全方面,应用软件是基于浏览器进行或者互联网进行,所有的数据都通过网络继续宁登录、传输、处理,这样就容易因为互联网本身的安全隐患而造成数据的安全威胁。具体的实现方法可以在进行应用虚拟化时,将虚拟化应用集中安装到应用系统客户端,通过对虚拟化服务器(集群)的集中部署、安放、数据传输和反馈,提高安全效率,并且能够高速的发布到每一个需要应用的端口。

3.3 虚拟桌面延伸

目前,电力行业中采用的基于VDI的桌面虚拟化技术中,无论是Mware View使用的View Composer,还是Citrix Xen Desktop使用的Citrix Provisioning Server或称为“Linked Clones”的功能,其主要的技术应用原理就是利用磁盘镜像共享原理,首要构件的就是可以让所有需要使用的用户共享的一个“主Windows磁盘镜像”,这种技术应用的前提是所有使用的用户在使用时其使用内容具有极大的相似性,并且可以使用同一个镜像进行操作,这就意味着,一旦多个不同的应用程序(无相似性,且不能进行同一个镜像操作),那么共享镜像就会失灵,所创建的VDI所节省的建设费用也失去了意义。要解决上述问题其主要的方式就是创建一个共享镜像的基准,划定应用范围,在这个基准上安装企业范围内的所需要使用的应用程序,保障企业内每一个需用应用的人均可使用。

4 总结

应用虚拟化 篇5

引言

虚拟现实技术是指利用计算机硬件与软件资源的集成技术，提供一种实时的、三维的虚拟环境(Virtual Environment)，使用者完全可以进入虚拟环境中，观看并操纵计算机产生的虚拟世界，听到逼真的声音，在虚拟环境中交互操作，有真实感觉，可以讲话，并且能够嗅到气味。它涉及到计算机、传感与测量技术、仿真技术和微电子技术等相关技术。虚拟现实系统作为一种崭新的人机交互界面形式，能为用户提供现场感和多感觉通道，并依据不同的应用目的，探寻一种最佳的人机交互方式。究其根本，它有3个最基本的特征，即3 I，它们是immersion(沉浸)、Interaction(交互)和Imagination(构想)。3 I的基本特征强调人在虚拟现实技术中的主导作用。从过去人只能从计算机系统的外部去观测计算机的处理结果，到人能够沉浸到计算机系统所制造的环境之中；从过去人只能通过键盘、鼠标与计算环境中的单维数字化信息发生交互作用，到人能用多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用；从过去的人只能从以定量计算为主的结果中得到启发而加深对事物的认识，到人有可能从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识从而深化对概念的认识和萌发新意。虚拟现实技术系统，正是通过3 I才能真正实现虚拟世界对真实世界的替代，从而达到一种境界的虚拟。这样不仅可以使用户沉浸于虚拟现实环境中，还可以查询、浏览以及分析虚拟现实中的物体，如地形、地物、资源环境状况等，辅助用户进行分析、评价、规划或决策。

虚拟现实技术应用范围非常广泛，几乎渗透到社会生活的各个方面，如娱乐业、医疗、汽车与飞机制造、建筑设计、军事、航天、教育等领域。根据三维场景生成的过程划分，可以将虚拟现实技术分为基于图像的虚拟现实技术和基于矢量建模(或称几何建模)的虚拟现实技术两种。基于图像建立起来的虚拟现实环境反映的景观真实感强，基于矢量建模方法建立起来的虚拟环境，需要大量的计算机矢量建模过程，对计算机系统的速度性能有很高的要求。近年来还发展了矢量建模与图像纹理粘贴技术，可渭二者的融合，但对虚拟环境建立所需的硬件性能要求更高。虚拟旅游的场景中，树木构成了自然景观的重要部分，因此树木的三维可视化问题成为研究旅游电子商务实现的关键。本文从虚拟旅游的特点和现状出发，着重探讨如何实现三维虚拟树木的可视化。

虚拟旅游中的虚拟现实技术

2.1 旅游电子商务、虚拟旅游及其特点

旅游是涉及人多、面广、业务量大、信息处理性强的行业，而因特网具有范围广、费用低、使用方便等众多优点，通过Internet进行旅游信息管理并以电子办公方式处理旅游业务，称之为旅游电子商务。目前这方面的研究与应用已很普及，并出现了众多Internet上的旅游信息查询与预订系统，但所提供的信息没有从旅游者对旅游景观美学取向上的需求去考虑。因此，现有的旅游信息提供主要体现在商务信息的支持上，缺少景观信息或仅有少量静态的风光照片，很难让人们对旅游景点有一个整体的、比较真切的认识。如果通过互联网或其他载体，将旅游景观动态地呈现在人们面前，让旅游爱好者根据自己的意愿，来选择游览路线、速度及视点，足不出户就可以遍览遥在万里之外的风光美景，这便是虚拟旅游。

要实现这一美好愿望，必须解决两个问题。首先解决的是空间信息的提供。传统的方法是使用旅游地图。传统地图的特点是空间信息平面化、地理信息符号化、地图内容的凝固化和静止化。打破传统地图的凝固性和静止性的是电子地图。电子地图技术是集地理信息系统(GIS)技术、数字制图技术、多媒体技术和虚拟现实技术等多项现代技术为一体的综合技术。它是一种以可视化的数字地图为背景，用文本、照片、图表、声音、动画、视频等多媒体为表现手段，展示城市、企业、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，有“大众GIS”之称。可以存贮于计算机外存，以只读光盘、网络等形式传播，通过桌面计算机或触摸屏计算机等提供大众使用。它具有大容量、交互式的查询、分析功能。电子地图产品比传统地图产品信息容量大，生产周期短，信息更新快，具有数据查询和分析功能等特点。其次是解决实际景观虚拟空间移植并再现。旅游观光过程实际上是一个动态的过程，空间信息的传统地图表示法及旅游景点的有限数量的静态照片的展示，在旅游电子商务应用过程中存在重大缺陷，既不能再现真实景观，亦不能完成动态过程。旅游地图的平面信息和符号化的地理信息，对许多旅游爱好者来说，过于抽象，缺乏视觉上的美感和吸引力。因此要求虚拟旅游能够实现景观和地图的完美互动。

虚拟景观漫游中的视觉效果与实际的视觉效果基本相一致，能给人以身临其境的视觉满足感。构建这样一个具有身临其境的沉浸感、完善的交互能力的旅游环境，主要是利用计算机图形技术，对真实环境进行抽象从而建立其三维矢量模型，实时漫游过程中根据观察者的位置、光照、消隐信息由计算机绘制相应的视景。其场景是由计算机根据一定的光照模型绘制的，色彩层次能够体现实际的自然丰富景观。

2.2 旅游场景中实际景观的虚拟可视化技术

虚拟旅游中，要对各种真实场景、物体景观、树木构建模型，再运用图像纹理粘贴技术，实现各种景物的可视化。运用三维矢量建模虚拟现实技术，生成的虚拟旅游场景。

在众多的场景中，作为重要的地物——树木的虚拟已有多种表达方法：(1)实体几何模型。由一些几何要素如圆、球体和一个表达树杆的尖锥组成。(2)线框模型。由一系列树枝环绕树杆组成，树枝用几何图案表达，树杆同样用一个尖锥表达。(3)图像模型。即图像替代模型，其实质是在一个空间长方形区域通过

融合方式粘贴树木图像来表达树木

2.3 虚拟景观中树木模型的可视化技术比较

目前在虚拟旅游的漫游系统中，树木的三维可视化效果尚未达到令人满意的程度。如前所述，运用实体几何模型和线框模型实现的树木结果只能代表树木实体本身的基本特性，应用到旅游电子商务中来虚拟树木景观，根本不能满足树木在场景中以美感效果来吸引用户的要求。而采用图像模型生成的树木，虽然利用纹理映射和透明混合技术将树木的二维影像交叉地贴加到特定位置上，取得了逼真的效果。但是这种使用贴图方法对树木的表达没有体现出树木的真实形体，只有一定的位置属性，失去了其它空间特性。另外树木在近视点观察效果不够理想，不能达到虚拟景观在视觉上的美感要求。树木作为自然景色中重要的景观实体，在虚拟场景漫游系统中占有重要地位，对真实再现旅游景点来吸引游客有很大帮助。因此采用一种理想的方法虚拟树木，对更好的开发旅游电子商务应用起着关键作用。虚拟旅游中三维树木可视化的实现方案

实现树木三维可视化涉及到两方面的技术：一是建立树木的结构模型，利用分形理论中的自相似性构造出成树木的生长算法；二是对生成的树木模型进行可视化，展示出树木的三维效果。

3.1 树木结构模型的建立及树木生长算法的产生

通过观察发现，任意一棵树木都是由若干树枝和树叶组成的，每一条树枝又是由若干枝段组成。因此枝段和树叶是树木最基本的组成单位。

枝段(Segment)模型：枝段用一个可以弯折和扭转的六边形台体表示。每一个枝段用以下的数据结构来描述：Segment { Twist, Expand, Length, Radius }。其中Expand 和Twist为枝段的弯折和扭转程度，体现了树枝生长的不规则性，Length 和Radius 分别为该枝段的长度和半径，用于描述树枝生长越来越短、越来越细的特征。

