虚拟云计算技术的研究

文／吴琳

摘要：随着科技文明的不断前行、大踏步的前进，虚拟计算机网络科学技术取得了喜人的进步，社会也走入了信息化大爆炸的时期。IBM 公司于 2007 年底宣布了虚拟云计算计划，虚拟云计算技术在一定程度上，让人们的生活方式出现了革命性的变化。虚拟云计算技术是当前计算机技术发展的前导兵，越来越多的国家和企业想在其中大展身手，投入大量的人才和资金想在尖端领域取得突破性的进展从而获取巨额经济利益，使之成为了当前信息科技发展的主要方向。

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关键词 ：虚拟云；虚拟云实训室；虚拟云架构

引言

科技文明像车轮一样带动现实社会不断前行，虚拟计算机网络搭载这列火车也走出自己前行的轨迹，放射出大量信息引发人们心灵的震动。在这其中，虚拟云计算技术又借助当今网络服务平台的东风，将网络应用发扬光大，进而也为计算机网络带来光明的发展前景。

1、虚拟云计算技术的综述

IBM公司于2007年底宣布了虚拟云计算计划，“云计算一词既可以描述某一系统平台又或者是某种类型的应用程序。所谓“云”计算技术，其实是能够将网络、互联网、软件联合使用的一种形象的比喻说法，在云计算平台核心是服务器，它可以是物理的也可以是虚拟的。高级的虚拟云计算通常包括一些常见的计算资源，例如存储区域网络，网络设备，防火墙等其他安全设备。虚拟云计算在定义应用方面，它描述的是一种可以通过接入互联网Internet进行访问的可扩充的应用程序。“云应用”使用大数据中心或者功能强劲的服务器来运行网络应用程序与网络服务。所有用户都可以通过适当的互联网接入装置或者标准的浏览器来访问一个云计算应用程序。一个虚拟云计算的平台按用户需求进行实时部署、按需配置、更新配置以及撤销服务等。

首先，在虚拟云计算中的各种云都被看做是一种能够并行的分布形式，硬件是网络环境中的独立运行的计算机，支配和调度计算机中的软件和应用；其次虚拟云计算是有待探索的多技术体，一般情况下，当今计算机软件技术与虚拟云相互依存，相互扶持，共同发展、共同进步、共同获利，其侧重点是在计算机软件技术中应用计算机网络云计算的特点；最后是广大多网民用户群体，已经有很好的基础设施建设，不需要花费人财物，直接接入云应用畅游，既解决了计算机技术人员对网络资源库的负荷超载的烦恼，也解决了用户资源浪费的困扰。虚拟云计算具备规模大，安全性高以及虚拟性等等特点，虚拟云计算技术，凭借自身的优势，及用户之所需，智能分析用户需求，为用户提供意想不到的资料来源，为用户带来一个又一个惊喜，让用户对虚拟云欲罢不能，深深陷入对云灵活方便强大实用的依赖。

2、虚拟云计算技术的分类

以虚拟云计算技术的适用范围、技术特点、功能指标以及其他要素，能够将虚拟云计算技术划分成各种相应类型。从其服务的用户的角色、用户对云的渴望来看，可以将虚拟云计算技术分为公共云和订制云。所谓订制云是说，以用户个人对云的依赖程度本身为切入点，为客户量身打造一个私人空间，完全实现私人定制，包括私有的应用设计，建立的私有平台等，一般这样的私有空间部署在用户数据中心的防火墙内，用户的数据安全、私密性和各种服务都得到最大化的有效控制；而公有云是指一些用户的使用不足以创建订制云，自身对云的需要有其局限性，开发一些适应普遍大众需求的公共云资源。一般来说，在公共云和订制云的分类上，必须要在以下几个方面加以识别：首先，不间断的服务。一般来说，社会大众对公共云的服务参与程度非常之高，影响非常之大，造成公有云的崩溃，甚至是停止服务，反而订制云建立在用户内部无需考虑这方面的困扰；其次是数据安全方面。如同公共场所的安全性和私人宅邸的私密性无法比拟一样；再其次是成本费用。订制云为了保证提供不间断服务和超高的数据安全私密，数据的稳固，就要以付出成本为代价，公共云在这个方面的费用成本相对较低；最后是监测能力。公共云因为有广大的用户群体，与生俱来的具有非常强大的受测能力，获取信息之后进行有效快速的分析，实时提供给用户。

3、虚拟云计算技术的实现

目前是按三个层次来划分计算机系统，也就是系统前期构建过程，以及系统功能实现、后期维护过程，目标是使得系统的整个处理过程变得更加简洁明了。过程不同，阶段各异，在系统实现中也有着不同处理方法和实现手段，贯彻这种分层理念、设计原则和实现方法，系统设计人员能够顺利的将系统的功能最大化发挥和实现，计算机系统的简单形象也随之实现，意味着用户操作简便易用，是系统运行效率提高的前提。信息化与我们的日常生活如影随形，虚拟云计算技术当之无愧成为日常生活中的主角。一般来说，虚拟云计算技术的实现形式大致有以下几种情况：首先，软件应用程序的使用，将企业使用频率非常高的管理程序放置在公共云中，企业利用接入端口获得专属信息，既满足了企业对虚拟云技术的使用又节省了大量的资金；其次是网络服务，这也和软件应用程序有着千丝万缕的联系。其主要的使用方法是招募有经验有能力有水平的软件程序研发者投身到虚拟云计算技术实际应用的开发；最后是提供管理服务，这是虚拟云计算技术最原始最初期最成熟的使用形式，和软件应用程序使用和网络服务相对比，其提供的是专业性非常强的信息技术服务，譬如系统瘫痪等等。

