虛擬化角度下的云計算架構(gòu)

當前，隨著虛擬化技術(shù)的深入應(yīng)用，企業(yè)對虛擬化技術(shù)的關(guān)注度正在持續(xù)高漲，從概念上看，虛擬化技術(shù)是計算機領(lǐng)域的一項基本技術(shù)其內(nèi)涵非常的的廣泛，云計算概念出現(xiàn)后一些從事虛擬化技術(shù)的公司迅速宣稱自己的虛擬化技術(shù)將是云計算的核心技術(shù)，企業(yè)從自身利益出發(fā)也許會片面強調(diào)虛擬化的某一個方面。

1.虛擬化技術(shù)的一般性描述

從云計算提出以來虛擬化技術(shù)就被提到了很高的地位，虛擬化技術(shù)被稱為云計算的核心技術(shù)，但廣義的來講虛擬化技術(shù)的范圍非常的寬，它不但是云計算的核心技術(shù)、同樣也是計算機科學(xué)的核心技術(shù)、甚至是整個工業(yè)領(lǐng)域的核心技術(shù)。

我們在開汽車的時候其實就用到了機械的虛擬化技術(shù)，汽車機械運動的復(fù)雜形態(tài)被邏輯上簡化為方向盤、油門、剎車、離合器的簡單運動方式，這種簡化使汽車機械系統(tǒng)的復(fù)雜性被全面屏蔽，方向盤、油門、剎車、離合器成為了人機交互設(shè)備。

不只在工業(yè)領(lǐng)域就是在金融領(lǐng)域也有虛擬化技術(shù)的身影，如復(fù)雜的股市變化規(guī)律被幾個簡單的指數(shù)所描述，通過指數(shù)的變化就能反應(yīng)股票市場的運行情況，甚至整個經(jīng)濟的運行規(guī)律。

物理學(xué)也虛擬化技術(shù)用的最多的地方，原子核內(nèi)部的復(fù)雜運動情況通過各種宏觀物理設(shè)備如：拉曼譜、正電子譜、核磁共振等表現(xiàn)出來，其實我們誰也沒有真正的看到原子核的形態(tài)，但我們能通過對這些物理量的分析得到原子核的結(jié)構(gòu)，那么這些物理設(shè)備就實現(xiàn)了對原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的虛擬化工作。

以上的描述我們可以看出，虛擬化技術(shù)是一門應(yīng)用很廣泛的技術(shù)，甚至可以說是一門相當基礎(chǔ)的學(xué)科。廣義的定義虛擬化技術(shù)可以這么來看：虛擬化技術(shù)就是一種邏輯簡化技術(shù)，實現(xiàn)物理層向邏輯層的變化。從這個定義來看一個系統(tǒng)采用虛擬化技術(shù)后其對外表現(xiàn)出的運動方式是一種邏輯化的運動方式，而不是真實的物理運動方式。所以采用虛擬化技術(shù)能實現(xiàn)對物理層運動復(fù)雜性的屏蔽，使系統(tǒng)對外運行狀態(tài)呈現(xiàn)出簡單的邏輯運動形態(tài)。

2.虛擬化角度下的云計算架構(gòu)

虛擬化技術(shù)是一項非常綜合的技術(shù)，對于計算機科學(xué)來說大部分工作都是在做虛擬化的工作，網(wǎng)絡(luò)的七層協(xié)議是對物理通訊的虛擬化、傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)是對單個計算機物理硬件的虛擬化、計算機高級語言是對機器語言的虛擬化、人工智能則是更高級的虛擬化技術(shù)。計算機科學(xué)的虛擬化層次我們用下圖進行了簡單的描述，節(jié)點的物理硬件和網(wǎng)絡(luò)物理硬件通過多層虛擬化的邏輯簡化過程形成了彈性化的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)帶寬三者整合的虛擬資源池，也就是我們今天講的云計算模式。

云計算的概念位與整個邏輯的最上層，是底層物理硬件經(jīng)過多次虛擬化抽象而形成的一個邏輯概念。這也就說明了為什么云計算是未來的幾年的技術(shù)發(fā)展方向，因為技術(shù)的發(fā)展就是一個不斷抽象簡化的過程，越上層的技術(shù)邏輯就是越高級的邏輯，因為這個邏輯是站在了很多巨人肩上的，這些巨人就是下層的虛擬化技術(shù)。

所以可以說云計算系統(tǒng)是運行在一個多層虛擬化協(xié)議棧上的高度抽象系統(tǒng)，云計算不是新瓶裝舊酒，而是更高一級的技術(shù)發(fā)展，這個酒是面少不了老酒的調(diào)味作用。

3.用戶和云計算應(yīng)用開發(fā)人員眼中的云計算

用戶眼中的云計算就是通過層層虛擬化后的一個邏輯形象，就像汽車駕駛員看到的方向盤和油門一樣，用戶只需要生活在一個他們熟悉的邏輯環(huán)境下就行了，這和電影Matrix中的描述的一樣：用戶自己應(yīng)該根本不知道自己是存在于一個虛擬的邏輯環(huán)境中的。用戶不用知道方向盤是如何使汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向的，也不用知道油門是如使汽車加速的，這是汽車上的一套機械電子虛擬化層去完成的工作。油門的踩下邏輯上對應(yīng)用速度的增加，方向盤的順時針運動邏輯上對應(yīng)于右轉(zhuǎn);而真實的物理過程卻是油門的踩下對應(yīng)給油量的增加，方向盤的順時針運動對應(yīng)汽車前輪的右偏。在這個比喻下用戶看到的云計算系統(tǒng)就是一個可以按自己目前使用習(xí)慣使用的一臺功能全面的邏輯計算機。

從云計算應(yīng)用開發(fā)人員的眼中看來云計算就是一批工作在不同邏輯層的API，他們要做的就是調(diào)用API完成自己的應(yīng)用邏輯，他們也不用關(guān)心下層的邏輯是如何運行的，工作在不同邏輯層的開發(fā)人員只負責(zé)自己這一層的應(yīng)用邏輯。如應(yīng)用開發(fā)人員要存儲一個文件只需要調(diào)用一個write()函數(shù)就行了，文件的分割、備份、安全、網(wǎng)絡(luò)傳送由下層邏輯負責(zé)。應(yīng)用開發(fā)人員本身做的也是虛擬化工作，只是他們是在向自己的上一層提供虛擬化邏輯。

總結(jié)

從虛擬化的角度看云計算可以使我們對云計算的本質(zhì)有一個清晰的邏輯，虛擬化技術(shù)遠比我們上面描述的框架復(fù)雜，云計算是技術(shù)發(fā)展的趨勢但也面臨著巨大的技術(shù)壁壘，需要整個產(chǎn)業(yè)的全面協(xié)作，決不是一兩家虛擬化企業(yè)能解決的問題，對于我國來說可能是一個戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)方向，需要從國家層面來解決產(chǎn)業(yè)鏈及協(xié)議棧的問題。