虚拟化技术在计算机系统中的渗透

1、    虚拟化技术在计算机系统中的渗透    摘要：随着计算机技术在社会的广泛普及，虚拟化技术也开始应用于计算机系统之中，它解决了计算机系统中的一些问题，拓展了计算机系统的内容，也使计算机系统的运行速度有了极大的提升，成为了一个变革性的技术，它对于计算机系统的资源利用和安全运行提供了有力的技术支撑，在建构高性能计算机系统的过程中，发挥了最大的应用效能。关键词：虚拟化技术 计算机系统 应用：tp393 ：a ：1007-9416（2016）10-0236-01虚拟化技术涉及的面较广，诸如：网络虚拟、存储虚拟、服务器虚拟、应用程序虚拟等，它借助于抽象层将物理

2、硬件与计算机操作系统相分隔，从而可以实现更为高效的it资源利用率，极大地增强了计算机系统的灵活性和便捷性，它可以对计算机硬件进行扩容，对计算机软件进行配置优化，从而全面提升计算机系统的元件运行功能，实现计算机系统的全面变革与提升。1 虚拟化技术在计算机系统中的应用类型虚拟化技术应用于计算机服务器系统中，可以快速对计算机系统中的文件加以保存、复制，服务器虚拟化的应用原理如图1所示。目前，虚拟化技术应用于计算机系统中的类型主要分为以下几种：（1）完全虚拟化。这是基于hypervisor软件的虚拟化技术，它通过捕获cpu指令，在裸硬件上运行，成为了一个具有主机操作系统功能的抽象层，它将操作系统直接安

3、装于虚拟服务器之上，使其完全虚拟化。（2）准虚拟化。它不具有主机操作系统功能，只是在客户操作系统的核心层面作了改动，与hypervisor协同运行，适合于开源操作系统，如：bsd、linux，而不适用于windows专用操作系统。（3）操作系统层虚拟化。它的服务器是相互独立的状态，没有独立的hypervisor层，只是在多个虚拟服务器之间进行资源的分配，它们必须运行于同一个操作系统之中，速度性能较高，而灵活性较差。（4）硬件虚拟化。这是深入到处理器级虚拟化的输入/输出技术，它将一些内存管理功能转移到了软件cpu微代码之中，并将虚拟硬件仿真内容转移到了硬件之中。在上述虚拟化技术应用的过程中，实现

4、了六大技术性能：（1）形成虚拟资源池的软件独立环境；（2）实现了隔离运行，使多个虚拟机在隔离的状态下互不影响和干扰。（3）封装抽象化性能。计算机操作系统和应用在被封装成虚拟机的前提之下，得以实现对文件的备份、移动和复制。（4）硬件独立化，提供了虚拟機自由移动的良好平台。（5）兼容性高，可以支持多种不同的操作系统。（6）依循标准化接口的要求。2 虚拟化技术在计算机存储系统中的渗透和应用计算机的传统存储系统主要是服务器或pc的直连方式，它归属于私有存储， 不利于计算机系统的集中统一管理、信息数据共享与扩展等管理，降低了计算机存储性能，因而，可以融入虚拟化技术，通过虚拟卷映射、流数据定位、数据快照等

5、技术，通过对众多异构的存储设备的屏蔽，提供统一而简单的访问方式，实现对计算机存储的统一管理和优化，解决不可预见的持续膨胀式存储增长的需求。这种虚拟化技术在存储系统中的渗透和应用主要体现于三个层次：（1）基于主机的虚拟化。它是嵌入到主机操作系统之中，无须特殊的硬件，只需要安装带有虚拟化功能的软件，即可以实现设备虚拟化，通过逻辑卷的方式，将物理存储设备映射为统一的逻辑性存储虚拟空间，实现多机间的存储共享。（2）基于存储设备的虚拟化。这是将虚拟化的逻辑集成于物理设备之中，呈现直接、简单、透明的存储虚拟化管理状态，然而，这种技术还欠缺标准化和统一性，只适用于特定产品，而对于异构产品之间，则难以实现存储

6、级联，使其存储的可扩展性降低。（3）基于网络的存储虚拟化。这是当前主流的存储虚拟化技术，主要有网络附加存储和存储区域网络两种技术，它们基于体系框架、通信协议、数据管理的不同而提供不同的存储技术，例如：nas采用的是以文件存储共享为前提的虚拟化技术；san采用的是以数据库应用为前提的虚拟化技术。3 虚拟化技术在高性能计算机系统中的渗透和应用虚拟化技术被成功地应用于高性能计算机系统之中，并从以下几个方面进行了渗透：3.1 对异构资源的有效整合虚拟化技术启动了异构资源整合计划，它应用于高性能计算机系统之中，运用自适应超级计算的整合方式，将计算机的异构资源进行集成，集成标量、向量、多线程等计算技术，使

7、节点层的异构处理技术更为透明，从而满足高性能计算机的应用程序处理功能。3.2 优化计算机系统的资源管理虚拟化技术采用模块化的方法，建构一个虚拟化集群系统框架，运用多项技术，实现对资源的管理，如：vmmbypass i/o技术；定制os技术，它们支持虚拟化集成管理模块的作业运行要求，实现对物理资源的有效调度。3.3 主动容错机制在高性能计算机系统不断扩张的态势下，传统的容错技术已经无法满足高性能计算机的需求，而基于虚拟化技术的主动容错系统机制，则可以通过智能平台管理接口，对节点失效状态进行实时的监测，并启动容错机制，使其正常。总之，虚拟化技术正在不断深入到计算机系统的应用领域之中，为计算机系统提供有效的支撑，在逐步构建虚拟应用开发环境的条件下，正成为当前计算机存储虚拟化的主流技术，也必将推动高性能计算机系统向多层次、多粒度的异构化方向进一步提升。参考文献1张雯.云计算数据中的虚拟化技术的应用研究j.工业设计，2015（10） .2宁尚明