未来的资源共享模式

计算机的威力靠的是集群效应，任何强大的一台独立计算机也难以发挥作用，其效率只能是非常低下，资源严重浪费。

微电子技术的突破，纳米时代让硬件技术日新月异的发展，软件技术的发展正在迈向智能化、学习化、仿生人类化。

为了更好地发挥计算机软硬件系统和网络系统的作用，实现规模更大的资源整合，云，时代应运而生，云计算关键的技术，包括虚拟化/分布式文件系统/分布式数据库系统等。

云计算并不是一个全新的名称。

1961年，John McCarthy提出计算能力将作为一种象水、电一样的公用事业提供给用户。2001年，Google CEO Eric Schmidt在搜索引擎大会上首次提出“云计算”的概念。

2004年，Amazon陆续推出云计算服务，成为少数几个提供99.95％正常运行时间保证的云计算供应商之一。

2007年，随着IBM，Google等公司的宣传，云计算概念开始获得全球公众和媒体的广泛关注。

云计算目前并没有统一的定义，云计算是一种基于互联网的计算新方式，通过互联网上异构、自治的服务为个人和企业用户提供按需即取的计算，是指Internet上以服务发布的应用以及支撑这些服务的数据中心的软件和硬件。

云计算的概念不仅仅局限于计算，实际上直接称为“云”更加合适，云的本质是网络为用户提供的按需即取的服务Service on Demand，包括基于提供计算能力，存储能力，以及网络能力的各种服务的组合。

按需即取的特性需要对应于计算能力、存储能力、交付能力的各种计算资源、存储资源，以及网络资源的按需即取的资源池管理和弹性提供。

IaaS将虚拟化的资源直接按需提供给客户；PaaS在虚拟化的云计算平台上建立支持多种业务的应用平台，再将应用接口和开发环境、运行环境提供给外部；SaaS在虚拟化的云计算平台上提供按需定制和快速部署的应用软件租用服务。

研究最多的是IaaS和PaaS，IaaS（对应基础云）和PaaS（对应业务云）的关键技术、实现方案以及云的标准化。

虚拟化是实现云计算的最重要的技术基础，虚拟化技术实现了物理资源的逻辑抽象和统一表示。

通过虚拟化技术可以提高资源的利用率，并能够根据用户业务需求的变化，快速、灵活地进行资源部署。

通过在物理主机中同时运行多个虚拟机实现虚拟化。多个虚拟机运行在虚拟化平台上，由虚拟化平台实现对多个虚拟机操作系统的监视和多个虚拟机对物理资源的共享。

虚拟化平台是三层结构，最下层是虚拟层，提供基本的虚拟化能力支持；中间层是控制执行层，提供各控制功能的执行能力；最上层是管理层，对执行层，进行策略管理、控制，提供对虚拟化平台统一管理的能力。

虚拟化平台应该包含虚拟机监视器Hypervisor，虚拟资源的管理，虚拟机迁移，故障恢复，策略管理（如提供虚拟机自动部署和资源调配）等功能实体。

虚拟机管理：主要保护VM的创建、启动、停止、迁移、恢复和删除等能力，虚拟机映像管理，虚拟机运行环境的自动配置和快速部署启动等能力。

虚拟机管理可根据主机节点/虚拟机的CPU，内存，I/O，网络等资源使用情况，自动地在不同主机节点之间迁移VM，使得VM的性能得到保障。

包含主机节点的失效保护，即当一个主机节点失效后，该功能实体能将其上的服务自动转移

到其他节点上继续运行。

用于保证主机节点的失效保护，当一个主机节点失效后，Cluster自动将其上的服务转移到集群中的其他节点上继续运行。该Cluster还可具有负载均衡和存储集群的能力。

虚拟存储、网络创建、配置、修改和删除等能力。当一个VM的内存、外出或网络资源不足时，可临时借用同节点中其他VM暂时不使用的同类资源。

兼顾能源消耗和工作负载的均衡。根据策略需要，可开启/关闭部分主机节点，并迁移关联的VM。

包含虚拟化平台需要支持的一套工具，如P2V（Physical to Virtual），V2P（Virtual to Physical），VA（Virtual Application），JEOS（Just enough Operating System）等。

用于保证VM运行环境的安全，包含一组软件，如anti-virus，IDS等。

由于Cluster、动态资源分配、主机安全等与Hypervisor关系密切，可以作为独立的软件部署在主机节点之中。其他功能都可以集成在一起，形成VM管理器。

进行功能分配后，整个虚拟化平台可以分为两个软件包：一是Hypervisor + Host OS软件包，驻留在主机节点中；二是VM管理器软件包。两者之间的接口将被简化为配置、简单控制、查看和监控几类。

运行VM的主机利用Cluster功能组成一个高可用的集群系统，当其中的某个节点失效时，可无需VM管理器的干涉，自动地将失效节点上的服务迁移到其他节点，并为其重新分配存储和网络资源，使得服务不间断。

VM管理可部署在独立的服务器上，由其负责对虚拟化平台的告警、运行状况监控、负载调整等工作。

平台虚拟化实现资源最优利用。利用虚拟化技术，在一台物理服务器或一套硬件资源上虚拟出多个虚拟机，让不同的应用服务运行在不同的虚拟机上。

在不降低系统鲁棒性、安全性和可扩展性的同时，可提高硬件的利用率，减少应用对硬件平台的依赖性，从而使得企业能够削减资金和运营成本，同时改善IT服务交付，而不用受到有限的操作系统、应用程序和硬件选择范围的制约。

利用虚拟机与硬件无关的特性，按需分配资源，实现动态负载均衡。当VM监测到某个计算节点的负载过高时，可以在不中断业务的情况下，将其迁移到其它负载较轻的节点或者在节点内通过重新分配计算资源。同时，执行紧迫计算任务的虚拟机将得到更多的计算资源，保证关键任务的响应能力。

平台虚拟化，带来系统自愈功能，提升系统可靠性。系统服务器硬件故障时，可自动重启虚拟机。

消除在不同硬件上恢复操作系统和应用程序安装所带来的困难，其中任何物理服务器均可作为虚拟服务器的恢复目标，进而减少硬件成本和维护成本。

提升系统节能减排与服务器管理硬件配合实现智能电源管理；优化虚拟机资源的实际运行位置，达到耗电最小化，从而可为运营商节省大量电力资源，减少供电成本，节能减排。

分布式文件系统是指在文件系统基础上发展而来的云存储分布式文件系统，可用于大规模集群。主要特性包括：

云存储系统支持节点间保存多副本功能，以提供数据的可靠性。根据数据重要性和访问频率将数据分级多副本存储，热点数据并行读写，提高访问性能。存储节点支持在线迁移、复制，扩容不影响上层应用。

可以依据当前系统负荷将原有节点上的数据搬移到新增的节点。特有的分片存储，以块为最小单位来存储，存储和查询时所有存储节点并行计算。

采取元数据与数据分离的方式设计分布式文件存储系统。负责向用户提供文件访问接口，安装在服务器端（提供给应用以文件操作的API接口；实现与FLR和FAS的交互，完成数据