虛擬化概述：模式的觀點(diǎn)

虛擬化以各種形式存在已經(jīng)有 30 多年的時(shí)間了。例如，虛擬機(jī)和虛擬內(nèi)存就是這樣建立的，我們通常已經(jīng)不再過(guò)多地考慮這個(gè)問(wèn)題了 —— 它們只是 IT 基礎(chǔ)設(shè)施中的一部分而已。目前大家對(duì)虛擬化有了全新的興趣，因?yàn)閷⑺鼞?yīng)用到新環(huán)境中時(shí)可以提供一些相當(dāng)多的實(shí)際好處。當(dāng) Gartner Inc. 對(duì)將在未來(lái) 18 - 36 個(gè)月內(nèi)提供價(jià)值的 10 種頂尖新興技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，虛擬化技術(shù)在這個(gè) 名單 中名列榜首。本文將利用一些常見(jiàn)的模式介紹一些基本的虛擬化概念。

什么是虛擬化？

虛擬化（Virtualization）對(duì)于不同的人來(lái)說(shuō)可能意味著不同的東西，這要取決與他們所從事的工作領(lǐng)域的環(huán)境。通用的解釋是它包含許多使服務(wù)器得到加強(qiáng)的虛擬機(jī)。有經(jīng)驗(yàn)的程序員可能還記得，曾有一段時(shí)間他們擔(dān)心是否有可用內(nèi)存來(lái)存放自己的程序指令和數(shù)據(jù)�，F(xiàn)在最基本的操作系統(tǒng)提供了虛擬內(nèi)存的功能，這樣程序員就不用再考慮這個(gè)問(wèn)題了。IBM？ 對(duì)大型機(jī)使用的 VM 可以允許多個(gè)用戶和應(yīng)用程序共享同一臺(tái)機(jī)器，相互之間不會(huì)產(chǎn)生任何干擾。我們發(fā)現(xiàn)在很多計(jì)算平臺(tái)上都實(shí)現(xiàn)了這種概念，或者通過(guò)軟件來(lái)提供這種概念。

然而，虛擬化技術(shù)的內(nèi)涵遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于虛擬內(nèi)存和虛擬服務(wù)器。目前，我們已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)虛擬化、微處理器虛擬化、文件虛擬化和存儲(chǔ)虛擬化等技術(shù)。如果我們?cè)谝粋�(gè)更廣泛的環(huán)境中或從更高級(jí)的抽象（如任務(wù)負(fù)載虛擬化和信息虛擬化）來(lái)思考虛擬化技術(shù)，虛擬化技術(shù)就變成了一個(gè)非常強(qiáng)大的概念，可以為最終用戶、應(yīng)用程序和企業(yè)提供很多優(yōu)點(diǎn)。

虛擬化技術(shù)有很多定義，下面就給出了一些這樣的定義。然而，對(duì)于本文的討論來(lái)說(shuō)，IBM 給出的簡(jiǎn)潔定義以及資源的邏輯表示形式的概念都可以用來(lái)作為不同的虛擬模式的示例。

"虛擬化是以某種用戶和應(yīng)用程序都可以很容易從中獲益的方式來(lái)表示計(jì)算機(jī)資源的過(guò)程，而不是根據(jù)這些資源的實(shí)現(xiàn)、地理位置或物理包裝的專有方式來(lái)表示它們。換句話說(shuō)，它為數(shù)據(jù)、計(jì)算能力、存儲(chǔ)資源以及其他資源提供了一個(gè)邏輯視圖，而不是物理視圖。" —— Jonathan Eunice， Illuminata Inc.

"虛擬化是表示計(jì)算機(jī)資源的邏輯組（或子集）的過(guò)程，這樣就可以用從原始配置中獲益的方式訪問(wèn)它們。這種資源的新虛擬視圖并不受實(shí)現(xiàn)、地理位置或底層資源的物理配置的限制。" —— Wikipedia

"虛擬化：對(duì)一組類似資源提供一個(gè)通用的抽象接口集，從而隱藏屬性和操作之間的差異，并允許通過(guò)一種通用的方式來(lái)查看并維護(hù)資源。" —— Open Grid Services Architecture Glossary of Terms

“虛擬化是資源的邏輯表示，它不受物理限制的約束。”—— IBM 公司

為什么要進(jìn)行虛擬化？

虛擬化的主要目的是對(duì) IT 基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行簡(jiǎn)化。它可以簡(jiǎn)化對(duì)資源以及對(duì)資源管理的訪問(wèn)。

消費(fèi)者可以是一名最終用戶、應(yīng)用程序、訪問(wèn)資源或與資源進(jìn)行交互的服務(wù)。資源是一個(gè)提供一定功能的實(shí)現(xiàn)，它可以基于標(biāo)準(zhǔn)的接口接受輸入和提供輸出。資源可以是硬件，例如服務(wù)器、磁盤(pán)、網(wǎng)絡(luò)、儀器；也可以是軟件，例如 Web 服務(wù)。

消費(fèi)者通過(guò)受虛擬資源支持的標(biāo)準(zhǔn)接口對(duì)資源進(jìn)行訪問(wèn)。使用標(biāo)準(zhǔn)接口，可以在 IT 基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生變化時(shí)將對(duì)消費(fèi)者的破壞降到最低。例如，最終用戶可以重用這些技巧，因?yàn)樗麄兣c虛擬資源進(jìn)行交互的方式并沒(méi)有發(fā)生變化，即使底層物理資源或?qū)崿F(xiàn)已經(jīng)發(fā)生了變化，他們也不會(huì)受到影響。另外，應(yīng)用程序也不需要進(jìn)行升級(jí)或應(yīng)用補(bǔ)丁，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)接口并沒(méi)有發(fā)生變化。

IT 基礎(chǔ)設(shè)施的總體管理也可以得到簡(jiǎn)化，因?yàn)樘摂M化降低了消費(fèi)者與資源之間的耦合程度。因此，消費(fèi)者并不依賴于資源的特定實(shí)現(xiàn)。利用這種松耦合關(guān)系，管理員可以在保證管理工作對(duì)消費(fèi)者產(chǎn)生最少影響的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì) IT 基礎(chǔ)設(shè)施的管理。管理操作可以手工完成，也可以半自動(dòng)地完成，或者通過(guò)服務(wù)級(jí)協(xié)定（SLA）驅(qū)動(dòng)來(lái)自動(dòng)完成。

在這個(gè)基礎(chǔ)上，網(wǎng)格計(jì)算可以廣泛地利用虛擬化技術(shù)。網(wǎng)格計(jì)算可以對(duì) IT 基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行虛擬化。它處理 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的共享和管理，動(dòng)態(tài)提供符合用戶和應(yīng)用程序需求的資源，同時(shí)還將提供對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的簡(jiǎn)化訪問(wèn)。

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