我們平時(shí)一直在口頭談起的“云計(jì)算”和“虛擬化”究竟指的是什么呢?

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，云計(jì)算是一個(gè)概念，而不是具體技術(shù)。虛擬化是一種具體技術(shù)，指把硬件資源虛擬化，實(shí)現(xiàn)隔離性、可擴(kuò)展性、安全性、資源可充分利用等特點(diǎn)的產(chǎn)品。

　　CPU虛擬化的技術(shù)包括Intel的VT-x，AMD的AMD-V。虛擬化的軟件有VMWare，Hyper-V，Xen，KVM，OpenVZ等

　　目前云計(jì)算，大多是依賴虛擬化，通過(guò)把多臺(tái)服務(wù)器實(shí)體虛擬化后，構(gòu)成一個(gè)資源池，實(shí)現(xiàn)共同計(jì)算，共享資源。也就是現(xiàn)在所謂“云計(jì)算”，其實(shí)這個(gè)詞提出來(lái)之前，過(guò)去的“服務(wù)器集群”就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這些功能了，只不過(guò)沒(méi)有現(xiàn)在那么先進(jìn)而已。

　　那么,虛擬化技術(shù)與現(xiàn)流行的大數(shù)據(jù)Hadoop技術(shù)有什么區(qū)別,解決的是一類問(wèn)題么?

　　虛擬化主要解決資源利用率，資源提供的自動(dòng)擴(kuò)展。有服務(wù)器(compute)虛擬化(kvm/xen/lxc等)，存儲(chǔ)虛擬化，網(wǎng)絡(luò)虛擬化。原來(lái)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器整合就利用了大量的虛擬化。現(xiàn)在的云計(jì)算模式也以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，特別是IAAS層。但云計(jì)算本質(zhì)是效用計(jì)算，按需付費(fèi)，因此SAAS也可以不基于虛擬化來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　Hadoop就是用來(lái)解決google類似的大數(shù)據(jù)的分析引入的計(jì)算框架。(mapreduce和分布式存儲(chǔ))。你可以把這些東西放在虛擬化環(huán)境里的。

　　虛擬化技術(shù)是否都適用于并行計(jì)算,分布式大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索?

　　這里得區(qū)分是“什么的”虛擬化。如上，有服務(wù)器虛擬化，存儲(chǔ)虛擬化，網(wǎng)絡(luò)虛擬化。現(xiàn)在流行軟件定義網(wǎng)絡(luò)，軟件定義存儲(chǔ)，廣義的說(shuō)，這也算是虛擬化技術(shù)的應(yīng)用。

　　并行計(jì)算是一種計(jì)算模式。可以基于虛擬化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。lerlang就是采用vm的方式來(lái)表示多進(jìn)程。但是也可以在硬件上實(shí)現(xiàn)。

　　虛擬化技術(shù)和云計(jì)算這兩個(gè)概念對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的問(wèn)題是不同的。

　　虛擬化技術(shù)(尤其是桌面虛擬化)，主要的目的是：

　　提高硬件資源的利用率。

　　提高運(yùn)維、管理的效率。

　　云計(jì)算(尤其是Hadoop)的主要目的是：

　　在合理的時(shí)間內(nèi)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出背后的規(guī)律和趨勢(shì)。

　　對(duì)于這種概念，最忌諱的就是死記硬背，因?yàn)槟菢幽愫芸炀蜁?huì)被一堆的專有名詞、英文縮寫(xiě)所淹沒(méi)。

　　云計(jì)算是一種服務(wù);虛擬化和分布式系統(tǒng)都是用來(lái)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　云計(jì)算通常可能從兩個(gè)方面理解：

　　一是將IT作為一種服務(wù)的業(yè)務(wù)模式，如AWS、阿里云，其目標(biāo)是讓IT未來(lái)像水和電一樣隨時(shí)隨地、簡(jiǎn)單方便的使用，并按使用量收費(fèi);

　　二是IT自身的一種演進(jìn)和優(yōu)化，其目標(biāo)是提高效率和降低成本，或者說(shuō)用一種成本可接受的方式解決越來(lái)越復(fù)雜的業(yè)務(wù)問(wèn)題，例如海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析、超高并發(fā)訪問(wèn)(如雙11或12306)等。

