云平臺應(yīng)用：彰顯微軟云計算與應(yīng)用優(yōu)勢

虛擬化是當(dāng)前服務(wù)器與數(shù)據(jù)中心領(lǐng)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(xiàn)在越來越 多的企業(yè)已經(jīng)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(tǒng)的多個虛擬機(jī)在同一物理機(jī)上 獨(dú)立并行運(yùn)行。每個虛擬機(jī)都有自己的一套虛擬硬件(例如 RAM、CPU、網(wǎng)卡等)，可以在這些硬件中加載操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。無論實際采用了什么物理硬件組件，操作系統(tǒng)都將它們視為一組一致、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件。通過實現(xiàn) IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化，可以降低 IT 成本，同時提高現(xiàn)有資產(chǎn)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(dāng)前最熱門的云計算技術(shù)相聯(lián)系，虛擬化是云計算的基礎(chǔ)。典型的云計算技術(shù)特征可分為虛擬化技術(shù)、分布式技術(shù)、并行計算/分布式計算、XaaS、WEB X.0和其他技術(shù)等。云計算的平臺包括三類服務(wù)：軟件基礎(chǔ)實施即服務(wù)IaaS、平臺即服務(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，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(gòu)成的這樣一個整體的架構(gòu)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(wù)上。這一點(diǎn)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O(shè)racle的云平臺和云管理為例，Oracle云平臺和云管理架構(gòu)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(wù)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(yùn)行于共享的硬件上、整合服務(wù)器、通過克隆測試和克隆生產(chǎn)環(huán)境簡化開發(fā)和測試、通過克隆和實時遷移增加、減少或移動應(yīng)用程序、將軟件設(shè)備 (appliance) 和組合件 (assembly) 進(jìn)行打包以方便部署。

動態(tài)云解決方案是微軟提供的基于動態(tài)數(shù)據(jù)中心技術(shù)的云計算優(yōu)化和管理方案。企業(yè)可以基于該方案快速構(gòu)建面向內(nèi)部使用的私有云平臺，服務(wù)提供商也可以基于該方案在短時間內(nèi)搭建云計算服務(wù)平臺對外提供服務(wù)。微軟動態(tài)云能夠讓用戶自己動態(tài)管理數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施(包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)設(shè)施資源的利用效率，提升基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用和管理水平，實現(xiàn)計算資源的動態(tài)優(yōu)化。微軟動態(tài)云邏輯實現(xiàn)如圖3所示：

圖3 微軟動態(tài)云邏輯實現(xiàn)

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(wù)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(tài)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)核心層，可以說，沒有虛擬化技術(shù)，想要實現(xiàn)動態(tài)數(shù)據(jù)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(shù)是Windows Server 2008 的一個關(guān)鍵組成部分。Hyper-V 提供了將服務(wù)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(chǔ)設(shè)施主要構(gòu)建在 Windows Server 和其它 Microsoft 應(yīng)用程序技術(shù)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(nèi)存、硬盤、CPU等等硬件資源，下圖描述了主機(jī)和虛擬機(jī)的架構(gòu)，一個虛擬主機(jī)帶有2個客戶端應(yīng)用的模型。
 

圖4 Hyper-V上的主機(jī)和虛擬機(jī)

上圖中包括了以下組成部分：

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

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

(3)客戶端分區(qū)又叫子分區(qū)，在主機(jī)上創(chuàng)建并被主機(jī)所擁有，用來運(yùn)行客戶端操作系統(tǒng)。

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

(5)企業(yè)或個人用戶的云應(yīng)用運(yùn)行在客戶端服務(wù)器上

(6)虛擬化堆(Virtualization Service Provider, VSP)是對外暴露的堆，這些堆能夠?qū)ψ臃謪^(qū)提供資源和服務(wù)，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(fù)載消費(fèi)服務(wù)或資源。對I/O資源來說，企業(yè)或個人用戶來說，VSC能夠幫助用戶設(shè)置硬件驅(qū)動。

(8)VM Bus 是一個共享內(nèi)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(wǎng)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(jī)或客戶端的物理磁盤(磁盤分區(qū))。

對IT和管理層來說，把云應(yīng)用和服務(wù)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(yè)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(yīng)用程序、數(shù)據(jù)、服務(wù)，PaaS平臺、IaaS平臺，從支持的語言環(huán)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(chǎn)品來使用的，因此要將原本部署在微軟云平臺上的服務(wù)和應(yīng)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(xiàn)在數(shù)據(jù)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(huán)境允許的條件下，盡量運(yùn)行更多的應(yīng)用和服務(wù)。

(2)只應(yīng)用需要使用的功能，對于不使用的應(yīng)用和服務(wù)應(yīng)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(fù)。對服務(wù)主機(jī)來說 ，意味著更少的服務(wù)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(jìn)行壓力測試的。

由于Azure hypervisor是數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)版，因此只適用于微軟數(shù)據(jù)中心。未來則是對Azure hypervisor性能的提升，如such as Second-Level Address Translation (SLAT)的應(yīng)用。

總結(jié)

虛擬化提升了企業(yè)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(tài)易擴(kuò)展而且虛擬化的，通過互聯(lián)網(wǎng)提供。終端用戶不需要了解“云”中基礎(chǔ)設(shè)施的細(xì)節(jié)，不必具有相應(yīng)的專業(yè)知識，也無需直接進(jìn)行控制,只關(guān)注自己真正需要什么樣的資源以及如何通過網(wǎng)絡(luò)來得到相應(yīng)的服務(wù)。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(tǒng)有著天然的聯(lián)系，這也是微軟云計算與應(yīng)用的一大優(yōu)勢。

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