资源虚拟化并行计算云计算基础架构的本质

来源：畅享博客作者：王帅

2010/7/11 11:11:57

kaiyun体育官方人口：目前计算领域正陷入于一场苦战中，困境是待处理数据爆炸式增长与当今机器存储能力和计算能力不足之间的矛盾。

云计算是近来最为热门的IT技术，也被认为是互联网乃至IT行业的未来发展趋势，产业规模预计达到千亿美元。现在所有技术分析师、杂志、厂商和会议都在对此议论纷纷。对于这个IT业界最热门的话题，企业关心的是如何以更加务实的方式迈向云计算。而作为开发者，我们更关注的是云计算的基础架构是什么？以及其有什么具体特点。

云计算基础架构本质：资源虚拟化的并行计算

目前计算领域正陷入于一场苦战中，困境是待处理数据爆炸式增长与当今机器存储能力和计算能力不足之间的矛盾。由于待处理数据越来越多，多到了很难在一台或有限数目的存储服务器内存储，而且更无法由一台或数目有限的计算服务器就能处理这样的海量数据。因此，如何存储并计算这些海量数据成为了IT业界最热门的话题之一。

云计算是一种计算模式，代表了在某种程度上共享资源进行设计、开发、部署、运行应用，以及资源的可扩展收缩和对应用连续性的支持。目前大部分的云计算基础构架是由用户终端向数据中心传送可申请服务的网络，以及建立在服务器上的不同层次的虚拟化技术组成的，使到人们可以在任何有提供网络基础设施的地方使用这些服务。因此，云的基本概念是通过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再由多部服务器所组成的庞大系统搜索、计算分析之后将处理结果回传给用户终端。通过这项技术，远程的服务供应商可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级电脑”同样强大效能的网络服务。

你可能会说，这不正是分布计算的概念吗？没错，云计算可以说是分布计算、并行计算、网格计算等一脉相承的技术路线，甚至可以说它们的基因是相同的。但它们给人的外貌是不同的，它们在技术架构上是有差异的。简单的说，云计算是经过商业包装的名词，它为分布存储和分布计算找到了盈利模式。从概念上讲，可把云计算看成是“存储云+计算云”的有机结合，即“云计算=存储云+计算云”。存储云的基础技术是分布存储，而计算云的基础技术是分布计算，更准确说在是并行计算。

因此，云计算的基础架构首先是要确保能实现并行计算。并行计算的作用是将大型的计算任务拆分，然后再派发到云中的各个节点进行分布式的并行计算，最终再将结果收集后统一处理。如果说云计算是并行计算的升华的话，那么云计算基础架构更在另一个层面上有更大的进步：计算资源虚拟化。简单的说，就是计算云中的所有计算资源都被看成一个可分配和回收的计算资源池，用户可根据自己的实际需求申请相应的计算资源。这种资源虚拟化得益于近来兴起的虚拟机技术，采用虚拟机实现资源的虚拟化，避免了硬件异构的特性。即无论什么样的硬件机器攒在一起，其计算资源都可被量化到计算资源池中，并被动态分配和动态调整。动态调整是指不需要重新启动系统就可调整资源大小，这是虚拟化技术的最大用处之一。这种虚拟化和我们在自己机器上安装的虚拟机所采用的虚拟化技术大同小异，其不同之处在于个人用户的使用模式是将一台物理机器的资源虚拟化成多份，以使得其能同时启动多个操作系统；而云中的虚拟化技术是将多个物理机器的资源虚拟化成一个大的资源池，让用户感觉是在使用一个巨大资源的机器。

从这个角度而言，云计算不是新技术，而是新的资源利用模式。我们可以把云计算看作是前代计算模式(比如网格计算、透明计算、效用计算)的阶段升级。云计算的实质是一种基础架构管理的方法论，是把大量的计算资源组成IT资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用。在云计算环境下，所有的计算资源，比如说服务器能够动态地从硬件基础架构上增减，以适应工作任务的需求。所以，云计算最真实完整的基础架构是一个由多种产品和服务集成起来的端到端的解决方案。云计算基础架构的本质是通过整合、共享和动态的硬件设备供应来实现IT投资的利用率最大化。因此，计算云的基础架构的本质可以看成是：并行计算+资源虚拟化。

责编：姜玲