云计算技术及其应用

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   1 云计算的核心技术
  云计算主要基于资源虚拟和分布式并行架构两大核心技术，同时互联网上有大量的开源软件为用户提供支撑，如Xen、KVM、Lighttpd、Memcached、Nginx、Hadoop、Eucalytus等。云计算技术有效地节约了云服务商的硬件投入、软件开发成本和维护成本。
虚拟化技术最早由VMware公司引入并在X86 CPU上实现。虚拟化平台将服务器虚拟为多个性能可配的虚拟机(VM)，对整个集群系统中所有VM进行监控和管理，并根据实际资源使用情况对资源池灵活分配和调度。
分布式并行架构是云计算的另一个核心技术，用于将大量的机器整合为一台超级计算机，提供海量的数据存储和处理服务。整合后的超级计算机通过分布式文件系统、分布式数据库和MapReduce技术，提供海量文件存储、海量结构化数据存储和统一的海量数据处理编程方法和运行环境[1-3]。
2 虚拟化技术
虚拟化技术主要分为两个层面：物理资源池化和资源池管理。其中物理资源池化是把物理设备由大化小，将一个物理设备虚拟为多个性能可配的最小资源单位；资源池管理是对集群中虚拟化后的最小资源单位进行管理，根据资源的使用情况和用户对资源的申请情况，按照一定的策略对资源进行灵活分配和调度，实现按需分配资源。
2.1 物理资源的池化
物理硬件设备的虚拟化对象包括服务器、存储、网络、安全等多个方面，不同的虚拟化技术从不同角度解决系统的各种问题。
(1)服务器虚拟化
服务器虚拟化对服务器进行资源虚拟和池化，将一台服务器虚拟为多个同构的虚拟服务器，同时对集群中的虚拟服务器资源池进行管理。
(2)存储虚拟化
存储虚拟化主要是对传统的存储区域网络(SAN)、网络附加存储(NAS)设备进行异构，将存储资源按类型统一集中为一个大容量的存储资源，并将统一的存储资源通过分卷、分目录的权限和资源管理方法进行池化，然后将虚拟存储资源分配给各个应用使用，或者是直接分配给最终用户使用。
(3)网络虚拟化
网络虚拟化将一个物理网络节点虚拟成多个虚拟的网络设备(交换机、负载均衡器等)，并进行资源管理，配合虚拟机和虚拟存储空间为应用提供云服务。
2.2 资源池的管理和使用
资源池由云管理平台实现统一的管理、调度和监控，涉及云平台的合理使用和维护管理。云管理平台共分为4个管理层面，分别为：设备的管理、虚拟资源的管理、服务的管理和租户管理。
(1)设备管理
设备管理为云计算平台的硬件设备提供管理和告警功能，主要包括系统管理员在日常的维护工作中查询各物理设备性能情况，并对如应用服务器的CPU使用率、内存使用率、硬盘使用率、网络接口使用率、存储设备的空间使用率、IO情况等关键指标进行监控。用户可以根据应用物理设备的实际配置，设置相应的监控阈值，系统会自动启动对相应指标的监控并报警。

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