云计算与虚拟化技术研究

李树波，罗　林，杨　艳

（）广州大学华软软件学院游戏系，广州从化５１０９９０

摘　要：随着互联网的发展，原有的网络计算模式已经不适应现有的飞速发展的信息通信产业的需要，ＩＣＴ产业迫切

需要一种新的网络计算模式来促进该产业的发展。基于多机和ＨＰ从广泛的意义Ｃ虚拟化的云计算随之孕育而生，

上讲，没有虚拟化就没有云计算。从多种服务器虚拟化的各种体系架构模型和云计算的基本原理，讨论了多种虚拟化技术和云计算的关系，分别分析了单机和多机虚拟机对云计算的贡献，对由虚拟化构建出的云计算的发展进行了探究。

关键词：云计算；虚拟化；网格计算；效用计算ＩＣＴ；

（）中图分类号：ＴＰ３９３　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２７８００２０１３００１０１４１０２－－－机器分为若干个机器使用，自ＶＭＷ得ａｒｅ技术出现之后，

１　云计算相关概念

从本质来看，云计算是一个软件概念，云计算的目标整合、挖掘、管理和高效利就是通过各种各样的软件技术，

用两极化发展的单机整机和多机整机硬件系统资源。从公众的角度来看，云计算就是网格计算、瘦客户端、负载均效用计算的混合体，是一种通过Ｉ衡、ｎｔｅｒｎｅｔ以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化资源的计算模式。

它可以把一台普通计算机或Ｐ到异常迅猛的发展，Ｃ模拟成同时运行多个操作系统的机器，如图１。早期的单机虚拟化应用主要是一台机器上模拟各种系统去做测试，在一、这对于需台ＰＣ机器上可以模拟ＭａｃＬｉｎｕｘ等不同平台，

要制作跨平台软件的小公司来说，无需配置那么多的测试机器，大大节约了成本及能耗；ＶＭＷａｒｅ也被用在各种数为不同的应用服务，以及用于据中心模拟各种ＯＳ环境，

）安全考虑的孤立环境（的建立。Ｊａｉｌ

２　云计算和虚拟化的关系

云计算是网络技术发展到一定阶段的产物，其核心在于网格计算，它通过整合离散的计算资源来形成一个统），一的基础计算设施（作为提供服务的主Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ然后通过效用计算，在这个庞大的资源池里，按使用资体，

源的多少进行收费。

由此看来，云计算研究的重点在于网络计算，本质就是计算机的虚拟化。虚拟化最初的目标是提高机器的使用效率，最常用的虚拟化技术可能是通用的ＯＳ系统都支持的虚拟内存技术，它使应用程序认为它拥有连续的可用而实际上，它通常是被分割为多个物理内存碎片，的内存，

在需要的时候进行数据交换。目前就虚拟化的研究与应虚拟化朝着两个方面发展：单机虚拟化（用来说，Ｓｉｎｌｅ－ｇ）和多机虚拟化（Ｓｓｔｅｍ　ＶｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎＭｕｌｔｉＳｓｔｅｍ　Ｖｉｒｔｕ－－ｙｙ

）。单机虚拟化是基于Ｈ把一个ａｌｉｚａｔｉｏｎｅｒｖｉｓｉｏｒ技术，ｙｐ

）基金项目：广州大学华软软件学院科研项目（ｋ２０１２１２ｙ

，，作者简介：李树波（男，硕士，广州大学华软软件学院游戏系讲师，研究方向为网络计算；罗林（男，广州大学华软软１９８４－）１９７４－）

，件学院游戏系讲师，研究方向为游戏动漫开发；杨艳（女，硕士，广州大学华软软件学院游戏系讲师，研究方向为遗１９８５－）传算法研究。图１　ＶＭＷａｒｅｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ实例　

由于以ＶＭＷａｒｅ为主的单机虚拟化在ＩＤＣ数据中心获得巨大的成功，所以，人们在讨论云计算的时候很容易把它和云计算混为一团。而实际情况是单机虚拟化和云在Ｇ计算并无直接关联，ｏｏｌｅ内部后台中运行着大部分ｇ的Ｌ所使用的虚ｉｎｕｘＰＣ或者ＲＩＳＣ　Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ服务器，　拟化技术并非是单机ＶＭＷ而是类似于ａｒｅ虚拟化技术，

）（和ＭＰＰＶＭ（ａｒａｌｌｅｌＶｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅＰＭａｓｓｉｖｅｌＰａｒａｌｌｅｌ　　ｐｙ　）那样的专用多机高性能集群（虚拟化技ＰｒｏｃｅｓｓｉｎＨＰＣ）ｇ

·１４２·软件导刊　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２０１３年

、术。同样，ＡｍａｚｏｎＭｉｃｒｏｓｏｆｔ、Ｙａｈｏｏ等大型企业也都是使用类似的多机虚拟化技术，让用户感觉是一台专用的计算机在为自己服务。多机虚拟化技术结合了基于网络的才能算是真正的云计算技术。分布式计算，