　　云計(jì)算可以理解為一種租借式的服務(wù)，即你可以對(duì)IT系統(tǒng)內(nèi)部的原理什么都不懂，也不需要買(mǎi)到手，但是隨時(shí)可以使用公共的IT資源為自己服務(wù)，比如baidu，比如QQ，比如163郵箱。

　　虛擬化作為一種技術(shù)，可以幫助云計(jì)算實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)：資源分配更加靈活、資源利用率更高。同時(shí)技術(shù)成熟、對(duì)上層應(yīng)用也基本不影響，因此被廣泛使用，甚至在很多時(shí)候虛擬化成為了云計(jì)算的代名詞。

　　簡(jiǎn)單講解之后，下面我們來(lái)深入了解一下云計(jì)算：

　　云計(jì)算 (cloud computing)是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種比喻說(shuō)法。過(guò)去在圖中往往用云來(lái)表示電信網(wǎng)，后來(lái)也用來(lái)表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。因此，云計(jì)算甚至可以讓你體驗(yàn)每秒10萬(wàn)億次的運(yùn)算能力，擁有這么強(qiáng)大的計(jì)算能力可以模擬核爆炸、預(yù)測(cè)氣候變化和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。用戶通過(guò)電腦、筆記本、手機(jī)等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進(jìn)行運(yùn)算。

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　　云計(jì)算的特點(diǎn)：

　　(1) 超大規(guī)模

　　“云”具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，Google云計(jì)算已經(jīng)擁有100多萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器， Amazon、IBM、微軟、Yahoo等的“云”均擁有幾十萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器。企業(yè)私有云一般擁有數(shù)百上千臺(tái)服務(wù)器。“云”能賦予用戶***的計(jì)算能力。

　　(2) 虛擬化

　　云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應(yīng)用服務(wù)。所請(qǐng)求的資源來(lái)自“云”，而不是固定的有形的實(shí)體。應(yīng)用在“云”中某處運(yùn)行，但實(shí)際上用戶無(wú)需了解、也不用擔(dān)心應(yīng)用運(yùn)行的具體位置。只需要一臺(tái)筆記本或者一個(gè)手機(jī)，就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們需要的一切，甚至包括超級(jí)計(jì)算這樣的任務(wù)。

　　(3) 高可靠性

　　“云”使用了數(shù)據(jù)多副本容錯(cuò)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)同構(gòu)可互換等措施來(lái)保障服務(wù)的高可靠性，使用云計(jì)算比使用本地計(jì)算機(jī)可靠。

　　(4) 通用性

　　云計(jì)算不針對(duì)特定的應(yīng)用，在“云”的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用，同一個(gè)“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。

　　(5) 高可擴(kuò)展性

　　“云”的規(guī)模可以動(dòng)態(tài)伸縮，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長(zhǎng)的需要。

　　(6) 按需服務(wù)

　　“云”是一個(gè)龐大的資源池，你按需購(gòu)買(mǎi);云可以像自來(lái)水，電，煤氣那樣計(jì)費(fèi)。

　　(7) 極其廉價(jià)

　　由于“云”的特殊容錯(cuò)措施可以采用極其廉價(jià)的節(jié)點(diǎn)來(lái)構(gòu)成云，“云”的自動(dòng)化集中式管理使大量企業(yè)無(wú)需負(fù)擔(dān)日益高昂的數(shù)據(jù)中心管理成本，“云”的通用性使資源的利用率較之傳統(tǒng)系統(tǒng)大幅提升，因此用戶可以充分享受“云”的低成本優(yōu)勢(shì)，經(jīng)常只要花費(fèi)幾百美元、幾天時(shí)間就能完成以前需要數(shù)萬(wàn)美元、數(shù)月時(shí)間才能完成的任務(wù)。

　　云計(jì)算可以徹底改變?nèi)藗兾磥?lái)的生活，但同時(shí)也要重視環(huán)境問(wèn)題，這樣才能真正為人類進(jìn)步做貢獻(xiàn),而不是簡(jiǎn)單的技術(shù)提升。