树叶(Leaf)模型：树叶为一个可以转动的平面正方形，它可以用以下的数据结构来描述：Leaf { Expand, Twist, Scale }。其中Expand 是指绕X 轴的转动量，Twist 指其绕Y 轴的转动量，Scale 为树叶的大小。

树枝(Branch)模型：树枝由若干相似的枝段构成，这里将用迭代表达式来描述一条树枝各枝段的生成过程。假定前一个枝段的各参数分别为{ T, E, L, R }，那么次枝段的参数为：其中，Tinc、Lscale、Rscale为常数；Tinc用来控制树枝逐段扭转的速度，Lscale和Rscale 用来控制树枝变短变细的速度，Efix 指定了树枝每一次弯折的程度。从上述迭代表达式中可以看出，树枝将逐段发生扭转，各枝段的长度和半径将以指数的速度缩小，而各枝段的弯折程度则保持不变。然后，次枝段将在前一个枝段的坐标位置基础上以向量[ Cos(T’), 0, Sin(T’)]为轴转动E’度，形成一个新的本地坐标系，以后的生长将以这个本地坐标系为参考，不必考虑其实际的坐标位置。

建立好树木的结构模型后，利用树木生长的自相似性构造树木的生长算法。用一个树干和两个分枝的二叉树作为基本图形(即分形元)，对其进行迭代：

1）在主枝的顶端侧生两个侧枝。

2）将这两个侧枝看成新的主枝。

3）在每一次生成枝段的同时，在次枝段弯折的反方向产生一条新的树枝，即确定新树枝的初始枝段，当枝段为末梢时（最后第一、二个枝段），停止产生新的树枝，而改为产生树叶。

在若干次这样的迭代之后，一条简单的枝杈就变成了一颗枝叶丰满的树了。

3.2 三维虚拟树木的可视化技术

对上述建立好的树木结构模型进行可视化，本文选用OpenGL 作为图形编程的平台。OpenGL 是被包括SGI、Microsoft、IBM、SUN 等公司接受的标准图形软件接口，由于OpenGL 的高度可重用性，现在已经成为高性能图形和交互视景处理的工业标准。如Autodesk 的三维建模软件3D Studio Max,以及ID SOFT 的全视角三维游戏Quake 都是以OpenGL 为底层图形接口的。

本文中使用OpenGL 对树木结构模型进行可视化的过程，采用了大量诸如坐标变换、纹理映射、法向量、反走样、光照、材质等图形编程技术。这里不再一一累述，详见参考文献[7,8]。结论与展望

虚拟化技术在企业中的应用 篇6

关键词：虚拟化技术；信息化；桌面虚拟化；服务器虚拟化

中图分类号：TP308

随着我国社会经济体制的逐渐变革，各类企业也都有了新的发展，而企业信息化发展作为给类企业的重点发展目标，已经成为当前企业发展的主流趨势之一。为了办公需求，各类企业的办公室和机房内部逐渐增添了越来越多的计算机，而企业需求的增加以及网络环境的日趋复杂，使得企业内部的计算机维护成本以及采购成本都呈现出了逐年递增的趋势。而购买回来的计算机的工作利用率连一半都达不到，造成了一定程度的资源及空间浪费。但是采用虚拟化技术将同一种类的应用程序安装在同一台办公电脑当中，便可以对企业中的浪费问题进行有效的解决。

1 虚拟化技术的概述

虚拟化技术（Virtualization Technology，VT）又可以称之为VT技术，而其中的“虚拟化”一词只是一个广义范围的术语，一般计算机领域，通常指的是计算机中的原件部分不在实际的物理产物中进行运行，而是在虚拟的范围内来进行操作。虚拟化技术最早诞生于上世纪的60年代初期，是由美国的IBM公司进行研究和发展起来的主机镜像[1]。而在当时，虚拟化技术主要被应用于大型的计算机当中。近年来，随着科技的不断进步，虚拟化技术也得到了新的发展，并延伸出了多种计算虚拟化模式。VT技术在实施的过程中，可以将一台物理状态的计算机内部软件环境转化为多个以独立形式进行存在的单独区域，而这些被分出的单独的分区又可以按照具体的指令来模拟出一台系统完整的计算机。这些被虚拟化技术独立分出的计算机又可以称之为虚拟机（Virtual Machine，VM）。当前在企业中应用的虚拟化技术有很多，其中包括服务器虚拟化以及桌面虚拟化等。

2 虚拟化技术在服务器虚拟化中的应用

虚拟化技术在企业服务器虚拟化中的应用具有三个方面的特点。

首先，虚拟化技术可以将企业计算机内的硬件程序进行整合[2]。也就是说其可以将计算机内部的多种应用程序全部整合到同一台计算机服务器当中，继而使得企业因业务量大而不得不备置大量服务器的问题得到解决。而且服务器数量的减少，还可以有效降低企业内部整体的服务器维护成本以及硬件设施的更换购买成本。当然，虚拟化技术在应用到企业服务器系统内部的过程中，其所模拟的程序必然是主机里所包含的系统成分，而主机中没有的部分虚拟化技术并无法模拟出来。

其次，虚拟化技术还可以通过对高级工具进行利用，使服务器在工作中的负载平衡、工作容量规划、工作内容自动部署以及虚拟机等系统得以实现，继而使得企业的服务器管理效率能够得到相应的提升[3]。与此同时，虚拟化技术在企业服务器中的应用，还可以将企业的IT人员从以往常规枯燥乏味的工作中解脱出来，使其能够将节省下来的时间投入到对其他服务器增值业务的研发当中。IT人员资源的节省，也可以有效降低企业的运营成本输出。

最后，虚拟化技术在企业服务器中的实现是以虚拟机的形式来进行体现，而虚拟机的运行过程中并没有与最底层的硬件绑定在一起，故在对其进行移动的时候，并不会对企业服务器的总体工作带来影响[4]。也就是说，在对服务器虚拟机进行升级和维修的的过程中，并不需要将所有的应用程序全部中断。与此同时，企业服务器虚拟化还可以实现最终的对IT资源进行按需访问的活动。也就是说，企业只需配备少量的人力资源就可以完成全部的工作需求。

3 虚拟化技术在桌面虚拟化中的应用

虚拟化技术在桌面虚拟化中的应用是微观应用的一种体现，其具体表现在企业员工的桌面交付当中。桌面虚拟化的产生是为了能够使企业内部的任何一名员工无论在任何一个地方，只要能够启动一个可以连接网络的终端桌面，便可以对自己的专用桌面进行访问。也就是说企业内部桌面虚拟化的最终实现目的是为了能够使操作者完全摆脱对设备的依赖，并为各种操作者的需求来提供网络资源，继而使操作从以往传统的以操作设备为中心转化为以操作者为中心。可以说，虚拟化技术在企业中的集成应用典型便是企业操作系统的桌面虚拟化，其能够将服务器中的资源在后台数据库中进行整合和管理，继而构建出一个虚拟的操作桌面结构（Virtual Desktop Infrastructure，VDI），而在服务器的终端数据库中又同时运行着多种虚拟架构（Virtual Desktops），并为操作者提供在服务器原有资源基础上的对中计算操作环境/镜像形式[5]。也就是说，操作者可以在任何时候以网络为载体对企业终端的桌面系统进行操作和访问，就跟在使用终端物理形式存在的计算机一样，没有丝毫差别。操作者在操作中接收到的系统平台信息以及运行的系统应用程序都是通过桌面虚拟化技术的制作来得以实现的。终端服务器的管理人员可以对操作者的请求进行直接的接收，并通过软件将其的请求进行统一的认证、管理、分配。其主要的操作步骤包括操作者访问验证、桌面系统配置以及程序数据交付。

在整个的企业服务器终端交付系统实现过程中，其对虚拟化技术进行了充分的利用，并将自身包含的软硬件资源进行了全方位的整合与管理，最后通过智能化的运算体系按照用户的具体需求将其进行分类和交付。这种动态灵活的云端体系和资源交接方式使得操作者的操作界面可以一直处于高效的运转之下，继而有效提高了企业在进行办公过程中的有效性和安全性。当然，为防止操作者的操作安全出现问题，桌面虚拟化还对操作者也就是用户的信息进行了录入和保存。

4 结束语

综上所述，本文所研究的虚拟化技术主要是通过将物理资源按照逻辑的方式来进行实现，继而好能为各类企业提供一个高效、快捷、便利以及安全的信息管理和IT环境。与此同时，虚拟化技术在企业中的应用，可以在最大程度上提高企业内部服务器的工作效率，使得以往传统复杂的计算机服务器管理变得简单、快捷，继而从根本上提高了企业计算机系统的整体安全性和实用性。虚拟化技术不但具有先进的科学技术指导，更具有极高的性价比，能够使企业以往因为制备服务器过多而造成的运营成本浪费的情况得到缓解和解决。

参考文献：

[1]董秋生，黄文，宋欣.服务器虚拟化技术在数字图书馆服务器整合中的应用[J].情报理论与实践，2010（22）：119-121.

