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  • 云计算和虚拟化的联系
    2021-08-12 14:44:56

    云计算概念:

    云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问, 进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。

    云计算特点:超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务、极其廉价。

    虚拟化概念:

    虚拟化是通过软件手段对计算机硬件资源镜像整合管理和再分配的一种技术,常用的手段有基于虚拟机的虚拟化和基于容器的虚拟化。

    虚拟化场景分类:
    操作系统虚拟化
    应用程序虚拟化
    桌面应用虚拟化
    存储虚拟化
    网络虚拟化

    云计算和虚拟化差别

    对云计算和虚拟化差别的描述,有一句经典的话:虚拟化是云计算构建资源池的一个主要方式。只要这句话你理解透了就知道他俩的关系了。
    简单来说,云计算是一个概念,而不是具体技术。虚拟化是一种具体技术,指把硬件资源虚拟化,实现隔离性、可扩展性、安全性、资源可充分利用等特点的产品。

    目前云计算,大多是依赖虚拟化,通过把多台服务器实体虚拟化后,构成一个资源池,实现共同计算,共享资源。也就是现在所谓云计算,其实这个词提出来之前,过去的服务器集群就已经实现这些功能了,只不过没有现在那么先进而已。

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  • 云计算和虚拟化技术

    千次阅读 2021-12-28 10:44:48
    虚拟化 负载均衡 热备份冗余 等传统计算机网络技术发展融合的产物 云计算是一种能够通过网络以便利的、按需付费的方式获取计算资源(包括网络、服务器、存储、应用服务等)并提高其可用性的模

    云计算内涵

    1. 英文名称:Cloud Computing

    2. 发展过程

      • Sun Microsystems —> 网络是计算机
      • Amazon —> 弹性计算云(Elastic Compute Cloud,EC2)
      • Google —> 云计算
    3. 云计算是

      • 分布式计算
      • 并行计算
      • 效用计算
      • 网络存储
      • 虚拟化
      • 负载均衡
      • 热备份冗余

      等传统计算机和网络技术发展融合的产物

    4. 云计算是一种能够通过网络便利的、按需付费的方式获取计算资源(包括网络、服务器、存储、应用和服务等)并提高其可用性的模式

      这些资源来自一个共享的、可配置的资源池,并能够以最省力和无人干预的方式获取和释放

      这种模式具有5个关键功能3种服务模式4种部署方式

    5. 云计算参考架构

      云计算的组成通常可以分为6个部分,它们由上至下分别是

      • 云客户端

      • 云服务

      • 云应用

      • 云平台

      • 云存储

      • 云基础设施

    6. 是一些可以自我维护管理虚拟计算资源,通常为一些大型服务器集群,包括计算服务器存储服务器宽带资源

      指的是用户终端,可以是个人计算机、智能终端、手机等任何可以连入互联网的设备

    7. 云计算特点

      多样性编程可用于服务也可用于经济

      1. 可靠性较强
      2. 服务型
      3. 可用性高
      4. 经济性
      5. 多样性服务
      6. 编程便利性
    8. 云计算演化的4个重要阶段

      电厂效用网格云

      1. 电厂模式阶段

      2. 效用计算阶段

      3. 网格计算阶段

      4. 云计算阶段

    9. 云计算分类

      • 按照服务方式划分

        公有云被一个销售云计算服务的组织所拥有,公有云的核心属性共享服务资源

        私有云被一个单一的组织拥有或租用,私有云的核心属性专有资源

        混合云基础设施由私有云和公有云组成

      • 按照服务类型划分

        • SaaS:软件服务,Software-as-a-service

          服务提供商将应用软件提供给用户

          • 对企业而言优点

            1. **技术方面:**只需简单部署,不需购买硬件,不需配备IT方面专业技术人员
            2. **投资方面:**不需一次性投资,缓解资金压力,且能即使获得最新硬件平台和解决方案
            3. **维护和管理方面:**不需要专门的维护和管理人员
          • 面临的问题

            1. **安全性:**数据需要由第三方负责缺乏安全性
            2. **标准化:**SaaS解决方案缺乏标准化
          • 实现方式

            1. 通过PaaS平台开发SaaS
            2. 采用多租户架构和元数据开发模式
          • 应用实例

            1. 云OA(office automation-办公自动化)

            2. 云CRM(Customer Relationship Management-客户关系管理)

            3. 云ERP(Enterprise Resource Planning-企业资源计划)

