一個(gè)云計(jì)算的應(yīng)用必定是基于虛擬化的，將硬件變成服務(wù)要看產(chǎn)品在虛擬化的能力，只有在虛擬化的環(huán)境下，云才是可能。本文將介紹虛擬化的發(fā)展歷程、云計(jì)算時(shí)代的虛擬化技術(shù)、服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化以及SystemCenter對(duì)虛擬化的管理，本文的重點(diǎn)在于虛擬化管理，因?yàn)檫@是我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中落地的東西。

虛擬化發(fā)展歷程：

虛擬化的概念在20世紀(jì)60年代首次出現(xiàn)，利用它可以對(duì)屬于稀有而昂貴資源的大型機(jī)硬件進(jìn)行分區(qū)。隨著時(shí)間的推移，微型計(jì)算機(jī)和PC可提供更有效、更經(jīng)濟(jì)的方法來(lái)分配處理能力，因此到20世紀(jì)80年代，虛擬技術(shù)已不再?gòu)V泛使用。

但是到了20世紀(jì)90年代，研究人員開(kāi)始探索如何利用虛擬化解決與廉價(jià)硬件激增相關(guān)的一些問(wèn)題，例如，利用率不足、管理成本不斷攀升和易受攻擊等。現(xiàn)在，虛擬化技術(shù)處于時(shí)代前沿，可以幫助企業(yè)升級(jí)和管理他們?cè)谑澜绺鞯氐腎T基礎(chǔ)架構(gòu)并確保其安全。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。

云計(jì)算的平臺(tái)包括三類服務(wù)：軟件基礎(chǔ)實(shí)施即服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS、軟件即服務(wù)SaaS，而這三類服務(wù)的基礎(chǔ)則是虛擬化平臺(tái)，其關(guān)系結(jié)構(gòu)如下圖1所示：

毫無(wú)疑問(wèn)，虛擬化正在重組IT工業(yè)，同時(shí)它也正在支撐起云計(jì)算，如果把云計(jì)算單純理解虛擬化，其實(shí)也并為過(guò)，因?yàn)闆](méi)有虛擬化的云計(jì)算，是不可能實(shí)現(xiàn)按需計(jì)算的目標(biāo)的。

虛擬化技術(shù)

虛擬化是資源的邏輯表示，這種表示不受物理限制的約束，它的主要目標(biāo)是對(duì)包括基礎(chǔ)設(shè)施、系統(tǒng)和軟件等IT資源的表示、訪問(wèn)、配置和管理進(jìn)行簡(jiǎn)化，并為這些資源提供標(biāo)準(zhǔn)的接口來(lái)接收輸入和提供輸出。

虛擬化技術(shù)包括兩個(gè)層面，其一是硬件層面的虛擬化，其二是軟件層面的虛擬化。實(shí)際上，我們通常所說(shuō)的虛擬化是指服務(wù)器虛擬化技術(shù)，除此之外，在應(yīng)用層、表示層、桌面、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)都可以做全方位的虛擬化，虛擬化的類型可以用下圖2來(lái)表示：

虛擬化的類型

（1）網(wǎng)絡(luò)虛擬化

網(wǎng)絡(luò)虛擬化通常包括虛擬局域網(wǎng)和虛擬專用網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)是其典型的代表，它可以將一個(gè)物理局域網(wǎng)劃分成多個(gè)虛擬局域網(wǎng)，或者將多個(gè)物理局域網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)劃分到一個(gè)虛擬局域網(wǎng)中，這樣提供一個(gè)靈活便捷的網(wǎng)絡(luò)管理環(huán)境，使得大型網(wǎng)絡(luò)更加易于管理，可以通過(guò)集中配置不同位置的物理設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。

虛擬專用網(wǎng)幫助管理員維護(hù)IT環(huán)境，防止來(lái)自內(nèi)網(wǎng)或者外網(wǎng)中的威脅，使用戶能夠快速、安全地訪問(wèn)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。目前虛擬專用網(wǎng)在大量的辦公環(huán)境中使用。

（2）存儲(chǔ)虛擬化

存儲(chǔ)虛擬化就是為主機(jī)創(chuàng)建物理存儲(chǔ)資源的過(guò)程。通過(guò)虛擬化技術(shù)，多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)模塊（如硬盤(pán)、RAID）通過(guò)一定的手段集中管理起來(lái)，所有的存儲(chǔ)模塊在一個(gè)存儲(chǔ)池中得到統(tǒng)一管理。Redundant Array of independent Disk，（RAID）技術(shù)是虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)的雛形，目前使用的存儲(chǔ)還有Network Attached Storage（NAS）和Storage Area Network（SAN）。

（3）桌面虛擬化

桌面虛擬化技術(shù)，維基百科上給出的定義是：“Desktop virtualization（或者成為Virtual Desktop Infrastructure）是一種基于服務(wù)器的計(jì)算模型，并且借用了傳統(tǒng)的瘦客戶端的模型，但是讓管理員與用戶能夠同時(shí)獲得兩種方式的優(yōu)點(diǎn)：將所有桌面虛擬機(jī)在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行托管并統(tǒng)一管理；同時(shí)用戶能夠獲得完整PC的使用體驗(yàn)。桌面虛擬化最大的好處在于能夠使用軟件從集中位置來(lái)配置PC及其它客戶端設(shè)備，這樣方便了企業(yè)用戶集中管理計(jì)算機(jī)，運(yùn)維部門可以在數(shù)據(jù)中心加強(qiáng)對(duì)應(yīng)用軟件、系統(tǒng)補(bǔ)丁、殺毒軟件的管理和控制。

（4）表示層虛擬化

在本地計(jì)算機(jī)顯示和操作遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)桌面，在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)執(zhí)行存儲(chǔ)信息和程序，一般通過(guò)終端服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（5）應(yīng)用虛擬化

在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上顯示和操作計(jì)算機(jī)桌面，在另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行程序和存儲(chǔ)信息。

目前在微軟的虛擬化產(chǎn)品線中，已經(jīng)有了服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用虛擬化、桌面虛擬化、表示層虛擬化產(chǎn)品，如下圖3所示：

服務(wù)器虛擬化

服務(wù)器虛擬化可以說(shuō)是最為熟悉的，就是讓多個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序同時(shí)運(yùn)行在不同的虛擬機(jī)上，而這些虛擬機(jī)建立在同一個(gè)物理服務(wù)器上。但是一個(gè)服務(wù)器上的虛擬服務(wù)器的數(shù)量取決于硬件的能力，所有虛擬服務(wù)器共享相同的硬件上，但是相互獨(dú)立運(yùn)行，單獨(dú)的虛擬服務(wù)器可以自行升級(jí)、啟動(dòng)，不會(huì)影響到其他虛擬服務(wù)器。

服務(wù)器虛擬化解決了存在物理服務(wù)器環(huán)境下問(wèn)題，通過(guò)虛擬化層可以隔離同一臺(tái)機(jī)器上、不同操作系統(tǒng)中運(yùn)行的程序，避免資源的沖突。另外，服務(wù)器虛擬化可以動(dòng)態(tài)移動(dòng)沒(méi)有充分利用的硬件資源到最需要應(yīng)用的程序中，從而提高底層硬件資源的利用率。