[2]钱磊，谢向辉，陈左宁.虚拟化技术在高性能计算机系统中的应用研究[J].计算机工程与科学，2011（12）：307-311.

[3]马骏涛，黄杰.虚拟化技术在电力企业的应用及趋势分析[J].电子测试，2013（24）：49-50.

[4]李宏亮，李春榆.浅析基于VMareACE的桌面虚拟化在企业中的应用[J].电脑知识与技术，2014（16）：1209-1210.

[5]王玮，都平平.虚拟化技术在图书馆业务管理系统中的应用研究[J].情报探索，2014（05）：74-78.

作者简介：张仁志（1982.11-），男，吉林梅河口人，信息工程师，中级职称，研究方向：计算机应用。

应用虚拟化 篇7

近逢世界性金融危机爆发, 计算机相关投资增幅剧减, 加以环保主义渐行其道, 计算机虚拟化 (Virtualization) 技术应用近年来迅速发展, 渐呈燎原之势。虚拟化这一概念最早由英国计算机科学家克里斯托弗·斯特雷奇 (Christopher Strachey) , 在其所做的学术报告《大型高速计算机中的时间共享》 (Time Sharing in Large Fast Computers) (*注1) 中提出, 当时的大型计算机是十分昂贵的资源, “虚拟化”是对计算机运算资源的一种逻辑抽象, 虚拟化概念的提出是为了使计算机能够进行“多任务处理”, 即同时运行多个应用程序, 提高工作性能。虚拟化概念最初应用在系统管理程序 (Hypervisor——位于操作系统之下直接管理硬件) 设计中, 其后, 为实现虚拟化概念计算机业界进行了不懈努力, 并最早于1964年由IBM的L.W.Comeau和R.J.Creasy在其专有硬件基础上设计了一种名为CP-40的新型操作系统, 该操作系统实现了“虚拟内存”和“虚拟机”的概念, 可将一台大型计算机虚拟为数台“虚拟机”使用, 每台“虚拟机”拥有独立的操作系统与存储等计算资源, 不同用户的应用程序可在不同的“虚拟机”中同时运行, 数据存储彼此独立而不受影响。早期虚拟化技术仅为配有专门硬件的大型计算机独有。其后, 通用操作系统如UNIX等纷纷在其底层设计中引入虚拟化机制, 使不依靠特殊硬件即可提供多用户多任务处理成为现实, “虚拟化”这一逻辑抽象及其所代表的“由系统管理程序管理硬件”的软件技术应用逐渐向小型机、服务器等领域扩展。近年硬件性能不断提高, 虚拟化技术应用已扩展到通用计算环境, 英特尔 (Intel) 、超微 (AMD) 等通用X86架构处理器 (CP U) 厂商纷纷在处理器硬件中支持虚拟化, VMware、Microsoft等厂商也积极在软件研发中跟进, 虚拟化的采用蔚为风潮。采用虚拟化技术带来的好处, 主要是节省IT投资, 及增强计算环境安全。节省投资方面, 虚拟化的实质就是用较少的硬件提供比以往更多的并发性, 较少添置计算机等硬件设备将从投入、管理、维护等多方面降低成本;增强安全方面, 将各类型实体计算机上运行的操作系统和软件虚拟化, 再配合投入一定硬件与设计之后, 计算环境在高可用性、容错、负载均衡、备份等应用领域均有显著改善;虚拟化技术独特的应用如动态主机迁移, 大大推进了计算机业界一直以来为创建真正永不宕机环境这一最高要求的工作进展。

二、虚拟机应用与Novell的Plate Spin

虚拟化技术通过在现有软硬件之间插入系统管理程序 (Hypervisor) 管理硬件, 带来更好的并发性能, 不只是可以同时运行更多应用程序, 甚至可以同时运行多个操作系统。目前最常见的虚拟化应用, 是在单一物理硬件平台同时运行多个“虚拟机”, 这一“虚拟机”概念指的是囊括计算机硬件资源、操作系统和软件的抽象, 它依托虚拟机系统管理程序 (Hypervisor) , 工作于硬件底层之上, 形成一个完整的工作逻辑。“虚拟机”大致等同于过去一台完整的实体机器。此概念的实现使得多个操作系统可以在单一硬件底层之上同时工作。虚拟机技术主要应用于服务器整合, 即将多台服务器的内容合并到少数服务器中, 这样仅需使用较少的计算机即可完成更多的工作。更多使用虚拟机, 可在一定程度上避免由更多物理机器的存在带来的一系列问题。机房中太多的服务器带来诸如能耗、散热、空间供应、管理维护人员与费用等等消耗, 更多采用虚拟机可以大大舒缓这些似乎无止境增长的消耗。同时, 虚拟机的概念也利于实现应用系统的安全备份与灾难恢复, 甚至在例如机房搬迁等硬件迁移工作方面亦有用武之地。

我们在具体工作中, 需要具体分析所面对的问题, 并非一切物理计算机都应该转换为虚拟机, 以下几种应用环境就不适宜转为虚拟机运行:

1、现有计算机硬件使用率 (CPU或内存) 高 (占用率往往达到85%以上) , 除非与虚拟目标机器性能相差悬殊, 否则转为虚拟机运行后只会使得性能下降或服务变慢甚至停止;

2、数据库服务器;数据库服务通常都是需求超过资源的服务, 除非其资源使用率平均在50%以下, 否则不应实施虚拟化;

3、备份服务器;连接存储设备的备份服务器将消耗大量的计算机资源用于等待慢速存储设备的输入输出 (I/O) 请求, 从性能考虑不适宜虚拟化;

4、视频转换/串流服务器;这类服务将消耗大量的CPU等运算资源, 不适宜虚拟化;

5、科学/军事国防/教育研究;这类计算机所需的运算资源庞大, 不适宜虚拟化;

6、网络安全相关;提供网络安全相关服务的服务器因安全性问题不适宜虚拟化。

虚拟化还有另一种应用即桌面虚拟化, 即在个人计算机中同时运行多个虚拟机, 当所需运算环境需要经常调用譬如图形接口 (Direct X或Open GL) , 如视频或图形工作者, 不适宜采用虚拟机的方式工作。

除以上提及的运算环境之外, 虚拟机可应用于绝大多数应用场合, 但在现实生产环境中已有很多正在工作的服务器, 为了从虚拟化技术的应用中得到预期的好处, 搭建虚拟化应用平台并提供服务是必然之选, 那么, 如何将现有服务器所提供的服务内容虚拟化?搭建企业服务器虚拟化应用平台的首要工作必然是虚拟机转换。

现已有数个虚拟化产品厂商, 提供数种转换方案, 其中最完善的, 莫过于最早推出商业产品的Plate Spin, 该厂商在业界知名度可能不是很高, 但是谈到该品牌的母公司——Novell, 网络产品和软件业界可就耳熟能详了。作为世界软件公司规模前十名中历史悠久老牌企业, 其产品亦久负盛誉。

Novell旗下的Plate Spin软件产品是当前虚拟机转换类产品的佼佼者, 其最早提出虚拟机的工作负载 (Workload) 概念, 即剥离硬件层, 仅保留软件层操作系统与应用软件这部分。工作负载可以在Plate Spin软件的控制下, 在物理主机, 虚拟机, 镜像文件的不同存在状态之间互相转换:可从物理主机转换成虚拟机 (Physical Servers>Virtual Hosts, 简称P to V或同音P2V) , 可从虚拟机转换成镜像文件 (V i r t u a l Hosts>Image Archives, V2I) , 或者从镜像文件转换成物理主机 (Image Archives>P h y sical S erv ers, I2 P) , 或者反之, 甚至在同一类型中互转换, 其功能强大, 如图1所示。

如某油田企业服务器机房中拥有大量不同时期, 不同厂商, 硬件配置与操作系统等差异极大的X86架构服务器, 受限于有限的人力物力投入, 大部分IT预算只关注少数关键业务系统的保护, 部分应用系统缺乏足够安全的备份保护, 也欠缺快速恢复的有效手段, 企业为此采购了Novell的P l a t e S p i n软件, 通过采用虚拟化技术, 对所需保护的服务器提供安全备份与灾难恢复保护。此软件所具备的虚拟机转换功能, 同样对企业实施服务器整合与硬件迁移等工作带来好处。