            4. 阿里钉钉 属于SaaS,用友的云OA属于SaaS

        • PaaS:平台服务,Platform-as-a-service

          在IaaS基础上,服务提供商将软件开发环境运行环境等以开发平台的形式提供给用户

          PaaS提供的是一种环境,用户程序不但可以运行在这个环境中,而且其生命周期也能够被该环境所控制

          从PaaS以服务形式提供给用户的角度来说,PaaS也是SaaS模式的一种应用

          • 特点

            1. 平台即服务
            2. 平台及服务
            3. 平台级服务
          • 一些PaaS平台

            • 国外平台

              1. GAE

              2. Microsoft Azure

              3. Amazon Elastic Beanstalk

              4. CumuLogic

              5. Force

              6. Engine Yard

              7. Heroku

            • 国内平台

              1. BAE

              2. SAE

              3. Qcloud

              4. ACE

              5. 腾讯提供的微信小程序接口

        • IaaS:基础设施服务,Infrastructure-as-a-service

          服务提供商把计算基础(服务器、网络技术、存储和数据中心空间)作为一项服务提供给用户,IaaS服务是虚拟化技术发展的产物

          • IaaS厂商分类

          • IaaS管理平台分类

          • IaaS实例

            • 专有云

              1. VMware的vCloud

              2. Microsoft的System Center

              3. 华为的Galax8800

            • 开源云

              1. OpenStack

              2. CloudStack

              3. Eucalyptus

        • SaaS,PaaS,IaaS之间的关系
          IaaS提供基础架构部件

          PaaS是一套平台工具,主要面向应用程序研发人员可以构建于IaaS之上,也可以直接构建在物理资源之上

          SaaS提供各种应用程序,可基于PaaS平台提供,也可直接基于IaaS提供

          对于标黄的两句话的理解:3种服务都是虚拟化的结果,上层可以使用下层虚拟化后的资源实现,当然也可以直接使用未虚拟化的物理资源实现

    云体系,标准,应用

    1. 烟囱式(专机专用)的传统IT部署架构存在问题

      1. 硬件高配低用
      2. 整合困难
    2. 云基础架构的融合部署分为3个层次的融合

      • 硬件层的融合

        实现虚拟机与虚拟网络之间的关联

      • 业务层的融合

        典型的云安全解决方案就是通过虚拟防火墙与虚拟机之间的融合

        虚拟机与LB(Load Balancing)负载均衡之间的联动

      • 管理层的融合

        云基础架构通过虚拟化技术与管理层的融合

    3. SOA(Service-Oriented Architecture) -------- 面向服务的体系结构,是一个组件模型

      初步不是很准确的理解SOA

    4. SOA特征

      • 可重用
      • 松耦合
      • 明确定义的接口
      • 无状态的服务设计
      • 基于开放标准
    5. 分布式计算

      共享稀有资源平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一

    6. 云计算与SOA是两个不同的概念

      • 云计算是一种部署体系结构,而 SOA则是企业IT的体系结构
      • SOA与云整合既带来应用和业务流程灵活的虚拟化和节省的费用(云),又带来原有应用的集成应用及业务流程的敏捷重构(SOA)
      • 上层基于SOA 进行应用服务的开发,底层基于云计算进行资源整合,包括存储、网络、数据库和服务器等

      云计算与SOA2个概念之间是有关联的

      • 产生背景和原因角度

        • SOA产生的原因是为解决企业存在的信息孤岛和遗留系统这两大问题

        • 云计算产生的原因是企业的信息系统数据量的高速增长与数据处理能力的相对不足,还有计算资源的利用率处于不平衡的状态

      • 服务角度

        • SOA实现了可以从多个服务提供商得到多个服务(一个服务便是一个功能模块),并通过不同的组合机制形成自己所需的一个服务
        • 云计算实现了所有的资源都是服务,可以从云计算提供商购买硬件服务、平台服务、软件服务等,把购买的资源作为云计算提供商提供的一种服务
      • 关键技术

        • SOA需要实现业务组件的可重用性、敏捷性、适应改变、松耦合、基于标准
        • 云计算则需要虚拟化技术、按需动态扩展、资源即服务的支撑
      • 应用场景

        • 当企业的业务需求经常改变的时候可以考虑使用SOA
        • 当企业对IT设施的需求经常改变或者无法提前预知的时候可以考虑使用云计算,当有大量的批处理计算的时候也可以考虑使用云计算
      • 应用的侧重点

