云平臺應用：彰顯微軟云計算與應用優勢

虛擬化是當前服務器與數據中心領域里最為熱門的詞匯，而且與前幾年更多的停留在觀望與評估層面不同的是，現在越來越 多的企業已經將虛擬化用于實際的部署，虛擬化之勢如火如荼。虛擬化允許具有不同操作系統的多個虛擬機在同一物理機上 獨立并行運行。每個虛擬機都有自己的一套虛擬硬件(例如 RAM、CPU、網卡等)，可以在這些硬件中加載操作系統和應用程序。無論實際采用了什么物理硬件組件，操作系統都將它們視為一組一致、標準化的硬件。通過實現 IT 基礎架構的虛擬化，可以降低 IT 成本，同時提高現有資產的效率、利用率和靈活性。

虛擬化的重要意義不僅與此，另一個重要的作用是和當前最熱門的云計算技術相聯系，虛擬化是云計算的基礎。典型的云計算技術特征可分為虛擬化技術、分布式技術、并行計算/分布式計算、XaaS、WEB X.0和其他技術等。云計算的平臺包括三類服務：軟件基礎實施即服務IaaS、平臺即服務PaaS、軟件即服務SaaS，而這三類服務的基礎則是虛擬化平臺，如圖1所示：

圖1 虛擬化平臺與云計算

在虛擬化與云計算共同構成的這樣一個整體的架構中，虛擬化有效的分離了硬件與軟件，而云計算則讓人們將精力更加集中在軟件所提供的服務上。這一點我們可以從Oracle和微軟的云計算平臺和解決方案上來說明。首先以Oracle的云平臺和云管理為例，Oracle云平臺和云管理架構如圖2所示：

圖2 Oracle 云平臺和云管理

在Oracle云平臺和云管理中，虛擬化是服務器、存儲和IaaS之間的橋梁，同時在云管理中提供虛擬化模板。虛擬化使軟件運行于共享的硬件上、整合服務器、通過克隆測試和克隆生產環境簡化開發和測試、通過克隆和實時遷移增加、減少或移動應用程序、將軟件設備 (appliance) 和組合件 (assembly) 進行打包以方便部署。

動態云解決方案是微軟提供的基于動態數據中心技術的云計算優化和管理方案。企業可以基于該方案快速構建面向內部使用的私有云平臺，服務提供商也可以基于該方案在短時間內搭建云計算服務平臺對外提供服務。微軟動態云能夠讓用戶自己動態管理數據中心的基礎設施(包括服務器、網絡和存儲等)，包括開通、配置和安裝等。其核心價值在于，它可以幫助用戶提高 IT 基礎設施資源的利用效率，提升基礎設施的應用和管理水平，實現計算資源的動態優化。微軟動態云邏輯實現如圖3所示：

圖3 微軟動態云邏輯實現

由上圖我們可以看出，虛擬化層是資源層和管理層之間的橋梁，服務層通過管理層和虛擬化層來使用資源層的資源，虛擬化層對用戶來說是透明的，也是動態數據中心的基礎核心層，可以說，沒有虛擬化技術，想要實現動態數據中心幾乎是不可能的，但是虛擬化不是云計算。

Microsoft Hyper-V虛擬化技術是Windows Server 2008 的一個關鍵組成部分。Hyper-V 提供了將服務器資源虛擬化并在 Windows 管理框架中管理這些資源的能力，對于其核心基礎設施主要構建在 Windows Server 和其它 Microsoft 應用程序技術的客戶而言，Hyper-V 是一個理想的選擇。通過虛擬化，我們可以共享內存、硬盤、CPU等等硬件資源，下圖描述了主機和虛擬機的架構，一個虛擬主機帶有2個客戶端應用的模型。
 

圖4 Hyper-V上的主機和虛擬機

上圖中包括了以下組成部分：

(1)主分區，也叫父分區，專門用于運行宿主操作系統。在Hyper-V v1中，主分區是根分區，這樣的分區在一個主機上只能有一個。

(2)宿主操作系統((Windows Server 2008 Core for Azure)是一個輕量級的操作系統，控制了服務器上硬件訪問，并且對虛擬機提供了一種對外訪問的機制。

(3)客戶端分區又叫子分區，在主機上創建并被主機所擁有，用來運行客戶端操作系統。

(4)客戶端操作系統是應用程序和服務(如Windows Server 2008 企業版 with IIS 7, .NET Framework 3.5, 云計算其它工具)的服務器操作系統。

(5)企業或個人用戶的云應用運行在客戶端服務器上

(6)虛擬化堆(Virtualization Service Provider, VSP)是對外暴露的堆，這些堆能夠對子分區提供資源和服務，如I/O

(7)虛擬化堆(( virtualization service client or consumer, VSC)是一個軟件模型，此模型能夠負載消費服務或資源。對I/O資源來說，企業或個人用戶來說，VSC能夠幫助用戶設置硬件驅動。

(8)VM Bus 是一個共享內存式的I/O 總線，可以使VMs之間能夠高性能的訪問。

(9)NICs 是物理網卡接口

(10)CPUs 是物理CPU訪問中心，具有一個或多個核心。

(11)Disk(s) 是主機或客戶端的物理磁盤(磁盤分區)。

對IT和管理層來說，把云應用和服務僅僅部署在一個云計算平臺上幾乎是不可能的。這是因為企業或個人用戶需求的多樣性，這些云計算的需求從類型上說可能包括應用程序、數據、服務，PaaS平臺、IaaS平臺，從支持的語言環境上說可能是.Net、 Java、PHP、Python等等。例如GAE支持的唯一語言是Python;AWS 支持Windows 2003，在將來可能支持Windows 2008。但是我們在沒有hypervisor的情況下，不能模擬更多的實例來證實。The Azure hypervisor是僅針對微軟產品來使用的，因此要將原本部署在微軟云平臺上的服務和應用遷移到AWS上面臨著巨大的困難，這些困難不光是源代碼和部署方法，更多的困難體現在數據遷移上。

下面描述了微軟云平臺虛擬化的3條基本原則：

(1)高效。在硬件環境允許的條件下，盡量運行更多的應用和服務。

(2)只應用需要使用的功能，對于不使用的應用和服務應該及時清除掉。這使得了我們對不需要的代碼沒有必要再去更新或者修復。對服務主機來說 ，意味著更少的服務啟動。

(3)緊密集成。Windows Azure hypervisor同Windows Azure kernel緊密集成，這意味著我們的堆是可以度量和進行壓力測試的。

由于Azure hypervisor是數據中心的標準版，因此只適用于微軟數據中心。未來則是對Azure hypervisor性能的提升，如such as Second-Level Address Translation (SLAT)的應用。

總結

虛擬化提升了企業資源的利用率，同時也提升了IT的價值。云計算的資源是動態易擴展而且虛擬化的，通過互聯網提供。終端用戶不需要了解“云”中基礎設施的細節，不必具有相應的專業知識，也無需直接進行控制,只關注自己真正需要什么樣的資源以及如何通過網絡來得到相應的服務。微軟提供了整套軟件和解決方案，虛擬化可以使用Hyper-V，云計算可以使用Windows Azure Platform，并且和Windows系統有著天然的聯系，這也是微軟云計算與應用的一大優勢。

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