4、虚拟云计算技术在实训室管理中的应用

操作型应用人才是高职高专人才培养目标，操作型应用人才的培养离不开实训室建设，目前实训室普遍使用还原卡对实训教室进行管理，虽然还原卡对计算机环境进行了保护，但是也导致防毒软件不能及时升级，教学需要的资料不能及时保存，教学所需要的操作系统、应用软件不能及时更新，现在计算机更新换代迅速，实训室建设成本增加，面对这些问题，将虚拟云计算技术用于调配高职高专实训室的计算机硬件与软件资源，对高职高专信息化建设有着深远的影响。通过虚拟云计算技术在现有硬件环境上分区设置不同的虚拟云，适应不同的专业学科实验环境需求，提高服务器的使用效率与性能。完全改变了以前的实训教室管理人员在实训教室的每台物理计算机进行实际操作的麻烦，既方便了实训教室的维护，又节约了时间与成本。

有了虚拟云实训室，各学科实验数据、软件与人员等信息都可以放心大胆地交给虚拟云来维护管理，在虚拟云计算系统中存放着所有学生的相关实验数据，学生进入虚拟云实训室，动动手指登陆自己的用户帐号遨游在云计算系统中，即可按部就班获取实验数据，按照教师指导完成实验操作，在实验完成后，再将实验数据保存到云计算数据中心中，同时，虚拟云计算数据中心为数据保存提供安全安心之所。

通过虚拟云计算平台还有利于对实验资源的协调与整合，实训教室的硬件与软件资源的使用效率可以最大限度提高，将现有机器设备的性能发挥到极限。虚拟云计算管理系统具有动态合理地分配登录用户数量与使用限制，每个资源节点的负载均衡情况以及资源的性能特点对学生而言是透明的，学生只需知道满足其进行实验所需要的所有资源。

虚拟云计算技术实验平台的架构从技术应用角度出发，共分4个层次，分别是基础硬件层、虚拟云设置层、云管理层与云终端应用层，基础硬件层主要是看得几摸得着的物理设备，包括计算机、服务器、工作站、网络交换设备、机房管理设备等。物理硬件之间通过有线或者无线互联网络设备，全部实现物理上的网络连通。

虚拟云设置层主要是每个高校都可以根据学院的学科专业特点，课程性质去分配设置虚拟机，根据学院物理基础的配置的不同，按需分配物理设施的虚拟云环境，根据实验项目的需求、虚拟环境的性能等因素的需要，在虚拟化的计算机上安装不同的操作平台，在配套的操作平台上搭载安装实验所需的工具软件。所创建的虚拟化计算机建成一个或者多个虚拟计算机集群系统，由虚拟机管理系统来管理与维护。

云管理层主要包括云平台资源管理系统、云实验管理系统、动态用户管理系统、云安全保障系统与云数据中心系统，云平台资源管理系统主要是对云计算中虚拟机资源动态智能的管理，这个管理包括对于长期闲置的资源进行清理，长时间空闲的做到删除，监测到比较繁忙的资源分配更大的虚拟空间，对使用频率较高的资源及时更新，保障用户永远使用的是最新版本，出现故障的资源及时维护，添加新增软件。动态用户管理系统主要是负责云环境中的各个云资源节点使用分配是否平衡，使用动态分配策略管理、对于流量偏大的节点进行流量控制、对登录用户进行分流或者限制某节点登录数量等，云安全保障系统主要是负责对云计算平台上的系统安全方面的管理，最简单的安全手段是验证用户名、密码、设置用户保密级别、利用防火墙、入侵检测等网络安全手段管理用户访问、数据等。云数据中心系统主要是对虚拟云计算平台系统中的学生实验数据、用户登陆数据、软件操作数据、资源更新数据以及系统维护数据等相关数据的保存与维护。

云终端应用层主要是在物理PC机终端中只需要安装一个登录软件即可，登录软件安装在物理PC机的操作系统，使用形式上作为一个应用软件来进行安装，这样，用户可以在自己的物理PC机终端上通过该软件登录到实验云平台系统中。

5、虚拟云计算技术发展中遇到的难题

我们在享受云给我们的各种体验和惊喜的同时，也要关注到虚拟云计算技术发展中遇到的难题，云中数据能否保密，能否丢失，是否安全是用户最最关心的问题。主要表现在以下方面：首先，浏览器接入云端是虚拟云计算技术使用的普遍形式，而浏览器作为安全的第一道屏障多少有些不让人放心，用户的电子证书，以及电子认证秘钥很容易由于浏览器的安全漏洞让黑客们得手；其次是在云端中，不同的应用都要经过身份、级别的认证，那么在这个过程中，认证机制的高效安全又如何得到保证；再其次是在虚拟云计算技术服务提供层中，必须采取行之有效、针对性强的技术来确保用户的隐私安全；最后是在虚拟云计算技术物理基础层中，如何确保数据的不透明，不释放和不更改都是具有非常大的风险性。

6、结论

科学技术是第一生产力，尽管虚拟云计算技术仍是一个蹒跚学步的婴儿，刚发芽的小树，但是由于它的方便实用迅速得到了广大用户的认可，人们纷纷尝试这一新生技术，给人们的感觉是生活原来还可以这样精彩，同时在目前许多领域的应用都有明显的成效。另外，虚拟云计算技术是当前信息化技术的指路明灯，很多发达国家和先进企业想在这一方向上作出成绩获得利益，逐渐加大在虚拟云计算技术的投入和研究，使之成为了当前信息科技发展的主要方向。

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参考文献：

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作者简介：吴琳，所在单位：辽宁金融职业学院。