利用虚拟化云计算构建云平台的技术分析
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作者:王建 陶金 温皓
【摘要】 近年来云计算技术得到了快速发展，利用虚拟化云计算可以构建云平台，提高数据处理和数据共享的能力。为此本文首先分析了虚拟化云计算的概念及原理，之后分析了云平台的架构及实现原理，最后对利用虚拟化云计算构建云平台的技术进行了阐述。
【关键词】 虚拟化 云计算 云平台
引言：
虚拟化技术是云计算中的关键技术之一，虚拟化技术有很多实现方式，比如根据虚拟化的程度和级别，有软件虚拟化和硬件虚拟化，全虚拟化和半虚拟化。利用虚拟化云计算构建云平台，从而提高对数据进行计算的效率。虚拟化技术是云计算的重要技术，主要用于物理资源的池化，从而可以弹性地分配给用户，本文对虚拟化云计算构建云平台的技术进行了分析。
一、虚拟化云计算
虚拟化是使用所谓的虚拟机管理程序软件从一台物理设备创建若干虚拟机 （VM） 的过程。虚拟机的行为和运转方式与物理机器一样，但它们会使用物理机器的计算资源，如 CPU、内存和存储，虚拟机管理程序会根据需要将这些计算资源分配给每个虚拟机。随着虚拟化环境的普及和广泛使用，许多企业也在对其网络进行虚拟化[1]。网络虚拟化使编程和配置网络（如负载均衡和防火墙）变得更加容易，而不必触及底层基础架构。通常，IT 会使用基于软件的管理员控制台来管理软件组件。随着计算需求的发展，网络虚拟化简化了IT推出、扩展和调整工作负载的方法。
二、云平台的架构及实现原理
虚拟化云平台通过对物理资源、虚拟资源、业务资源进行统一管理，为客户的应用系统提供高性能、高安全、高可靠的计算、存储、网络服务，构建高度可用、按需服务的虚拟数据中心。传统的计算平台存在资源利用不合理、资源利用率低，占用过多的物理空间、缺乏冗余机制、服务器（或应用系统本身）发生故障导致业务中断，严重影响用户体验、资源调整不灵活等不足之处，此外传统IT在调整计算资源的时候大多都需要中断业务，运营成本高昂。而采用云平台可提升资料利用率、池化基础架构资源，按需调度，降低数据中心能耗，此外还具有强大的冗余机制[2]，缩短业务计划内、计划外停顿时间，优化业务服务体验，保障业务正常运行。同时可以提升IT管理效率，整合数据中心的异构资源，优化IT管理方法，降低运营成本等。
在云平台中，服务器可以实现虚拟化。服务器是专用于运行特定复杂任务的强大机器。IT部门通常会为每台服务器分配一个任务或应用，但这通常会导致容量利用不足。此外，还可能会遭遇服务器过多、数据中心空间不足和电费昂贵的问题。服务器虚拟化可以通过将服务器划分为多个虚拟服务器来充分利用服务器的全部功能，使每个虚拟服务器都能运行自己的操作系统。这样一来，可以用更少的资源完成更多的任务，并显著降低硬件和运营成本。
三、利用虚拟化云计算构建云平台的技术
云计算是通过互联网交付共享计算资源、软件、数据或服务。虚拟化是实现云计算的关键技术之一，云提供商使用虚拟化，就可以从一台服务器为大量客户提供服务，许多企业会同时使用虚拟化和云计算来实现最高效率。网络虚拟化技术已经出现了二十多年，但是发展却一直不温不火，原因是缺少一个重要的应用。云计算的出现对于网络虚拟化来说是一次机会，有了云计算网络虚拟化才变得如此热门，如果没有网络虚拟化，就没有大规模的云计算。
云端一般采用 Open vSwitch 交换机，它是一款开源的网络虚拟化产品，是二层交换机，性能可以与硬件交换机媲美。利用它可以在虚拟机的下面构筑虚拟网络层，通过实时修改 Open vSwitch 的配置，可以组建变化灵活的局域网，使得一台虚拟机能快速地从一个局域网迁移到另一个局域网中，这是物理交换机所无法实现的[2]。在云计算平台中，可以分为三层，共有云、私有云和混合云等。针对云计算方案，各虚拟化軟件厂商还推出了云端虚拟机管理工具，实现虚拟机的创建、删除、复制、备份、恢复、热迁移和监控等统一管理。其中，热迁移就是在不关闭虚拟机的情况下，把虚拟机从一台物理机转移到另一台物理机上，而正在使用虚拟机的租户感觉不到虚拟机被移动了，一台虚拟机的计算能力目前还不能超过其所在的物理机的计算能力。如在无人机信息化云平台中，采用了分布式架构，结合无损卡尔曼滤波算法、鲁棒伺服LQR飞控算法、故障诊断与故障隔离算法、余度管理算法等多种算法，实现了无人机姿态稳定和控制无人机任务设备管理以及应急控制三大功能，有效解决了飞控中抗干扰和稳定性的问题。利用虚拟化云计算构建的云平台在多个领域中都可以得到应用，未来具有较大的应用空间。
四、结论
虚拟化云计算技术是构建云平台不可缺少的关键技术，通过构建云平台可以实现计算效率的显著提高。随着云技术在社会中的应用日益广泛，技术水平也将得到同步提高，从而提高社会的信息化水平。
参 考 文 献
[1] 袁夫， 郭红. 基于云计算环境的虚拟化技术应用研究[J]. 数字技术与应用， 2017（1）：102-103.
[2] 余斐. 机电虚拟化云计算平台的能耗管理问题研究及技术应用[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2017（5）：212-213.
[3] 周燕. 云计算技术在船舶虚拟化综合信息平台搭建的应用[J]. 舰船科学技术， 2017（12）：132-134.
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