三、基于虚拟化技术的安全备份、灾难恢复、硬件迁移

机房中现有的应用服务器有很多没有足够的备份保护, 特别是较早期的服务器;现有服务器随着投入运行的时间增长、管理人员更迭、硬件老化或维护服务到期, 对其进行备份或恢复的难度增大, 采购Plate Spin软件后, 可以使用其物理服务器互转换或转换为镜像文件 (P2P或P 2 I) 功能;特别是采用P 2 I功能后服务器的工作负载可被按时备份, 因为是完整的操作系统级别备份, 加上采用虚拟化技术, 保证了工作负载可独立于硬件底层之上运转, 其上搭载的应用可随时恢复到现有任意机器中 (I2P——镜像文件转物理服务器) 继续提供服务, 这样就确保了当诸如硬件损坏、硬件更换及升级、硬件搬迁等事情发生时, 应用系统可以有较好的灾难恢复机制, 获得安全的备份与恢复保护。

那么在具体工作中是如何做的呢?该软件的具体操作界面与工作流程部分如下述:

P l a t e S p i n软件其下包含如R e c o n、Migrate等子版本区别, 其中Recon用于调查计算机的资源利用率, 这可以为服务器合并提供依据;M i g r a t e或称Power Convert, 即Plate Spin软件中用于转换虚拟机的部分。我们可在安装有P l a t e S p i n软件 (全称为P l a t e S p i n P ortab ility Su ite, 其服务端部分安装在Windows2003server) 的系统中打开其操作界面如图2。

操作界面中起主要作用的分别为左一View区与左二Tasks区, View区Servers栏对应内容见界面右边, 分别显示源机器名与目标机器名, 对应来源服务器 (左) 与实施目标服务器 (右) ;Jobs栏主要显示一切操作的日志记录, 用于监督和查询工作完成情况;左二Tasks区有六个操作选项, 分别对应功能为:

C o p y W o rk lo ad:将工作负载——W o rk l o a d (指从操作系统到其上应用程序, 机器内完整的软件部分) 从源机器复制到目标机器, 可以是从物理机 (Physical Machine, 简称P) 到物理机或虚拟机 (V i r t u a l M a c h i n e, 简称V) , 也可以是从虚拟机到物理机或虚拟机, 称为X to X (P to P为物理机到物理机, V to V为虚拟机到虚拟机, X to X中X意味着既可以是虚拟机V, 也可以是物理机P) ;

M o v e W ork lo ad:将工作负载从源机器移动到目标机器, 与Copy机制不同之处在于目标机器重启动时会关停源机器, 不建议常使用, 正确的使用办法应该采用Copy模式, 验证确认目标机器能够无误工作后再关停源机器;

P ro tect W orklo ad:保护工作负载, 用于将物理机或虚拟机制作一个同样的镜像系统, 并存储在虚拟机系统管理程序 (如V M w a r e的E S X、M i c r o s o f t的H y p e r-V、C i t r i x的X e n S e r v e r) 中备用, 该操作部署可以侦测到源机器的停机, 并按照管理员指定时间安排通知虚拟机管理程序启动备用镜像系统;该操作用来确保工作负载始终运行;属于需要配合虚拟机系统管理程序共同工作的高级功能。

Capture Im ag e:将工作负载制作成镜像文件备用, 用于恢复到任意物理机器或虚拟机;

Deploy Image:将工作负载制成的镜像文件恢复到任意物理机器或虚拟机;

Import Image:将其他类型的镜像文件 (如Symantec的Ghost镜像等) 转换成Plate Spin支持的镜像文件备用。

通过对以上描述, 可以大致了解该软件的操作界面与主要操作功能区分。以下以简述其工作流程:

1、进行服务器发现 (D isco ver) 工作;执行“Discover Details”操作图标, 图标对应为操作界面左起第一位——发现机器, 用于发现可供操作的计算机 (或虚拟机) , 将其注册到Pla te Sp in系统中备用;注册完成后可在操作界面右下边栏对应的来源服务器 (左) 与实施目标服务器 (右) 中列出供操作;

2、执行转换操作, 通常使用C o p y W o rklo ad功能, 将源机器 (物理机、虚拟机或镜像文件) 转换为所需要的目标状态 (可以是物理机、虚拟机或镜像文件) ;

了解并熟悉以上2步工作流程, 也就大致了解了该软件的操作方式, 该软件的图形化界面相当简明易懂, 配合Jobs栏状态日志, 及可以直接从日志处启动排错知识库的设置, 使得该软件的使用与排错异常简单。

在生产环境中应用Plate Spin软件的X2X转换功能, 解决了困扰我们已久的备份不够的问题, 有很多服务器得到了安全保护。

四、基于虚拟化技术的服务器整合、更多虚拟化应用

虚拟化技术在具体环境中常用到服务器整合功能, 该功能最主要的技术难点就在于如何将正在工作的服务器内容完整无误的转换到新的环境, Plate Spin软件的应用为此提供了一条可行之道。通常可以通过其P2V (物理服务器转虚拟机) 转换功能, 直接将服务器的工作负载转换为虚拟机运行。虚拟机的工作是建立在虚拟机系统管理程序 (Hypervisor) 之上的, 文章开初与前文部分已经提到, 虚拟机要工作, 和底层硬件之间还有一个平台, 就是虚拟机系统管理程序 (Hypervisor) , 目前主要有三家供应商, 既V M w a r e、Microsoft与Citrix提供商业的虚拟机系统管理程序与服务, 涵盖E S X (现更名v S p h e re) 、H y p er-V、X en S e rv er等三大类, 最主流与提供功能最全面的自然是VMware的v Sphere, Microsoft的HyperV紧随其后, 目前Plate Spin可以完整支持这两家的产品, 可以通过Plate Spin软件将选定的物理服务器直接转换为可在这两个虚拟机系统管理程序之下运行的虚拟机。

Plate Spin软件的另外一个强大的功能就是可以从各种镜像文件转换到虚拟机 (I 2 V) 的功能, 试想由S y m a n t e c、Acronis等备份格式可以直接转换为虚拟机工作, 这会大大节省企业信息处理的工作量与复杂度, 横向对比包括VMware等所有虚拟化技术厂商提供的产品, Plate Spin无疑是功能最丰富, 性能最强大的存在。

现阶段虚拟化技术应用已经相当成熟, 将各种应用服务器整合为虚拟机仅仅是第一步, 对于需求更高的领域, 例如要求高可用性、负载均衡、容错、备份等以前需要投入复杂技术或是昂贵设备才能解决的问题, 采用虚拟化技术例如动态主机迁移等功能特性, 可以为解决以上问题提供解决之道。如VMware在ESX (现v S p h e r e) 中提供“V M o t i o n”、M i c r o s o f t在H y p e r-V中提供“L i v e M ig rati o n”等动态主机迁移技术, 可在故障发生后即时转为使用另一备用虚拟机提供服务, 存储设施甚至内存状态都可与原来同步;此外, 在虚拟化领域最早提供服务的VMware还提供如“DRS”——动态资源调度功能, 可自动侦测虚拟机硬件资源要求, 资源需求较大时可自动调整为使用更多的硬件资源 (C P U或内存) ;V M w a r e还提供支持更加完善的HA (H ig h A vailab ility) ——高可用性功能, 相对于Microsoft提供的“Live M i g r a t i o n”, 架构更完整, 支持更多选项与细心考虑等设计, 再配合DRS之后, 所有的虚拟机会自动查找最合适的主机, 并在其上运行, 让用户和系统管理员永远不需要担心服务中断或其性能, 真正创建了一个能够充分利用资源, 合理分配C PU/内存的永不宕机环境;高可用性这一计算环境服务的最高指导原则从而得以实现。

五、Plate Spin协助解决问题

在具体生产环境中应用Plate Spin软件, 我们还解决了以下问题:

1、服务器搬迁到新机房之前对原有服务器做P2I转换, 在机器无法顺利开启运行时, 采用I2P转换到其他备用机器, 继续提供服务, 避免了机器损坏的危害;

2、服务器有些过于老旧, 硬件老化且能耗很大, 又逢服务合同到期, 后即服务成本高昂, 采用P2P转换的方式, 直接将服务迁移到新服务器中;还有一些使用P2V转换, 将服务器迁移到虚拟机状态运行;

3、有些服务初始配置服务器硬件资源过高, 存在很大的资源浪费, 现在我们直接采用P2P转换调整到其他空余服务器, 更高配置的服务器被节省下来, 缓解了计算资源紧张状况;

4、现在我们可以在虚拟机中部署应用, 待需要时随时可通过V2P转换将服务部署到新服务器中, 这样大大简化了部署新应用的步骤, 二级单位等所需的应用可以快速统一部署与下发;

采用虚拟化技术后一些感想:

1、过去总是需要的时候先打报告申请预算, 还要待服务器就位后慢慢熟悉操作, 安装操作系统、驱动与软件, 测试, 最后投入运转, 采用虚拟化系统管理程序 (现同时使用V M w a r e的E S X i与Microsoft的H yp er-V) 与虚拟机转换软件Plate Spin后最大好处就是可以立即部署, 特别是Plate Spin的工作负载概念抹平了不同硬件间的差异, 使我们可以随时方便的将服务在不同物理硬件或虚拟机基础之上转换;

2、虚拟机的硬件调整功能立竿见影, 比如因人员增多, 服务需要更多硬件资源时, 虚拟机可以很方便的增加C P U、内存与存储器。这在以前是不可想象的;

3、虚拟机的使用简化了过去需要很长时间和较大成本投入的服务器购买等工作流程, 采用虚拟机还节省了对新的机房空调、备用UPS、机房与机架空间、管理人员、机器维护与后期投入, 虚拟化就是省钱!