　　(8) 潛在的危險(xiǎn)性

　　云計(jì)算服務(wù)除了提供計(jì)算服務(wù)外，還必然提供了存儲(chǔ)服務(wù)。但是云計(jì)算服務(wù)當(dāng)前壟斷在私人機(jī)構(gòu)(企業(yè))手中，而他們僅僅能夠提供商業(yè)信用。對(duì)于政府機(jī)構(gòu)、商業(yè)機(jī)構(gòu)(特別像銀行這樣持有敏感數(shù)據(jù)的商業(yè)機(jī)構(gòu))對(duì)于選擇云計(jì)算服務(wù)應(yīng)保持足夠的警惕。一旦商業(yè)用戶大規(guī)模使用私人機(jī)構(gòu)提供的云計(jì)算服務(wù)，無(wú)論其技術(shù)優(yōu)勢(shì)有多強(qiáng)，都不可避免地讓這些私人機(jī)構(gòu)以“數(shù)據(jù)(信息)”的重要性挾制整個(gè)社會(huì)。對(duì)于信息社會(huì)而言，“信息”是至關(guān)重要的。另一方面，云計(jì)算中的數(shù)據(jù)對(duì)于數(shù)據(jù)所有者以外的其他用戶云計(jì)算用戶是保密的，但是對(duì)于提供云計(jì)算的商業(yè)機(jī)構(gòu)而言確實(shí)毫無(wú)秘密可言。所有這些潛在的危險(xiǎn)，是商業(yè)機(jī)構(gòu)和政府機(jī)構(gòu)選擇云計(jì)算服務(wù)、特別是國(guó)外機(jī)構(gòu)提供的云計(jì)算服務(wù)時(shí)，不得不考慮的一個(gè)重要的前提。

　　講完了云計(jì)算，我們?cè)賮?lái)好好說(shuō)說(shuō)虛擬化。

　　虛擬化是指通過(guò)虛擬化技術(shù)將一臺(tái)計(jì)算機(jī)虛擬為多臺(tái)邏輯計(jì)算機(jī)。在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)邏輯計(jì)算機(jī)，每個(gè)邏輯計(jì)算機(jī)可運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。

　　虛擬化使用軟件的方法重新定義劃分IT資源，可以實(shí)現(xiàn)IT資源的動(dòng)態(tài)分配、靈活調(diào)度、跨域共享，提高IT資源利用率，使IT資源能夠真正成為社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)于各行各業(yè)中靈活多變的應(yīng)用需求。

　　它是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)，是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，是一個(gè)為了簡(jiǎn)化管理，優(yōu)化資源的解決方案。如同空曠、通透的寫(xiě)字樓，整個(gè)樓層沒(méi)有固定的墻壁，用戶可以用同樣的成本構(gòu)建出更加自主適用的辦公空間，進(jìn)而節(jié)省成本，發(fā)揮空間***利用率。這種把有限的固定的資源根據(jù)不同需求進(jìn)行重新規(guī)劃以達(dá)到***利用率的思路，在IT領(lǐng)域就叫做虛擬化技術(shù)。

　　虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺(tái)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。

　　虛擬化技術(shù)與多任務(wù)以及超線程技術(shù)是完全不同的。多任務(wù)是指在一個(gè)操作系統(tǒng)中多個(gè)程序同時(shí)并行運(yùn)行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，而且每一個(gè)操作系統(tǒng)中都有多個(gè)程序運(yùn)行，每一個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行在一個(gè)虛擬的CPU或者是虛擬主機(jī)上;而超線程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來(lái)平衡程序運(yùn)行性能，這兩個(gè)模擬出來(lái)的CPU是不能分離的，只能協(xié)同工作。

　　目前來(lái)講虛擬化主要常用兩個(gè)核心技術(shù)：服務(wù)器虛擬化，與應(yīng)用虛擬化。

　　目前來(lái)講分布式系統(tǒng)主要用到的兩個(gè)核心技術(shù)：分布式存儲(chǔ)，與分布式計(jì)算。

　　我認(rèn)為對(duì)虛擬化技術(shù)***的定義就是可以讓IT系統(tǒng)的物理拓?fù)鋱D與邏輯拓?fù)鋱D無(wú)關(guān)，即解耦。

