虚拟化在混合云中的应用研究

虚拟化在混合云中的应用研究

混合云的介绍

混合云的概念

混合云是私有云与公有云服务的结合，两个环境之间有一个或多个连接点。其目标是创建一个管理良好的混合云管理环境，结合来自各种云计算模式的服务和数据，建立一个统一、自动化和管理良好的计算环境。

混合云的管理

在混合云环境中，管理层的角色和职责是复杂的。使用来自不同提供商的软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）、业务流程即服务（BPaaS）和基础设施即服务（IaaS）的企业，可能需要扮演多种角色，包括既作为云的消费者，也作为云的提供商。管理和保护这些云服务的责任重叠，并且通常在不同的参与者之间共享。

混合云的模式

混合云是一个私有和公共服务一起使用以创造价值的环境。

在下列情况下云计算是混合云模式：如果一家公司使用一个公共的开发平台，将数据发送到基于私有云或数据中心的应用，云计算是混合模式；当一家公司利用一些SaaS应用，并在私有云和数据中心资源之间移动数据，云计算是混合云模式；当一个业务流程被设计为一个服务，使它可以连接到看起来是一个单一环境的多个环境中，云计算是混合云模式。

虚拟化的介绍

虚拟化的定义

虚拟化是使用计算机资源模仿其他计算机资源或整个计算机系统的过程。虚拟化将资源和服务与底层物理交付环境分开，使用它可以在单一的物理系统中创建多个虚拟系统。

虚拟化的特点

虚拟化的主要推动力是整合服务器，为企业提供效率和潜在的成本节约。虚拟化有三个特点，使其成为混合云的理想选择。

分区：在虚拟化中， 通过分配可用资源，许多应用和操作系统都在单一的物理系统中支持。

隔离：每个虚拟机在其宿主物理系统中与其他虚拟机隔离。由于这种隔离，如果一个虚拟实例崩溃，不会影响其他的虚拟机。此外，数据不在虚拟器之间共享。

封装：虚拟机可以被表示为单个的文件，所以用户可以根据所提供的服务，很容易识别它。例如，被封装的过程可以是业务服务。这种封装的虚拟机可以作为完整的实体，被提交给应用。因此，封装可以保护每一个应用，使它不会干扰另外的应用。

企业采用服务器虚拟化的原因

企业采用虚拟化技术可以帮助企业整合基础设施，带来大量商业利益，降低维护大量服务器的费用。下面将深入介绍这些好处。

整合效率：将物理服务器迁移到虚拟机，减少物理服务器的数量和与维护的费用。虚拟化提高了数据中心的空间利用率，而在应用方面有助于消除应用的兼容性问题，因为应用被隔离在虚拟机里。

降低费用：将服务器虚拟化和整合相结合，提升了资源利用率，整合的数据中心降低了功耗要求，较小的能源消耗降低了费用。

更快的服务器调配：企业可以开发一个标准的“最佳”虚拟服务器构建，可以根据需要在多台服务器上推出。

增加可用性：虚拟化的服务器往往提供在物理服务器上没有的功能。包括分布式资源调度、实时迁移、容错、它们有助于保持服务器运行。

业务连续性/灾难恢复：虚拟化抽象了底层硬件的要求，它可以帮助灾难恢复，因为，在灾难发生时，不必担心手头上是否有正需要的机器。更少的服务器带来的费用节约也意味着更多的钱可用于灾难恢复计划。

服务器虚拟化在混合云中的应用

混合云是放在虚拟化服务器的基底之上，这是一项基础性技术。当构建云基础设施时，一般把它作为动态分配或调配的分布式环境。虚拟化使这个分布式环境成为可能，虚拟化在服务器层次最有实质性。

管理虚拟化

管理基础结构将成为混合云中的关键。事实上，当虚拟化被用于云计算时，在数据中心使用的管理软件很可能会不合格。在管理虚拟化时，服务提供商必须能够做到以上几点。第一点是认识和了解所有网络元素之间的关系；第二点是当领域中的元素变化时，能够动态改变；第三点是将虚拟资源放在与在配置管理数据库中的所有其他信息不远的地方。

处理基础问题

管理虚拟环境涉及基础性问题，它们决定了各组成部分如何作为一个系统完美运行。基础必须在公共云和私有云之间同步。管理层需要了解如何处理以下几点。第一点是许可证管理，许多许可协议将许可费用绑定到物理服务器，而不是虚拟服务器上，在虚拟环境中使用相关的软件之前解决这些许可证问题。第二点是服务水平，因为环境本身更加复杂，衡量、管理和维护服务水平可能变得更加复杂。当公共云被加入到组合中，云用户负责内部虚拟化的环境和云中的环境建立服务水平。第三点是网络管理，它的真正目标变成了虚拟网络，可能比物理网络更难以管理。第四点是容量规划，使用虚拟化技术，对硬件采购有更多的控制权，并可以相应地规划网络资源。

调配软件

调配软件可以让用户手动调整虚拟化的环境。使用调配软件可创建新虚拟机并修改现有的虚拟机，增加或减少资源。调配软件可将正在运行的虚拟机从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器；可以在另一台物理服务器上自动重启发生故障的虚拟机；可以在不同的物理服务器上聚类或分组虚拟机。总之，在混合云环境中，必须确保云提供商以一致的方式提供调配软件，并且可以与企业内部资源共同工作。

硬件调配

使用虚拟化不必将安装新的硬件和实例化新的应用连接在一起。现在，可以添加一台服务器到资源池中，使它能够运行虚拟机。此后，这些虚拟机在它们被需要时都准备好，当用户添加新的应用，云数据中心管理员使用户能够配置它运行在虚拟机上，云计算的一个主要好处是能够快速而有效地从IaaS提供商提取额外的硬件资源。

安全问题

使用虚拟机将运行混合云环境的企业IT安全性复杂化了。主要体现在以下几个方面的安全问题。

边界安全：在混合云中，数据中心不再是可以保护的单一实体。现在必须要关注边界安全性。

虚拟机管理程序的安全性：就像操作系统可能遭到攻击，黑客也可以控制虚拟机管理程序。如果黑客控制了虚拟机管理程序，他就控制了虚拟机管理程序控制的一切，因此可能造成很多损害。虚拟机管理程序不应该有可被黑客访问的外部访问端口，并且应该尽可能对网络是不可见的。它不应该经常打补丁。

存储安全：数据被写入到本地存储设备，然后被重新分配到另一台虚拟机的过程中，如果没被清理，数据泄漏可能发生。

配置和变更管理：如果软件被锁定在虚拟镜像中，在虚拟机上简单地更改软件配置或打补丁变得更加复杂。在虚拟世界里不再有固定的静态IP地址，可以更新配置。

网络监测：当前的网络防御基于物理网络。在虚拟化的环境中，网络不再是物理的；其配置实际上可以动态改变，这使网络监测变得困难。要解决这个问题，必须有可以监测虚拟网络的软件产品。

容量规划：容量规划是指，估计在一段时间内将需要多少计算机硬件、软件、网络基础设施和空间。尽管在数据中心进行容量规划意味着很多的预测，因为云的弹性，云计算模式中的容量规划在理论上比较容易。然而，这并不意味着不应该做规划。企业还需要对什么样的工作负载将在哪里发生，性能将会是什么样的，有一些想法，否则，虽然用户认为可能有无限的资源，但最终会发现没有，或者说成本变得无法控制。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.21.039