六、Plate Spin软件安装与使用补充说明

Plate Spin软件在具体安装使用中有些经验心得:

1、服务端软件可以安装在虚拟机中, 我们就是这么做的, 实际安装与使用相当方便;

2、运行出错的主要原因在发现与注册机器方面, 服务器发现——“Servers”>“Discover Details”工作的具体执行注意事项主要有:

1) 发现Windows服务器的前提条件是原机器中Server、Remote Registry、Window s Manag emen t In strumen tation (W M I) 三项服务开启, 防火墙等处于关闭状态;

2) 当发现机器为W i n d o w s时, 需按照“域或工作组”+“用户名”的方式注册, 如在Us er N am e栏填写诸如“Workgroupadministrator”形式;

3) 发现与注册步骤进程可在Plate Sp in软件界面左边“Servers”选项之下的“Job s”选项中查看, 待提示完成后可回到“Servers”选项卡中, 即可在相关“域或工作组”下查看到相应机器名, 机器简要概况可在鼠标选中机器名后在左下角“Details”栏查看;详情可在相关机器名右键菜单“Properties”——“属性”栏中查询;

3、如欲使用其镜像文件转换 (X 2I或I 2 X) 功能, 还需要在服务端安装镜像服务, 这首先需要对本机执行发现与注册过程, 将本机注册到Plate Spin系统中, 然后在其上弹出的右键菜单中选择“Install Image Server”, 安装时选择镜像存储空间, 可指向存储设备映射;

4、转换时“源”机器可以有两种状态:无需关机的“热”状态, 需要关机重启之“冷”状态前者又称为“Li ve T r a n s f e r”;后者又称为“T a k e Control”——使用Plate Spin系统特制光盘启动, 并注册到Plate Spin系统中;具体采用何种状态主要看实际需求与现场情况, 极少数情况下服务器仅能通过“Take Control”的方式转换;另外确需“Live Transfer”转换时, 如源机器转换内容中包括经常实时改变的部分如数据库等, 最好暂时关闭数据库服务, 再执行转换;

5、使用“T a k e C o n t r o l”的方式“冷转换”, 步骤略多一些, 主要有以下几步:

1) 在首次提示输入“E n t e r t h e P o r tab il ity S u ite U R L:”处应输入如下内容:http://x.x.x.x/portabilitysuite (其中x.x.x.x为Plate Spin系统IP地址) ;

2) 在第二处提出输入“E n t e r t h e u s e r n a m e fo r‘x.x.x.x’:”处应输入如下内容:administrator (此处为安装Plate Spin系统上管理员账户) ;

3) 在第三处提出输入“E n t e r t h e p asswo rd fo r x.x.x.x:”处应输入密码 (安装P l a t e S p i n系统上管理员账户密码) ;

5) 选择机器名, 可以自己起名, 也可以使用默认机器名后直接回车即可;

6) 选择传输是否加密, 为速度考虑可不加密, 在内网时可以输入“N”并回车;

7) 一切操作完成, 再次选择回车, 进行系统注册流程;

8) 可在P l at e S p i n的“Jo b s”栏查看具体进展, 如无硬件兼容性等问题, 操作将很顺利, 如出现硬件兼容性问题, 主要是网卡驱动未兼容, 只能通过联系No vell获取新兼容驱动的启动光盘;

6、转换任意状态工作负载到目标机器时 (X 2 P或X 2 V) , 需注意在转换工作即将完成时要在目标机器中手工确认硬件驱动安装等问题, 如不手工确认, Jobs”栏中可能出现错误信息, 但不影响转换结果;

7、转换过程还有一些细节, 例如调整目标机器的磁盘空间, 决定转换过程中是否停止某些特定服务, 因为是图形化操作, 一目了然, 就不做特别说明。

摘要：以某油田企业网络环境为例, 搭建及分析企业服务器虚拟化应用平台。该方案利用Novell公司的PlateSpin解决方案, 使用基于软件的虚拟化技术, 对企业应用服务器软件逻辑进行虚拟化抽象, 并转换为虚拟机工作负载随时待用, 应用于具体生产环境的服务器整合、安全备份与恢复、硬件迁移。

关键词：虚拟化,虚拟机,工作负载,服务器整合,安全备份,灾难恢复,硬件迁移

参考文献

[1] (美) 贝奇 (Bach, M.J) 著, 陈葆钰等译.UNIX操作系统设计.机械工业出版社.2000.4

[2] (美) 理曼德 (Raymond, E.S) 著, 姜宏, 何源, 蔡晓骏译.UNIX编程艺术.电子工业出版社.2006.3

[3]王春海编著.虚拟机技术与动手实验.机械工业出版社.2008.3

虚拟化的发展与应用 篇8

虚拟化 (Virtulization) 是一种IT资源优化技术, 它通过软件、硬件构成虚拟化层并对服务器、存储、网络等物理资源进行管理, 将物理资源映射为虚拟资源, 对外提供标准的接口来接受输入和提供输出。采用虚拟化技术后, 虚拟化技术将物理资源映射为虚拟资源, 上层软件的运行不再独占底层的物理资源, 而是依据不同的需求分配有限的物理资源, 虚拟化通过对计算资源虚拟化的过程达到简化管理、优化计算资源的目的, 从而提高了资源利用率[1]。

二、虚拟化的分类

目前虚拟化技术主要包括以下三个分类:应用虚拟化、桌面虚拟化、服务器虚拟化。

2.1应用虚拟化。应用虚拟化技术可有效解决应用软件数量增多带来的管理压力、应用软件配置冲突、部署困难等问题, 有利于增强应用软件的可移植性和兼容性、有利于增强底层操作系统的可靠性和安全性、有利于降低企业用于系统集成和管理应用软件的费用[2]。

2.2桌面虚拟化。桌面虚拟化借用虚拟机技术将用户桌面的镜像文件存放在数据中心。每个桌面镜像就是一个带有应用程序的操作系统, 终端用户通过一个虚拟显示协议来访问他们的桌面系统[3]。桌面虚拟化可以实现在任何地点, 任何设备实现对桌面的访问与操作, 桌面虚拟化给企业和用户带来了巨大方便和效益, 虚拟化桌面可以降低采购成本、维护成本, 提高用户的安全和效率。

2.3服务器虚拟化。服务器虚拟化可以降低企业IT运营成本, 用更少的硬件提供更多的服务, 还可以减少数据机房的能耗, 实现节能环保的目标, 提高日常维护的灵活性。

三、虚拟化的产品

在虚拟化这个大的市场背景下, 众多IT企业及科研单位实现了相应的虚拟化软件产品, 如:剑桥大学的Xen、VMware的v Sphere、微软的Hyper-V等。

3.1Xen。XEN是英国剑桥大学计算机实验室开发的一个开放源代码的虚拟化项目。Xen通过硬件虚拟化抽象出多个虚拟机 (VM) , 多个VM透明地复用物理主机资源且在逻辑上严格分离。XEN是一个基于X86架构、发展最快、性能最稳定、占用资源最少的开源虚拟化技术, 它特别适用于服务器应用整合, 可有效节省运营成本, 提高设备利用率, 最大化利用数据中心的IT基础架构, 已被国内外众多企事业用户用来搭建高性能的虚拟化平台, 并获得了IBM、AMD、HP、Red Hat和Novell等it巨头的认可和支持[4]。

3.2v Sphere。VMware v Sphere是VMware公司推出的一套服务器虚拟化解决方案。核心组件是Vmware ESX/ESXi, 可以独立安装和运行在裸机上的系统, 支持硬件虚拟化。v Sphere将应用程序和操作系统从底层硬件分离出来, 从而简化了IT操作, 为用户提供操作简单, 运行稳定的虚拟化环境。

3.3Hyper-V。Hyper-V是微软提出的一种系统管理程序虚拟化技术, 能够实现桌面虚拟化, 微软的Hyper-V是伴随Windows Server 2008操作系统所推出的一种服务器虚拟化解决方案。Hyper-V有强大的兼容性, 凡是能安装Windows Server2008的硬件设备, Hyper-V虚拟机就可以操作这些硬件设备, 无须安装第三方软件产品或者驱动程序支持, 因此在硬件支持上Hyper-V与其他虚拟技术相比具有很大的优势[5]。

四、结束语

随着互联网服务的几何式增长, 虚拟化技术在数据中心的应用将会越来越普遍, 虚拟化技术可以高效整合硬件资源, 提高资源利用率, 降低数据中心运维压力, 降低运维成本, 提升数据中心的服务保障能力, 虚拟化技术将会成为数据中心健康发展的有力支撑。

摘要：本文介绍了虚拟化技术的概念;虚拟化技术的三个分类:应用虚拟化、桌面虚拟化及服务器虚拟化;最后简述当前虚拟化技术的三种具体产品Xen、v Sphere、Hyper-V。

关键词：虚拟化,概念,分类,产品

参考文献

[1]陈小军, 张璟.虚拟化技术及其在制造业信息化中的应用综述[J].计算机工程与应用, 2010 (23) :25-30.