　　我們暫時(shí)以商用虛擬化系統(tǒng)vmware舉例

　　為了實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣怦睿龅?**點(diǎn)就是讓一臺(tái)機(jī)器可以同時(shí)跑多個(gè)操作系統(tǒng)，即虛擬機(jī)，而且虛擬機(jī)還可以在物理機(jī)間來(lái)回轉(zhuǎn)移，高可用，這樣我們的操作系統(tǒng)就從物理機(jī)上徹底解放出來(lái)了，你可以把同一個(gè)虛擬機(jī)隨時(shí)放到其他物理機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件的高效資源利用，和系統(tǒng)的高度靈活，解除了大量人工勞動(dòng)，便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的方便管理，這種就是服務(wù)器虛擬化(vSphere)。

　　光系統(tǒng)分開(kāi)還不行，你有時(shí)還需要各種方式訪問(wèn)虛擬機(jī)系統(tǒng)，于是你就會(huì)是用遠(yuǎn)程桌面等方式去訪問(wèn)這些后臺(tái)的虛擬機(jī)，這種就是應(yīng)用虛擬化(view)。

　　當(dāng)然還有網(wǎng)絡(luò)虛擬化，存儲(chǔ)虛擬化等各種其他虛擬化技術(shù)正在慢慢成長(zhǎng)，不過(guò)相對(duì)于前兩者無(wú)論是商用還是開(kāi)源，都還不太成熟，暫不討論。

　　我認(rèn)為對(duì)分布式系統(tǒng)比較合適的定義是把所有IT資源看成為一個(gè)整體來(lái)使用，而不是去獨(dú)立的看某個(gè)機(jī)器某個(gè)系統(tǒng)，即資源池。

　　我們暫時(shí)以開(kāi)源Hadoop為例

　　為實(shí)現(xiàn)將IT資源變成整體，它要做到的***點(diǎn)就是將一個(gè)巨大的文件拆開(kāi)放在多個(gè)地方，你可以用一大堆很普通的計(jì)算機(jī)用網(wǎng)絡(luò)連在用來(lái)存放這一個(gè)巨型文件，這樣即使很多很小硬盤(pán)的機(jī)器也可以通過(guò)連在一起當(dāng)成一個(gè)很大的存儲(chǔ)空間來(lái)用，這種就是分布式存儲(chǔ)(HDFS)。

　　光文件存放合在一起不行，計(jì)算能力也要合在一起，所以它還要滿足一個(gè)任務(wù)分給多個(gè)物理機(jī)來(lái)處理，這樣即便一堆老破電腦，通過(guò)這種方式連在一起，只要足夠多，也能當(dāng)超級(jí)計(jì)算機(jī)用，這種就使分布式計(jì)算(MapReduce)。

　　當(dāng)然Hbase等其他的技術(shù)也在逐漸成熟，總的來(lái)講都是為了解決建立巨型資源池需要的技術(shù)。

　　由此可以看出虛擬化主要是把大塊拆成小塊兒，分布式系統(tǒng)主要是把小塊組合成大塊兒，IT資源經(jīng)過(guò)這樣的揉碎再組合，變成了一個(gè)十分靈活的系統(tǒng)，在這幾個(gè)基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，在通過(guò)某種調(diào)度和經(jīng)營(yíng)，就可以實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的服務(wù)模式了。

　　***說(shuō)句題外話，基本上所有你搞不懂的技術(shù)術(shù)語(yǔ)、專有名詞背后，都會(huì)有一個(gè)不是技術(shù)領(lǐng)域的需求，這個(gè)需求才是你需要首先了解的“根本性需求”，而只有你認(rèn)識(shí)到這些“非技術(shù)領(lǐng)域”的問(wèn)題(或者叫需求)，才能算是對(duì)這個(gè)領(lǐng)域真正開(kāi)始入門(mén)了。執(zhí)著于純技術(shù)層面，其實(shí)無(wú)法真正的解決問(wèn)題。