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虚拟化和云计算的应用
2020-08-01 20:27:01   

随着公司生产业务的不断发展,与之配套的IT网络服务不断延伸,各种为生产服务的IT应用系统也广泛应用,ERP、OA、门户网站、邮件系统、实时数据采集系统、LIMS、生产调度优化系统、GIS系统等等。目前,公司的IT应用系统已经超越单纯的工具和支撑系统,成为生产和决策部门的一部分。这些IT应用在提高工作效率的同时,自身也面临管理和维护的问题。一方面这些应用系统不断增加而且日益复杂,对维护管理人员的技能是一种考验;另一方面IT设备越来越多,而维护人员并没有增加。另外,一些设备利用率不高,而另一些却在满负荷运转。这些现状对公司IT应用系统的平稳运行带来挑战。在既有的IT资源和人力资源基础上,如何利用新技术、新理念提高设备运行效率、降低运营成本,同时还要能灵活应对新业务需求是企业IT部门亟待解决的问题。


近年来,在IT领域,虚拟化、云计算技术得到快速发展和应用,为上述问题的解决带来新的曙光。


虚拟化技术将各种资源通过逻辑抽象来统一表示,这些资源包括CPU、服务器、存储、设备与I/O、网络等硬件资源,也包括操作系统、文件系统、应用程序等。它将原本运行在真实环境上的计算机系统或组件运行在虚拟出来的环境中。它对用户隐藏不必要的技术细节,使用户不受物理或者地理限制的约束,降低资源使用者与资源具体实现之间的耦合程度,在虚拟的统一的环境中实现在真实物理环境中的部分或全部功能。


何谓云计算呢?维基百科(Wikipedia)对云计算的定义是:一种能够动态伸缩的虚拟化资源通过互联网以服务的形式提供给用户的计算模式,用户不需要知道如何管理那些支持云计算的基础设施。IBM认为云计算是一种共享的网络交付信息服务的模式,云服务的使用者看到的只有服务本身,而不用关心相关基础设施的具体实现。它是一种革新的IT运用模式。这种运用模式的主体是所有连接互联网的实体,可以是人、设备和程序。它的核心原则是:硬件和软件都是资源并被封装为服务,用户可以通过互联网按需访问和使用。在云计算中,IT业务通常运行在远程的分布式系统上,不是在本地计算机或者服务器上。这个分布式系统由互联网相互连接,通过开放的技术和标准把硬件和软件抽象为动态可扩展、可配置的资源,对外以服务的形式提供给用户。服务接口将资源在逻辑上以整合实体的形式呈现,隐蔽其中的实现细节。系统中业务的创建、发布、执行和管理都可以在网络上进行,用户只需要按资源的使用量或业务规模付费。

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图1 View的实现结构


目前业界普遍认为按照服务类型划分,云计算分为三类:基础设施云IaaS,平台云PaaS,应用云SaaS。Amazon公司的EC2服务是典型的IaaS,它将计算能力打包为虚拟机实例通过网络提供给用户,按照虚拟机的配置和使用时长收费,用户使用完毕释放资源。GoogleApp Engine是典型的PaaS,用户可以在这个平台上开发、测试和部署应用。著名的在线CRM应用SalesforceCRM是典型的SaaS。一般认为,云计算的部署方式有3种,公有云、私有云和混合云。公有云一般是由政府推动或若干机构共同建设,共享使用的云环境。私有云是由某个企业或机构单独建设和使用的云环境。混合云是公有云和私有云的混合。


目前,在IBM、Google和微软等IT巨头的推动下,各个行业IT应用向云计算迁移。我公司也应做云计算方面的研究和准备工作。虚拟化是实现云计算的重要基础。未来我们公司要构建面向云计算的IT环境首先需要实施虚拟化。根据虚拟化应用具体层次的不同,虚拟化概念有不同的内涵。


网络虚拟化指将网络的硬件和软件资源整合,向用户提供虚拟网络连接。它分为局域网络虚拟化和广域网络虚拟化。在局域网络虚拟化中,多个本地网络被组合为一个逻辑网络,或者一个本地网络被分割为多个逻辑网络,用来提高企业网络的使用效率。典型代表是虚拟局域网(Virtual Lan),这在公司目前的局域网管理中已经广泛应用。对于广域网虚拟化,目前的应用是虚拟专用网-VPN,VPN抽象网络连接,使得远程用户可以随时访问公司内部网络,但并不感觉到物理连接和虚拟连接的差异,同时保证这种外部网络连接的安全性和私密性。VPN在公司也已经有应用。


服务器虚拟化是在一台物理服务器上虚拟出多个虚拟服务器,即虚拟机,每个虚拟机运行在一个隔离环境中,是具有完整硬件功能的逻辑计算机系统,包括操作系统和应用程序。多个虚拟机可以互不影响的在同一台物理服务器上同时运行,复用物理服务器的资源。


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