[2]陈靖, 黄聪会, 孙璐, 龚水清.应用虚拟化技术研究进展[J].空军工程大学学报, 2013 (6) :54-58.

[3]潘松柏, 张云勇, 陈清金, 贾宝军.桌面虚拟化研究及应用[J].电信网技术, 2011 (5) :5-8.

[4]边晋炜.XEN虚拟化部署方案[J].信息通信, 2013 (8) :234-235.

虚拟化技术在企业的应用 篇9

一、为什么要虚拟化

虚拟化能够消除旧的“一台服务器运行一个应用程序”模式下的效率低下现象, 在旧模式下, 大多数服务器远未得到充分利用。借助虚拟化, 一台服务器可用作多个“虚拟机”, 而且每个虚拟机都可以在不同的环境下运行, 例如Windows、Linux或Apache。因此, 采用虚拟化的公司能够将多台服务器整合到更少的物理设备上, 从而有助于减少空间、能耗以及管理需求。

多数大型企业都已采用虚拟化, 而服务器数量不足100台的小型企业, 也正在快速跟进。分析机构预测, 采用虚拟化的中小型企业数量将在未来的24个月内实现倍增;另据VMware 2009年秋季对309位来自中小企业的高级业务和IT经理进行的调查显示, 34%的企业已为虚拟化分配预算, 并计划在一年内进行部署, 而另外17%的企业则计划部署虚拟化, 但尚没有相关预算。

据Forrester Research 2009年对北美和欧洲的大型企业以及中小型企业开展的调查显示, 对于已经部署虚拟化的企业, 继续扩展是当务之急。53%的大型企业和33%的小型企业都希望对他们实施的x86服务器虚拟化进行扩展和升级。

二、虚拟化的优势

(一) 降低成本。

管理IT对于某些组织而言, 不论是时间成本还是资源成本, 代价都很高昂。通过虚拟化服务器基础架构, 不但可以帮助降低硬件和维护成本, 同时还能降低公司的能耗成本。

1. 降低开销。

虚拟化的最大优势是可以降低服务器基础架构的成本。通过虚拟化, 可以整合多余的服务器和桌面硬件, 从而使x86服务器的利用率从5%~15%提高到60%~80%。随着人们对能源成本以及全球变暖问题担心的加剧, 能耗也成为众多企业关注的另一个问题。虚拟化有助于降低能源成本并减少企业的二氧化碳排放量。

2. 整合硬件。

如果当前的企业中每个应用程序都在使用一个服务器, 可以通过将多个应用程序整合到一台服务器上节省昂贵的场地空间, 并帮助消除服务器数量剧增问题。这可以使硬件和维护成本降低达50%。

(二) 提高效率并增强业务连续性。

除了能够节省成本之外, 虚拟化还具有其他优势, 包括提高员工的工作效率、增强业务连续性和灾难恢复能力。此外, 它还使IT团队将工作重点放在更具战略意义的项目上, 对于企业为了保持竞争力而开发的关键产品或服务, 可以加快它们的上市时间。

1. 提高工作效率。

由于IT员工不需要为每个新的应用程序订购和设置新的服务器, 其能够更快地启动和运行这些应用程序。需要管理的技术问题也随之减少, 他们可以将工作重心放在战略性项目上, 例如提高客户服务水平或开发新的产品。据73%已实施虚拟化的中小型企业报告, 他们花费在日常管理任务上的时间大大减少。

2. 保护业务免受停机和灾难的影响。

传统的业务连续性解决方案价格昂贵且难以部署, 从而令许多小型企业无法企及。虚拟化可帮助企业更快更方便地备份和恢复关键应用程序的工作负载和数据, 更经济高效地切换到IT辅助站点以及恢复关键业务运营。重新启动应用的速度甚至比部署还要快:当服务器发生故障时, 无需手动干预的自动重启功能能够最大限度减少服务中断情况, 而且使员工再也无需深夜加班。一旦发生灾难, 恢复虚拟系统所需的时间只是采用一对一方式运行应用的物理服务器的十分之一。

3. 提高企业响应速度。

管理虚拟基础架构使IT专业人员可以快速连接并管理资源以满足不断变化的业务需求, 从而为他们的系统和应用程序提供更高的灵活性, 并使他们有更多时间关注战略计划。IT不再被企业视为费用项, 而是能够缩短响应时间和帮助开发和推动新业务计划的项目。

4. 保护公司资产。

公司并不是要保护硬件的安全, 而是要保护数据的安全, 无论这些数据位于网络上的什么位置。虚拟化可提升企业加强安全性的能力, 因为IT员工可以应用安全修补程序并在虚拟机之间移动应用程序, 从而避免停机。由于虚拟机可以减少服务器的数量, 它还能使企业不易受到安全攻击。例如, 借助VMware的v Shield工具, 可以在共享的计算机资源池中高效地运行应用程序, 同时仍将用户和敏感数据保留在各自的安全分区内。

v Shield将网络安全性策略在v Center管理控制台中定义并且应用到虚拟机管理程序层, 这意味着虚拟机不再需要被“钉”在特定主机或集群上, 使客户能够充分利用动态移动能力, 比如实时迁移、自动负载平衡和自动虚拟机重新启动。集中式安全模型还使客户能够在逻辑级别而非物理级别定义安全性, 使得有不同安全性要求的应用能在同一个基础架构上共存。这两种功能使自适应的信任区域成为现实, 您可以在同一个云计算基础架构中同时运营具有不同安全性要求的虚拟机组。

三、结语

在当前这个极富挑战的经济环境下, 虚拟化案例比以往任何时候都更具说服力, 因为有可能节省大量成本并带来巨大的生产效率和运营优势。通过管理虚拟基础架构, IT专业人员可以在系统和应用程序的管理上获得更高的灵活性, 而且还能获得更多的时间以帮助开发和推动关键的企业战略计划。

参考文献

[1] .VMware中小型企业虚拟化资料简报

[2] .“The Benefits of Virtualization for Small and Medium Businesses” (中小型企业实施虚拟化的优势) , VMware于2009年秋季对美国和加拿大309位中小型企业的高级业务和IT经理进行的调查

存储虚拟化技术应用浅析 篇10

(一)存储虚拟化概念

存储虚拟化是指通过对存储系统或存储服务的内部抽象、隐藏或隔离,使存储或数据的管理与应用、服务器、网络资源的管理分离,从而实现应用和网络的独立管理。存储虚拟化是抽象底层硬件,简化相对复杂的底层基础架构的技术。它的核心就是将存储资源的逻辑映像和具体的物理存储分开,超越单独物理设备界限,整合众多的物理及虚拟资源,从而为系统和管理员提供一幅简化、无缝的存储资源虚拟视图。具体来说,就是将多个存储资源用一定手段集中管理,建立异构环境下的虚拟化存储管理系统。对用户来说,存储资源虚拟化后就像是一个巨大的存储池,用户不会看到具体的磁盘、磁带等资源,不直接与存储硬件打交道,也不必了解自己的数据经过哪一条路径到达那一个具体的存储设备,从而简化了存储的管理。

(二)存储虚拟化特点

1.提高存储资源利用率。存储虚拟化技术通过把存储区域网(SAN)内不同级别的存储资源虚拟化,建立不同级别的存储资源池,实现了复杂存储网络资源的统一管理和配置,对存储资源的划分与调度更灵活,实现了存储空间的资源共享、集中管理、统一分配,提高了存储利用率。

2.确保应用的高可用性。重要业务系统对数据访问的性能、安全性、连续性要求极高。存储虚拟化技术通过虚拟存储控制设备的高速大容量缓存及条带技术提高数据的安全性及访问性能,通过卷管理功能实现数据的在线迁移,完成数据分级存储及数据中心的远程灾备,确保业务系统连续性。

3.简化异构环境下的存储管理。一体化的存储管理减少了系统的复杂性,打破了不同存储供应商之间的界线,屏蔽了底层的物理设备,降低对厂商的依赖性,对不同厂家、不同型号的各类存储产品进行统一管理,降低直接管理的设备数量,简化了存储网络架构和存储管理员的日常管理任务,降低了存储资源管理成本。

4.良好的易扩展性。存储虚拟化具有优秀的扩展能力,新设备加入、老设备淘汰等维护操作均可在线进行,从而把核心业务数据无缝迁移到升级后的高性能设备上,不会影响业务的正常运行。