        • SOA侧重于采用服务的架构进行系统的设计,关注如何处理服务
        • 云计算侧重于服务的提供和使用,关注如何提供服务
      • 商业模式

        • SOA可能会降低软件的开发及维护的成本,商业模式是间接的,需要落地
        • 云计算根据使用的时间(硬件)或流量(带宽)进行收费,具有明确的商业模式
    7. 云计算和分布式计算区别和联系

      1. 分布式计算是云计算涉及的一项重要技术

        分布式计算更多解决的是多个计算节点共同提供更强计算能力的问题

        云计算的核心还是终端计算和存储能力朝云端的迁移和集中化,并能够弹性扩展

      2. 分布式计算往往更加强调是单个Request请求的拆分,主要通过应用设计,将任务进行分解来进行

        云计算的PaaS层往往并不会拆分单个Request,而是将用户访问的多Request并发通过调度规则进行Retouer分发

      3. 分布式计算是由多个用户合作完成的

        云计算是没有用户参与的,是交给网络另一端的服务器完成的

    8. 云计算标准化组织分类

    9. 《云计算综合标准化体系建设指南》涉及的内容

      • 云计算生态系统:硬件、软件、服务、网络和安全5个方面
      • 云计算综合标准化体系框架:云基础标准、云资源标准、云服务标准和云安全标准
        • 云基础标准主要包括云计算术语、参考架构、指南等方面的标准
        • 云资源标准主要包括关键技术、资源管理和资源运维等方面的标准
        • 云服务标准主要包括服务采购、服务质量、服务计量和计费、服务能力评价等方面的标准
        • 云安全标准:网络安全系统安全服务安全信息安全,主要包括云计算环境下的安全管理、服务安全、安全技术和产品、安全基础等方面的标准
      • 云计算的标准研制方向: 29个

    云服务

    1. 云计算服务概念:是指将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户提供按需服务,用户通过网络以按需易扩展的方式获得所需资源和服务

    2. 云计算服务特征:

      • 随需自助服务
      • 随时随地用任何网络设备访问
      • 多人共享资源池
      • 快速重新部署的灵活度
      • 可被监控与量测的服务

      一般认为还有的特征

      • 基于虚拟化技术快速部署资源或获得服务
      • 减少用户终端的处理负担
      • 降低用户对于IT专业知识的依赖
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    云计算与虚拟化

    一、什么是云计算

    云计算(cloud computing)是分布式计算的一种,指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序,然后,通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。

    云计算是一种模型,它可以实现随时随地,便捷地,随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源(例如:网络、服务器、存储、应用、及服务)。资源能够快速供应并释放。使管理资源的工作量和与服务器提供商的交互减小到最低限度。

    2、云计算的特色

    • 超大规模。“云” 具有相当的规模,企业私有云一般拥有数百上千台服务器,能给用户前所未有的计算能力。
    • 虚拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。
    • 高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性,使用云计算比使用本地计算机可靠。
    • 通用性。云计算不针对特定的应用,同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。
    • 高可扩展性。“云” 的规模可以动态伸缩,满足应用和用户规模增长的需要。
    • 按需服务。“云”是一个庞大的资源池,你按需购买:云可以象自来水,电,煤气那样计费。
    • 极其廉价。由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云,“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本,“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升,因此用户可以充分享受“云”的低成本优势,经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。

    3、云计算的三种使用方式

    1)公有云

    就是基础设施完全自己不搭建,只关心怎么使用
    公有云分类

    • 传统的电信基础设施运营商,比如中国移动、中国联通、中国电信等提供的公有云服务
    • 一类是政府主导的地方性云计算平台,也就是常说的政府云
    • 互联网巨头打造的公有云平台,比如阿里云,腾讯云
    • 部分IDC( Internet data center)运营商
    • 还有部分国外的云计算企业

    2)私有云

    自己搭建云的环境,设施设备需自己或第三方维护
    私有云是为一个用户单独使用而构建的,因而在数据安全性以及服务质量上自己可以有效的管控,私有云的基础是首先你要拥有基础设施并可以控制在此设施上部署应用程序的方式,私有云可以部署在企业数据中心的防火墙内,核心属性是专有资源,比如我们经常使用且比较典型的私有云有VmWare,openstack