多机虚拟化技术是促使云计算发展的里程碑的技术之）技术，一。云计算是基于ＨＰＣ（ＨｉｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｍｕｔｅｒ　　ｇｐ它也是基于机群、集群技术，具体一些就是多机虚拟技术。在这里我们所说的多机其实是多系统，是分布式并行耦合的是把异构Ｏ即把不同的机多机系统，Ｓ虚拟化为同构的系统，以便于多机虚拟器虚拟化为运行在同一个ＯＳ版本的机器，化系统的管理及其他功能。为更好地支持云计算，许多单机虚拟化的厂商都在原有Ｈｅｒｖｉｓｏｒ虚拟化技术的基础上开ｙｐ

），即云计算操作系统（从而进军云计发多机虚拟机，ＣｌｏｕｄＯＳ　（）、算市场。典型的云计算市场有ＶＭＷ图２ａｒｅ的ｖＳｈｅｒｅ４ｐ。微软的ｏＶｉｒｔ系统和Ｇｏｏｌｅ的Ｈａｄｏｏｇｐ

组成群组，统一通过一个入口向外提供服务．

从另一个层面来看，虚拟化是一个接口封装和标准化的过程，封装的过程会根据不同的硬件会不同，通过封装为在虚拟容器里运行的程序提供适合的运行环和标准化，

境。这样，通过虚拟化技术，可以屏蔽不同硬件平台的差屏蔽不同硬件的差异所带来的软件兼容问题；通过异性，

可以将硬件的资源通过虚拟化软件再重新整虚拟化技术，

合后分配给软件使用。虚拟化技术实现了硬件无差别的这种方式很适合于部署在云计算的大规模应用中。封装，

但是虚拟化只是云计算中的重要技术之一，并非是云计算的所有，云计算技术中还包括分布式计算、效用计算等。但是，在当前云计算浪潮汹涌的态势下，各个地区都纷纷建其实只不过是将若干台计算机进行立了所谓的云计算中心，

虚拟化罢了，然后将虚拟化后的资源提供给用户使用，这种所谓的云计算实际上是不伦不类多台计算机虚拟化而已。

虚拟化的本质核心是摆脱硬件束缚，在各种硬件上部署形成统一的操作界面，类似于Ｊ虚拟化产品之后，ＶＭ或者是其实都是虚拟化技术的体现，从应用软件的Ｃ＃的主机托管，

跨平台，到硬件上的平台无关性，再到用户界面，都是一致标云计算恰恰相反，它是提供各种不准化的。对于这个方面，

同的平台来适应不同的界面，以满足不同的用户需求。

正是由于虚拟化拥有在软件层的封装和在硬件层的所以虚拟化技术能够成为众多云计算方案隔离这类特征，

中所采用的技术平台。但是虚拟化不能解决本地终端的计算问题，同时，虚拟化也不能实现将所有的计算都转移并非针到远程执行。但是虚拟化可以实现动态资源分配，对远程的计算机资源。将资源池里的计算资源当做本地它的本质是将计算资源来使用也是一种实用虚拟化技术，

资源池的资源进行本地化虚拟的过程，而且将计算资源本地化也需要虚拟化计算来重新分配资源。

图２　ＶＭＷａｒｅ的ｖＳｈｅｒｅ４体系结构ｐ

其中，最著名的机群技术当属ＣＯＷ（Ｃｌｕｓｔｅｒｏｆ　

），它属于ＭＰＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓＰ（ＭａｓｓｉｖｅｌＰａｒａｌｌｅｌＰｒｏｒｅｓｓ　－ｙｇ　

，，大规模并行处理）只不过它只是一种松耦合的ＭＰｉｎＰ，ｇ

而且它可以把机构内的所有机器都集群到一起。由于它采用了基于机群（技术，所以又叫做ＨＣｌｕｓｔｅｒｉｎＰＣｇ）（高性能机群系统。ＣＨｉｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｌｕｓｔｅｒｉｎＯＷ　　ｇｇ）系统中的计算节点主要都是闲置的计算资源，如办公室中的Ｐ都是采取普通的局域网进行联机的。这些工作Ｃ等，站点白天都是作为普通的工作站来使用的，但是大部分的网页浏览等工计算机都是处理文档编辑或者是收发邮件、

作，其实这些空闲的９０％的ＣＰＵ和内存都处在空闲状态，计算机资源是可以被充分利用的。这就是ＨＰＣ调度管理软件要处理的问题，使用ＣＯＷ把这些闲散的计算机资源的计算节点组成机群，通过网格计算、高度的多机虚拟化技术，把这些闲散的计算节点按照一定的组合方式组合起来，并提供一定限度的计算机资源给中央节点。从用户的角度看来，这些中央节点就类似一台超级高性能计算机了。这就是多机虚拟化技术，它把多机多系统的计算节点３　结语