(三)存储虚拟化的实现

存储虚拟化按照实现层次划分可以分为主机级虚拟化、存储子系统级虚拟化、网络级虚拟化。

1.主机级虚拟化是指虚拟化层在主机级别上实现,也称为逻辑卷管理。通过在主机上安装虚拟存储软件模块,将连接主机的磁盘阵列映射成虚拟逻辑块,再将磁盘上的物理块映射成逻辑卷号,作为基础存储单元提供给应用程序使用,实现各物理存储体的集成映射。主机级虚拟化实现比较容易,目前主流服务厂家都有自己的虚拟化卷管理软件,比如Sun,HP,IBM等公司都开发了基于自己操作系统的卷管理软件,实现了大容量、冗余保护的逻辑卷的生成与扩展。它的缺点是兼容性和扩展性较差,调度工作会对主机性能产生一定影响。

2.存储子系统级的虚拟化是指将虚拟化层放在存储设备的适配器、控制器上实现,通过多个RAID子系统和I/O通道连接到主机上,由控制器提供逻辑单元访问控制等功能。它更适用于以存储为核心的环境。缺点是不同存储供应商之间标准不统一,如果没有第三方软件,一般只能提供一个不完全的存储虚拟化解决方案。

3.网络级虚拟化是指在主机和阵列间的存储网络层引入虚拟存储管理设备,通过在SAN这一级采用智能化的路由器、交换机等来实现虚拟化的工作。它能将不同厂家、不同型号的存储子系统整合并集中管理,是真正意义的虚拟化。按照虚拟化存储的拓扑结构来分,网络级虚拟化可以分为:带内虚拟化(对称式)、带外虚拟化(非对称式)。带内虚拟化存储技术是指虚拟存储控制设备、交换设备及存储软件系统集成为一个整体,内嵌在网络数据传输路径上。这种方式中所有数据流均通过虚拟存储设备,有良好的互操作性、易实施性和安全性。它的缺点是由于所有数据均需通过虚拟存储设备,当管理的设备越来越多时,虚拟控制设备可能会成为性能的瓶颈。带外虚拟化存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径,原数据和存储数据在不同的数据通路上传输。它的优点是主机直接与存储资源进行数据交互,数据流不通过虚拟存储控制设备,性能和存储区域网络没有太大差别,扩展性好。它的缺点是每台设备均需安装客户端程序,实施难度较大。

二、存储虚拟化技术在支付清算系统中的应用

(一)支付清算系统介绍

支付清算系统是中国人民银行根据我国支付清算业务的需要,利用现代计算机技术和通信网络自主开发建设的,能够安全、高效地处理各银行间异地、同城支付清算业务的公共支付清算平台。自2002年大额实时支付系统试点上线以来,经过十多年的发展,人民银行已陆续开发建设了包括大额支付系统、小额支付系统、支票影像系统等六大业务系统及多个辅助类信息系统,形成了较为完善的支付清算服务和公共支付清算平台。

(二)支付清算系统城市处理中心存储改造前情况及存在的问题

人民银行支付清算系统包含国家处理中心(NPC)、城市处理中心(CCPC)、商业银行前置系统(MBFE)三级结构。作为中间结点,CCPC上联NPC、下联MBFE,在支付清算系统的地位和作用是非常重要的。CCPC对业务数据的安全性、可靠性、连续性要求极高。

伴随着支付清算系统的建设发展,CCPC的存储设备不断增加。在改造前,CCPC各业务系统数据分别存储在IBM DS5100、HDS ASM200、HDS ASM2500三台存储设备上。存储设备均为各系统专用设备。各存储设备虽配备双电源模块、双控制卡,但均为单机运行,且设备上线时间、处理能力各不相同。

存在的问题:一是存储设备无冷热备方案,存在单机运行风险。二是存储设备资源为各业务系统独占,无法实现共享,存储资源利用率低、浪费严重。三是存储设备较多,管理复杂。四是部分存储设备运行多年,设备在性能和稳定性方面不能满足业务系统的高效、高可用性的需求。五是存储系统架构落后,扩展性差,不能满足未来业务系统发展的需要。

(三)存储虚拟化技术的实现

1.存储虚拟化方式选择

根据业务系统需求并结合未来的发展,CCPC存储虚拟化改造选择了当今较为流行的带内网络存储虚拟化技术。该技术可以解决CCPC目前存储设备单点故障和结构优化问题,对三个异构的存储设备资源进行整合,提高整体利用率,简化设备管理,提高主机性能。

网络存储虚拟化技术具有代表性的产品就是IBM SVC(SAN volume Controller)。IBM SVC提供独特的VDisk mirror功能,通过数据级镜像实现不同存储设备间的同步复制功能,从而实现存储的高可用性,并通过卷镜像功能可在不同的存储系统上存储两份卷副本。在阵列发生故障或进行维护时,SVC会自动使用仍然可用的任一数据副本。IBM SVC是整个SAN网络的中心控制点。它通过虚拟化技术将存储智能加入到SAN的网络中,将各种存储设备进行整合,消除异构平台所造成的信息传递壁垒,实现随需应变的存储体系,极大地提高现有存储资源的利用率,并减少额外的存储需求。

2.存储虚拟化方案设计实现

在CCPC存储虚拟化方案设计时,主要针对目前的存储资源使用情况、连接方式进行了认真分析。根据现状分析和未来发展需要,制定CCPC改造方案。方案采用SVC虚拟化三个存储设备,通过一个登录点(IE浏览器)对三个存储设备进行统一管理。为了提供存储虚拟化的高可用性,SVC节点配置为双节点(node)构成一个cluster,每一个node连接到独立的UPS单元。通过IBM SVC存储虚拟化设备,利用VDisk mirror功能,将DS5100、ASM200存储设备进行虚拟化并将数据镜像到ASM2500存储内,将ASM2500存储设备进行虚拟化并将数据镜像到DS5100存储内,从而实现生产数据在两台存储内的双份拷贝,确保生产数据的高可用保护,保证生产数据7*24小时在线可用。以下是改造后的拓扑结构图。

摘要：随着IT技术的发展,信息系统数据量也在不断增长,数据信息的可靠性要求也越来越高。存储虚拟化技术通过对不同存储硬件资源抽象化,屏蔽底层系统的复杂性,为业务系统提供了一个可靠的、透明的、易扩展的存储系统。本文介绍了存储虚拟化技术的概念、特点,并结合实际应用对存储虚拟化技术进行了讲解。

云计算中虚拟化技术的应用研究 篇11

【关键词】虚拟化技术 云计算 应用探究

【中图分类号】G71【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0220-01

虚拟化技术为云计算的一项核心技术，通过对物理设备、逻辑业务层进行解绑定来实现对软件驱动资源的配置。该技术概念体现在计算、网络、桌面、存储、应用等诸方面，基于提供IT基础能力的角度可将之分为计算虚拟化、网络虚拟化与存储虚拟化等，云计算的应用与发展为虚拟化技术的发展与应用提供了新契机[1]。随着科学技术的发展，云计算与虚拟化已发展成现代信息产业领域极受灌注的新兴概念，而虚拟化技术作为信息资源方式先进使用技术也愈发得到相关部门的重视。云计算也逐渐从新兴事物渗透至信息产业各领域，产业界各大公司正投入大量资源对云计算产品进行研究与开发。云计算相关技术与产品也随之不断涌现，这也促使传统信息服务产品逐步向云计算模式转型。

一、虚拟化定义与目的

（一）虚拟化定义

虚拟化是指计算各元件其运行基础为虚拟的，是对管理进行简化、资源实施优化的一项解决方案。该技术使IT资源得以实现抽象逻辑与统一表示，对大规模数据中心的管理与解决方案的交付极为重要。虚拟化技术既能使硬件容量得以扩大，还可使软件重新配置的过程得以简化。如，中央处理器CPU虚拟化技术则可使单个CPU进行多个CPU并行的模拟，使多个操作系统可于同一平台运营，且应用程序能够独立运行于各自空间内，进而使得计算机工作效率大幅度提升。

（二）虚拟化目的

虚拟化主要目的为实现IT基础设施的简化，使资源管理、资源访问得以简化。云计算通过利用虚拟化技术所具有的灵活性来促进资源利用率的提高，使资源服务、管理及维护得到简化，数据中心运营成本得以减少[2]。虚拟化使消费者同资源间的耦合程度被减少，管理员可对IT基础设施进行管理。此外，虚拟化技术还可广泛应用于网格计算，共享IT基础设施，动态地提供与各类用户、不同应用程序相符合的资源需求。

二、云计算虚拟化技术原理分析

（一）相关性

云计算技术其实质为虚拟化计算模型，其通过将计算任务分布于大量计算机所组成的资源池，以使各应用系统可根据自身需要来获取相应的计算力、信息服务与存储空间。云计算技术通过网络通信技术来根据需求提供动态可伸缩廉价计算服务，以创新计算模式来使确保用户经由互联网来实现大量计算能力与多样化信息服务的随时获取。

（二）云计算服务层次

根据云计算服务集合提供的服务类型可将其服务划分为4个层次，即：平台层、虚拟化层、应用层与基础设施层，此4个层次的每一层均有着一个子服务集合与之对应。应用层主要任务为软件实时服务；基础设施层其主要任务为软硬件环境基础设施服务的实现；平台曾其主要任务为以网络通信为基础的平台构架的实现；虚拟化层其主要任务则为提供强大“云”网络，通过与并发网络设备的连接来完成实时计算与服务。