    3)混合云

    混合云:将公有云和私有云结合起来是很多企业的使用方式
    一般的将核心业务, 放在自己的私有云上,次要的放在公有云上。
    但是也会有一些问题:安全性、数据冗余、法律、服务质量方面等。

    4、云计算服务模型

    1)IaaS(基础架构即服务)

    提供底层IT基础设施服务,包括处理能力、存储空间、网络资源等
    面向对象一般是IT管理人员

    2)PaaS(平台即服务)

    把安装好开发环境的系统平台作为一种服务通过互联网提供给用户
    面向对象一般是开发人员

    3)SaaS(软件即服务)

    直接通过互联网为用户提供软件和应用程序等服务
    面向对象一般是普通用户

    二、虚拟化

    维基百科关于虚拟化的定义是: 在计算机领域,虚拟化指创建某事物的虚拟版本,包括虚拟的计算机硬件平台、存储设备、以及计算机网络资源,虚拟化是一种资源管理技术,它将计算机的各种实体资源 (cpu、内存、存储、网络等)予以抽象转化出来,并提供分割、重新组合,以达到最大化利用物理资 源的目的。

    VMM虚拟机监控器也成为Hypervisor,就是为了虚拟化而引入的一个软件层。它向下掌控实际的物理 资源,向上呈现出N份逻辑资源。虚拟机监控器运行的实际物理环境,称为宿主机;其上虚拟出来的逻辑主机,称为客户机。

    1、虚拟化方案

    1)软件虚拟化和硬件虚拟化

    软件虚拟化,就是通过软件模拟来实现VMM层,通过纯软件的环境来模拟执行客户机里的指令。

    最纯粹的软件虚拟化实现当属QEMU。在没有启用硬件虚拟化辅助的时候,它通过软件的二进制翻译仿 真出目标平台呈现给客户机,客户机里的每一条目标平台指令都会被QEMU截取,并翻译成宿主机平台 的指令,然后交给实际的物理平台执行。由于每一条都需要这么操作一下,其虚拟化性能是比较差的, 同时期团建复杂的也大大增加。但好处是可以呈现给各种平台给客户机。

    硬件虚拟化,就是指计算机硬件本身提供能力让客户机指令独立执行,而不需要VMM截获重定向。

    Intel从2005年开始在其x86cpu中加入硬件虚拟化的支持,简称Intel VT技术

    2)半虚拟化和全虚拟化

    **部分虚拟化(Partial Virtualization)**VMM 只模拟部分底层硬件,因此客户机操作系统不做修改是无 法在虚拟机中运行的,其它程序可能也需要进行修改。在历史上,部分虚拟化是通往全虚拟化道路上的 重要里程碑,最早出现在第一代的分时系统 CTSS 和 IBM M44/44X 实验性的分页系统中。

    **全虚拟化(Full Virtualization)**全虚拟化是指虚拟机模拟了完整的底层硬件,包括处理器、物理内存、时钟、外设等,使得为原始硬件设计的操作系统或其它系统软件完全不做任何修改就可以在虚拟机中运行。

    **超虚拟化(Paravirtualization)**这是一种修改 Guest OS 部分访问特权状态的代码以便直接与 VMM 交互的技术。在超虚拟化虚拟机中,部分硬件接口以软件的形式提供给客户机操作系统,这可以通过 Hypercall(VMM 提供给 Guest OS 的直接调用,与系统调用类似)的方式来提供。

    这种分类并不是绝对的,一个优秀的虚拟化软件往往融合了多项技术。例如 VMware Workstation 是一 个著名的全虚拟化的 VMM,但是它使用了一种被称为动态二进制翻译的技术把对特权状态的访问转换成对影子状态的操作,从而避免了低效的 Trap-And-Emulate 的处理方式,这与超虚拟化相似,只不过超虚拟化是静态地修改程序代码。对于超虚拟化而言,如果能利用硬件特性,那么虚拟机的管理将会大大简化,同时还能保持较高的性能。

    3)Type1虚拟化和Type2虚拟化

    Type1类型也叫裸金属架构,这类虚拟化层直接运行在硬件之上,没有所谓的宿主机操作系统。他们直接控制硬件资源以及客户机。典型地如xen和vmware ESXI

    Type2类型也叫宿主机型架构,这类VMM通常就是宿主机操作系统上的一个应用程序,像其他应用程序 一样受宿主机操作系统的管理,通常抽象为进程。例如,VMware workstation、KVM
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