15、云资源虚拟化技术全解析

云资源虚拟化技术全解析

1. 虚拟化的重要性

虚拟化在云计算领域扮演着核心角色，通过在底层物理资源之上构建虚拟资源，如虚拟CPU、内存、磁盘和网络等，为云计算提供了强大的支持。它的出现可以追溯到20世纪70年代，当时IBM 370架构为不同程序提供了完整的虚拟机。随着计算机硬件成本的降低，虚拟化技术的应用曾一度减少，但如今，随着研究项目和商业系统的发展，它再次受到广泛关注。

1.1 云计算系统模型的实现

云计算采用软件、计算和存储作为服务的模式，涵盖了软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）和基础设施即服务（IaaS）等多种类型。虚拟化通过虚拟机监控器（VMM）或管理程序，如Xen和VMware ESX，使云用户能够为自己的使用提供虚拟机。

1.2 弹性扩展

云计算的一个重要特性是弹性，即能够根据用户需求快速调整资源。虚拟化技术通过允许提供商和用户扩展或收缩云服务，增强了云计算的弹性。例如，Google App Engine会在需求高峰时自动扩展服务器，在需求低谷时收缩；Amazon EC2则允许用户手动或自动扩展和收缩自己的虚拟集群。

1.3 资源沙箱化

系统虚拟机提供了一个沙箱环境，确保了不同用户环境之间的隔离，提高了系统的安全性和健壮性。一方面，它为每个用户提供了安全的环境，防止其他用户访问和监控其数据和活动；另一方面，当一个应用程序出现软件故障时，不会影响到其他运行在不同虚拟机上的应用程序。此外，沙箱还可以用于安全攻击的测试和防御设计。

1.4 提高系统利用率和降低成本与能耗

计算机硬件资源通常利用率较低，虚拟化技术通过创建多个虚拟