（三）以云计算为基础的虚拟化技术平台的架构原理

云计算虚拟化平台通过对大量并发网络计算与服务的连接，对虚拟化技术可实现每一服务器进行扩展的能力加以利用，通过云计算平台将各自资源加以结合，以此来完成超级计算与存储。云用户、管理工具、服务目录、服务器集群、监控体系为其技术平台的主要架构[3]。云用户为入口，为用户请求服务提供交互界面；管理工具则主要提供服务与管理，对用户的授权、认证与登录加以管理，还可对资源进行调度，实现资源的智能部署、应用、配置及回收；服务器集群则主要负责计算处理与用户Web应用的服务，并通过并行方式来进行云数据的上传与下载。

三、虚拟化技术在云计算中的应用分析

（一）云存储

云存储指的是通过网络技术、集群应用或分布式文件系统等相关功能通过应用软件将网络中大量类型不同的存储设备进行集合并使之协同工作，对外提供数据存储、业务访问等功能的系统。此项服务以数据的存储与管理为核心，其结构模型由基础管理层、存储层、访问层、应用接口层这4层组成。

（二）云通信

云通信是以云计算模式的应用为基础的通信平台服务，各通信平台的构成软件均集中于云端且能兼容互通[4]。用户只需登录平台，而无需使用单独的登录软件，云通信症逐渐发展为时代主流，因其部署能力灵活，因而人们可根据自身意愿来选择通信分配与消费。

（三）虚拟化平台

虚拟化运行平台以互联网为平台，通过此平台虚拟化网络来实现将计算资源转化为远程资源的输送，这一实现过程具有实时交互性，其对数据共享及实时响应极为重要。

（四）多层模式在线业务系统

以多层模式为基础的在线业务西药是利用数据虚拟化技术，将将之与当代通信技术相结合，进而成功完成对信息资源的统一部署、发布、继承与共享。该业务系统对多租户模式在线服务及开发予以支持，继而形成相应在线业务系统，以促进分布式资源数据间整合的有效实现，确保资源实现互联互通，并对资源加以整合，实现按需分配，以有效避免产生数据孤岛。

四、总结

随着科学技术的发展，云计算与虚拟化已发展成现代信息产业领域极受灌注的新兴概念并愈发得到相关部门的重视。本文通过对云计算虚拟化技术相关原理、虚拟化技术在云计算中的应用等方面加以探讨，云存储、云通信、多层模式在线业务系统等为虚拟化技术当前在云计算中的主要应用表现，其通过虚拟化技术并同当代通信技术相结合来确保灵活、弹性、低碳、安全、智能且可扩展虚拟化云数据中心的真正实现，以为用户提供安全高效且经济满意的个性化资源服务。

参考文献：

[1]朱永庆，邹洁.网络虚拟化技术在云计算领域应用探讨[J].电信科学，2011（10）：41-45.

[2]田永民.关于云计算数据中心中网络虚拟化技术的应用浅析[J].电脑编程技巧与维护，2014（23）：55.

[3]李明.网络虚拟化技术在云计算数据中心的应用[J].电信工程技术与标准化，2012（4）：40.

虚拟化技术在基层机房的应用 篇12

一、现状分析

随着信息化建设的迅速发展, 大量信息化系统不断上线, 传统的应用部署方式要求专机专用, 每个系统基本上都是配置主、备两台服务器, 使得传统机房管理模式的弊端逐渐显现。

(一) 机房资源日益紧张

机房内服务器设备数量快速增长, 服务器机柜的数量、设备的电力需求、空调制冷量随之增加, 机房空间、电力、制冷机房等资源已经无法满足服务器快速增加的要求。

(二) 机房内资源严重浪费

在实际调查中发现, 由于种种原因, 机房内绝大部分的服务器长期处于空闲状态, 甚至有些服务器的利用率不到10%。

(三) 机房管理成本增加

随着系统的不断上线, 传统的机房管理模式使得管理成本、软硬件成本、运行成本不断增加, 而机房设备的利用率、系统的管理效率却在不断下降。

针对以上存在的问题, 采用成熟的虚拟化技术对机房进行管理, 将极大地提高了服务器整合的效率, 降低机房运行成本, 提高对机房资源的集中管理效能。

二、虚拟化技术

服务器虚拟化就是在一个物理服务器上独立并运行具有不同操作系统的虚拟机, 并且每个虚拟机都独立拥有一套虚拟硬件 (如CPU、内存、磁盘、网络等) 。由于通过虚拟化整合后, 一台物理服务器机中并行运行多个虚拟机, 应用程序都可以在互不干扰的空间里运行, 从而显著提高资源的利用率, 简化系统管理, 实现服务器的有效整合。

虚拟化技术作为新一代数据中心的一个基础, 在虚拟化平台选择上, 从技术成熟性、平台可操作性、性能、费用等多角度考虑, 基于x86平台的企业级服务器虚拟化软件VMware v Sphere是个比较合适的选择。

三、机房虚拟化方案架构

机房虚拟化的主要目的是, 对机房服务器进行虚拟化的整合, 简化机房基础设施及简化对基础设施的管理。从应用领域来分, 机房虚拟化架构可以分为3层:服务器主机层、管理层、存储备份层, 每层都可以横向扩展。

(一) 服务器主机层

服务器主机层是整个虚拟架构的重要支撑, 一般采用2台或者2台以上同型号的企业级服务器做集群, 安装配置VMware虚拟架构套件, 将物理的资源包括计算资源、网络资源等进行虚拟化。利用企业级服务器强大的处理能力, 可以生成多个虚拟服务器, 而每一个虚拟服务器, 从功能、性能和操作方式上等同于传统的单台物理服务器。构建虚拟化高可用集群, 通过VMware的HA (VMware High Availability) 功能保障虚拟服务器VM的高可用性。

(二) 管理层

管理层主要实现实时监测机房运行状况、高效管理机房各个系统和设备, 可以分为3部分:虚拟化平台的基础架构管理、基于简单网络管理协议 (SNMP) 的机房监控管理、基于AD域架构的机房权限管理。

1. 虚拟化平台的基础架构管理。

为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控, 机房须单独配置一台独立的服务器作为管理数据中心的Virtual Center Server。Virtual Center服务器为IT环境提供了集中化管理、自动化操作、资源优化和高可用性, 这些功能使IT环境具有前所未有的可维护性、效率和可靠性。管理员通过VC管理中心可对所有物理服务器及其虚拟服务器进行统一管理。

2. 基于SNMP协议的机房监控管理。

通过SNMP协议及其扩展技术实现机房整体智能化监控, 不但能管理机房的服务器、网络交换机等设备的基本运行情况, 而且能管理网络流量、机房供电及温度情况。

3. 基于AD域架构的机房权限管理。

采用虚拟化技术结合Windows的AD域服务器进行机房管理, 实现机房虚拟化平台、服务器设备、网络设备管理应用的权限控制, 保证了机房内各系统和设备的安全性。

(三) 存储备份层

存储备份层主要实现数据的集中存储、备份等, 分为虚拟化平台数据的集中存储和基于VMware Data Recovery技术的虚拟化平台的数据备份两部分。

1. 虚拟化平台数据的集中存储。

使用共享存储来集中存放虚拟化平台中虚拟服务器的磁盘文件和配置文件组成。为了提高存储的高可靠性, 消除单点故障, 可以配置2台HP 380G7服务器, 使用drbd+heartbeat+iscsi-target技术构建高可用性网络存储, 实现两个独立的存储系统之间数据的实时镜像。

2. 基于VMware Data Recovery技术的虚拟化平台的数据备份。

VMware Data Recovery是VMware虚拟机备份工具, 可按策略创建虚拟机备份, 同时不会中断虚拟机的使用或数据和服务。所有备份的虚拟机都存储在去重复存储中, 建议部署在独立的备份存储服务器上。

四、机房虚拟化后的效果

采用虚拟化技术的机房管理模式后, 具有以下3个优势。

(一) 节能降耗, 降低成本

采用虚拟化技术后, 大幅减少机房服务器数量, 也减少了不必要的电力损耗, 达到虚拟化节能降耗的目的。同时, 服务器的利用率明显提高, UPS供电时间延长, 节约了机房面积, 降低了机房运维总成本。

(二) 集中管理, 提高效率

管理员通过管理层能够更容易地进行机房集中管理和实时监控管理, 提高管理人员的管理效率和机房安全级别。

(三) 维护简便, 易于扩展

通过机房服务器虚拟化, 可以非常容易地在物理服务器之间进行虚拟机在线迁移。虚拟机的快照、模板功能能够实现服务器的快速部署, 备份工具实现了系统的快速备份和恢复, 提高了系统的可用性和可靠性。机房虚拟化架构各层具有易扩展性, 可以满足业务量的增长对资源潜在的扩容需求。

五、总结