关于虚拟化的分析

关于虚拟化问题的分析

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摘要：虚拟化是一个广义的用语，是指计算各个组件是在虚拟而不是在真实的平台上运行，是一个为了方便操作管理，优化资源分配的解决方法。在电脑运算中，虚拟化通常扮演硬件平台、操作系统、存储设备或者网络资源等角色。从实现的层次角度可分为：软件虚拟化、系统虚拟化、基础设施虚拟化。从应用领域角度可分为：服务器虚拟化、桌面虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用虚拟化。虚拟化本身是一种具体技术，是通过把硬件资源虚拟化，实现可扩展性、安全性、隔离性、资源可充分利用等特点的产品。目前关于云计算的研究，大多数都是依赖虚拟化，通过把多台服务器实体虚拟化后，构成一个共享资源池，共享资源，实现共同计算。也就是现在所谓“云计算”，其实在“云计算”这个词提出来之前，过去的“服务器集群”就已经实现这些功能了，只不过没有现在的技术先进而已罢了。

关键词：云计算，虚拟化，动态迁移，迁移攻击

Analysis onVirtualization issues

Zhao Zhen

Abstract:Virtualization is a broad term that refers to the calculation of each component is running in a virtual rather than on a real platform, is a solution to optimize the allocation of resources for ease of operation and management. In computer computing, virtualization typically plays a role as a hardware platform, an operating system, a storage device, or a network resource. From the perspective of the realization of the level can be divided into: software virtualization, system virtualization, infrastructure virtualization. From the perspective of application areas can be divided into: server virtualization, desktop virtualization, storage virtualization, network virtualization, application virtualization. Virtualization itself is a specific technology, through the hardware resources virtualization, to achieve scalability, security, isolation, resources can be fully utilized and other characteristics of the product. At present, most of the researches on cloud computing rely on virtualization. After virtualizing multiple server entities, they form a shared resource pool, share resources and achieve common computing. Which is now the so-called "cloud computing", in fact, "cloud computing" before the word put forward, the past "server cluster" has been to achieve these functions, but not now the technology is now advanced.

Keywords:cloudcomputing,virtualization,dynamicmigrationg,migration attacks

1 引言

虚拟化和云计算技术正在快速地发展，业界各大厂商纷纷制定相应的战略，新的概念、观点和产品不断涌现。云计算的技术热点也呈现百花齐放的局面，比如以互联网为平台的虚拟化解决方案的运行平台，基于多租户技术的业务系统在线开发、运行时和运营平台，大规模云存储服务，大规模云通信服务等。云计算的出现为信息技术领域带来了新的挑战，也为信息技术产业带来了新的机遇。

2 为什么要有虚拟化

虚拟化技术能够为我们解决很多以前完成不了的问题：

（1）服务器整合技术：这项技术在虚拟化技术出来之前是几乎不可能完成的。主要原因是什么东西都是实实在在存在的，因此想把两个工作相对较少的服务器整合到一起是非常困难的一件事。但是现在有了虚拟化技术，以后使这种服务器整合技术将变成很容易的一件事。

（2）负载均衡技术：

负载均衡技术指的是只在每台服务器上安装一个负载均衡器，然后通过设置许多的调度算法以及临界值。然后判断此时此刻服务器的压力是轻了或者重了。最后依据轻重来完成服务器的合并，然而合并又依据了动态迁移技术。

（3）动态迁移技术：这项技术是前两项技术的基础，但是却不只是仅仅依赖于前两项技术。目的是能够在服务器开启的情况下，把上面的虚拟机迁移到其他的服务器上面。工作原理大体就是先将目标服务器上模拟出此服务器的硬件状态，然后迁移数据，最后释放此服务器的相关信息的技术。

（4）克隆技术：这项技术其实和上面那个技术比较相似，相似却不相同。克隆技术是把一台服务器的环境配置好了，然后再通过克隆技术使其他的虚拟机都达到和这台虚拟机相同的效果，假设要配置200台甚至2000台服务器的话这种克隆技术的效果都是非常可观的。但是它和动态迁移的区别就是在服务器不停机的情况下，动态迁移要求迁移的双方必须是共享内存的，然而克隆并没有方面的限制。

（5）灾难恢复技术：灾难恢复是所有公司都必须要考虑的问题，因为当有一些意外情况发生时，比如：洪水，地震，断路，断电，断水泥石流等问题时，如何把灾难所造成的数据损失降到最低或者是能够不损失。

（6）虚拟快照技术：虚拟快照技术指是将虚拟机的状态能够像照片一样保存到本地，然而实现其原理过程非常复杂，包括虚拟机的运行状态，内存中的保存的数据等。这样情况保存下这些虚拟技术当发生自然灾害或者某些失误导致虚拟机出问题的时候，能够以很快恢复到正常状态。

（7）系统可用性：这里的可用性可能只是零宕机，在这种情况下我们能够使得效率最大化。然而零宕机的前提条件是每台服务器都要有一个镜像，需要在主虚拟机和次虚拟机之间有一条心跳线来维持两者之间的关系，当心跳线停止的时候，次虚拟机即刻启动，代替主虚拟机工作。

（8）安全性：我们知道虚拟化在硬件层上都有一层VMM来时时刻刻侦测每台虚拟机的动向，包括捕获异常问题，完成调度等方面。因此当危险因素来临的时候由于VMM的存在使我们可以非常快的探查到这个问题并能够快速解决它。

3 虚拟化的优势

虚拟机具各物理硬件所拥有的很多独特优势。包括：

（1）效率:虚拟化技本可以大大提高资源的利用率,为了达到资源的最大利用,虚拟化能够将原本一合服务器的资源分配给好几台虚拟化的服务器,能够减小服务器的规模,调用空闲资源,确保应用程序可以发挥出最高的性能和可用性。

（2）隔离:用户可以在一合计算机上模拟多个系统，它们彼此之间是完全隔离的.即使一个子系统遭受攻击而崩演.也不会对其他系统造成影响。

（3）可靠:虚拟服务器能够通过改进解决方案提高业务的连续性。在使用备份机制后,子系统可以被快速的恢复且不影响整个集群的运作,在整个数提中心实现高可用性。

（4）成本：只要更少的服务器就可以实现更多服务器才可以做到的事情,有效的降低了部署