虛擬化角度下的云計(jì)算架構(gòu)

當(dāng)前，隨著虛擬化技術(shù)的深入應(yīng)用，企業(yè)對(duì)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(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一項(xiàng)基本技術(shù)其內(nèi)涵非常的的廣泛，云計(jì)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(jì)算的核心技術(shù)，企業(yè)從自身利益出發(fā)也許會(huì)片面強(qiáng)調(diào)虛擬化的某一個(gè)方面。

1.虛擬化技術(shù)的一般性描述

從云計(jì)算提出以來(lái)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(jì)算的核心技術(shù)，但廣義的來(lái)講虛擬化技術(shù)的范圍非常的寬，它不但是云計(jì)算的核心技術(shù)、同樣也是計(jì)算機(jī)科學(xué)的核心技術(shù)、甚至是整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的核心技術(shù)。

我們?cè)陂_(kāi)汽車的時(shí)候其實(shí)就用到了機(jī)械的虛擬化技術(shù)，汽車機(jī)械運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜形態(tài)被邏輯上簡(jiǎn)化為方向盤、油門、剎車、離合器的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)方式，這種簡(jiǎn)化使汽車機(jī)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(jī)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(gè)簡(jiǎn)單的指數(shù)所描述，通過(guò)指數(shù)的變化就能反應(yīng)股票市場(chǎng)的運(yùn)行情況，甚至整個(gè)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)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(yùn)動(dòng)情況通過(guò)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(lái)，其實(shí)我們誰(shuí)也沒(méi)有真正的看到原子核的形態(tài)，但我們能通過(guò)對(duì)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(shí)現(xiàn)了對(duì)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(shuō)是一門相當(dāng)基礎(chǔ)的學(xué)科。廣義的定義虛擬化技術(shù)可以這么來(lái)看：虛擬化技術(shù)就是一種邏輯簡(jiǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物理層向邏輯層的變化。從這個(gè)定義來(lái)看一個(gè)系統(tǒng)采用虛擬化技術(shù)后其對(duì)外表現(xiàn)出的運(yùn)動(dòng)方式是一種邏輯化的運(yùn)動(dòng)方式，而不是真實(shí)的物理運(yùn)動(dòng)方式。所以采用虛擬化技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)物理層運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性的屏蔽，使系統(tǒng)對(duì)外運(yùn)行狀態(tài)呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單的邏輯運(yùn)動(dòng)形態(tài)。

2.虛擬化角度下的云計(jì)算架構(gòu)

虛擬化技術(shù)是一項(xiàng)非常綜合的技術(shù)，對(duì)于計(jì)算機(jī)科學(xué)來(lái)說(shuō)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(duì)物理通訊的虛擬化、傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)是對(duì)單個(gè)計(jì)算機(jī)物理硬件的虛擬化、計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言是對(duì)機(jī)器語(yǔ)言的虛擬化、人工智能則是更高級(jí)的虛擬化技術(shù)。計(jì)算機(jī)科學(xué)的虛擬化層次我們用下圖進(jìn)行了簡(jiǎn)單的描述，節(jié)點(diǎn)的物理硬件和網(wǎng)絡(luò)物理硬件通過(guò)多層虛擬化的邏輯簡(jiǎn)化過(guò)程形成了彈性化的計(jì)算、存儲(chǔ)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(jì)算模式。

云計(jì)算的概念位與整個(gè)邏輯的最上層，是底層物理硬件經(jīng)過(guò)多次虛擬化抽象而形成的一個(gè)邏輯概念。這也就說(shuō)明了為什么云計(jì)算是未來(lái)的幾年的技術(shù)發(fā)展方向，因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展就是一個(gè)不斷抽象簡(jiǎn)化的過(guò)程，越上層的技術(shù)邏輯就是越高級(jí)的邏輯，因?yàn)檫@個(gè)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(shuō)云計(jì)算系統(tǒng)是運(yùn)行在一個(gè)多層虛擬化協(xié)議棧上的高度抽象系統(tǒng)，云計(jì)算不是新瓶裝舊酒，而是更高一級(jí)的技術(shù)發(fā)展，這個(gè)酒是面少不了老酒的調(diào)味作用。

3.用戶和云計(jì)算應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員眼中的云計(jì)算

用戶眼中的云計(jì)算就是通過(guò)層層虛擬化后的一個(gè)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(gè)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(gè)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(jī)械電子虛擬化層去完成的工作。油門的踩下邏輯上對(duì)應(yīng)用速度的增加，方向盤的順時(shí)針運(yùn)動(dòng)邏輯上對(duì)應(yīng)于右轉(zhuǎn);而真實(shí)的物理過(guò)程卻是油門的踩下對(duì)應(yīng)給油量的增加，方向盤的順時(shí)針運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)汽車前輪的右偏。在這個(gè)比喻下用戶看到的云計(jì)算系統(tǒng)就是一個(gè)可以按自己目前使用習(xí)慣使用的一臺(tái)功能全面的邏輯計(jì)算機(jī)。

從云計(jì)算應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員的眼中看來(lái)云計(jì)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(yùn)行的，工作在不同邏輯層的開(kāi)發(fā)人員只負(fù)責(zé)自己這一層的應(yīng)用邏輯。如應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員要存儲(chǔ)一個(gè)文件只需要調(diào)用一個(gè)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(fù)責(zé)。應(yīng)用開(kāi)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(jì)算可以使我們對(duì)云計(jì)算的本質(zhì)有一個(gè)清晰的邏輯，虛擬化技術(shù)遠(yuǎn)比我們上面描述的框架復(fù)雜，云計(jì)算是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)但也面臨著巨大的技術(shù)壁壘，需要整個(gè)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(wèn)題，對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō)可能是一個(gè)戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)方向，需要從國(guó)家層面來(lái)解決產(chǎn)業(yè)鏈及協(xié)議棧的問(wèn)題。