虚拟化和云计算这两个概念是相辅相成的，确切来说，没有虚拟化就没有云计算。虚拟化在计算机发展历程中扮演了重要的角色，无论是大型机的单机多系统模拟，还是后都是计算机技术发来的多机虚拟化构建计算资源虚拟池，

展的重要里程碑。同时，多机虚拟技术也是云计算的重要技术之一，在计算机发展的过程中，虚拟技术协同其网格计）。效用计算等技术孕育出了云计算技术（图３算、

图３　云计算和虚拟化的发展变迁质保书远程打印技术在唐钢信息化中的应用

王彦查

（）唐钢中厚板材有限公司，河北唐山０６３６１０

摘　要：随着钢铁企业的不断发展，唐钢Ｅ产品销售由周边地区向全国扩展，客户对质保ＲＰ信息化系统的全面实施，

书的需求也越来越多，而传统的书面质保书存在传递慢、不灵活、成本高的缺点，一些客户在收到产品后，未能及时得到质量证明书，影响产品使用。因此，为提升唐钢质保管理信息化水平与提高客户优质服务，建立电子质保书系统迫在眉睫。该系统能全面覆盖产品正式质保书管理职能，以电子信息手段，协同客户共同创造效益。

关键词：钢铁企业；质保书；电子签名ＣＡ认证；

（）中图分类号：ＴＰ３９３　　　　　文献标识码：Ａ　　　　　文章编号：１６７２７８００２０１３００１０１４３０３－－－）（通过在电子商务平台实施Ｃ２Ａ认证和电子签名，

提升客户在使用唐钢电子商务平台时的安全性；确保电子质量证明书在网络传递过程中的数据完整；同时实现客户

质保书是企业产品质量符合相应技术标准的证明文件。这种证书对于生产商是产品的形象、技术的表述；对于客户，既是在使用过程中发生产品质量问题对生产商提又可以指导自己再加工生产。同时质保书出异议的凭证，

也是代表企业质量信誉的一个窗口，具有法律约束力。质保书管理采用统一格式、集中管理的原则，直接由质量部生成、确认。对于不同的客户，可能要求的性门负责设计、

能指标也有所不同，这就要求提供的质保书要灵活，能够达到不同的效果。在产品根据不同的需求进行动态配置，

出厂时根据发货的物料信息、合同信息，生成质保书格式，数据项目要求将出厂、销售、质量等系统的信息汇总在一起打印出质保书。质保书管理包括质保书预打印、正式质保书打印、质保书补打印、质保书备份管理等。

系统功能需求及流程如图１所示（图中灰色为电子质。保系统ＥＲＰ与电子商务实施范围）

）（质量证明书Ｐ１ＤＦ文件是经过数字签名的质量证明书文件。

（）质量证明书实体文件（与数据库中质２ＰＤＦ文件）

量证明书信息以及文件标识等内容进行关联并存储在数据库中。

（）质量证明书产制模块进行电子质保书产生、存储、３ＣＡ数字签名及人工上传处理。

（）质量证明书打印模块提供通过同光学水印接口产４生带光学水印防伪的正式质保书。和社会需要。

参考文献：

［］——技术、云计算—应用、标准和商业模式［北京：电子１Ｍ］．　周洪波．

工业出版社，２０１１．

［］］，（）云计算和虚拟化技术［２Ｊ．ＣｏｍｕｔｅｒＳｅｃｕｒｉｔ２０１１５．　张耀详．　ｐｙ［］］（）对云计算技术及应用的研究［电脑开发与应用，３Ｊ．２０１１３．　胡云．［］］（）郑啸．云计算研究现状综述［计算机科学，４Ｊ．２０１１３．　李乔，

（责任编辑：余　晓）

０　引言

对电子质量证明书的可验证性。

）（向客户提供电子质量证明书的查询、预览以及打３印功能，提升客户满意度同时降低唐钢质量证明书的相关成本。

２　系统流程及功能需求

１　系统设计主要目标

（）改善目前唐钢质量证明书的防伪能力，使唐钢的１

变造以及复制能力。质量证明书具有良好的防伪造、

　　云计算和虚拟化技术的相同点在于都是将不同的硬但是无论如何，虚拟化技术也件平台整合起来提供服务，

不能同云计算概念相提并论。毕竟从目前而言，云计算是虚拟化技术发展的最高阶段，它创造了一种全新的计算模、、、式，它创造的ＰａａＳＳａａＳＩａａＳＸａｓＳ模式颠覆了传统的软件使用模式、计算模式、资料服务模式，它所带来的一系列的计算机技术革新，需要更多科研人员去消化理解并致力于创新改进，使得云计算能够真正服务于当前的工业发展

，作者简介：王彦查（女，唐钢中厚板材有限公司工程师，研究方向为信息化及网络安全、软件开发。１９８３－）