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IaaS的技術(shù)構(gòu)架

發(fā)布時間： 2022-05-09

IaaS的技術(shù)構(gòu)架，在IaaS的技術(shù)構(gòu)架中，通過采用資源池構(gòu)建、資源調(diào)度、服務(wù)封裝等手段，可以將IT資源迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榭山桓兜腎T服務(wù)，從而實現(xiàn)IaaS云的按需自服務(wù)，資源池化、快速擴展和服務(wù)可度量。一般來講，IaaS的總體技術(shù)架構(gòu)主要分為資源層、虛擬化層、管理層和服務(wù)層在內(nèi)的4層架構(gòu)，如圖2-4所示。


圖1 IaaS的技術(shù)架構(gòu)

為了有效地交付IaaS，服務(wù)提供商首先需要搭建和部署擁有海量資源的資源池。當(dāng)獲取用戶的需求后，服務(wù)提供商從資源池中選取用戶所需的處理器、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等資源，并將這些資源組織成虛擬服務(wù)器提供給用戶。

在資源池層，服務(wù)提供商通過使用虛擬化技術(shù)，將各種物理資源抽象為能夠被上層使用的虛擬化資源，以屏蔽底層硬件差異的影響，提高資源的利用率。

在資源管理層，服務(wù)提供商利用資源管理軟件根據(jù)用戶的需求對基礎(chǔ)資源層的各種資源進行有效的組織，以構(gòu)成用戶需求的服務(wù)器硬件平臺。

在使用IaaS時，用戶看到的就是一臺能夠通過網(wǎng)絡(luò)訪問的服務(wù)器。在這臺服務(wù)器上，用戶可以根據(jù)自己的實際需要安裝軟件，而不必關(guān)心該服務(wù)器底層硬件的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，也無須控制底層的硬件資源。但是，用戶需要對操作系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件進行部署和管理。

(1)資源層

資源層位于構(gòu)架的最底層，主要包含數(shù)據(jù)中心中所有的物理設(shè)備，如硬件服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備等其他設(shè)備，在云平臺中，位于資源層中的資源不是獨立的物理設(shè)備個體，而是將所有的資源形象地集中在“池”中，組成一個集中的資源池，因此，資源層中的所有資源都將以池化的概念出現(xiàn)。

這種匯總或池化不是物理上的，只是概念上的，便于IaaS管理人員對資源池中的各種資源進行統(tǒng)一的、集中的運維和管理，并且可以按照需求隨意地進行組合，形成一定規(guī)模的計算資源或計算能力。其中，資源層中的主要資源包括計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源。

(2)虛擬化層

虛擬化位于資源層之上，按照用戶或者業(yè)務(wù)的需求，從池化資源中選擇資源并打包，從而形成不同規(guī)模的計算資源，也就是常說的虛擬機。虛擬化層主要包含服務(wù)器虛擬化、存儲器虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化等虛擬化技術(shù)，虛擬化技術(shù)是IaaS架構(gòu)中的核心技術(shù)，是實現(xiàn)IaaS架構(gòu)的基礎(chǔ)。

服務(wù)器虛擬化能夠?qū)⒁慌_物理服務(wù)器虛擬成多臺的虛擬服務(wù)器，供多個用戶同時使用，并通過虛擬服務(wù)器進行隔離封裝來保證其安全性，從而達到改善資源的利用率的目的。服務(wù)器虛擬化的實現(xiàn)依賴處理器虛擬化、內(nèi)存虛擬化和I/O設(shè)備虛擬化等硬件資源虛擬化技術(shù)。

存儲虛擬化將各個分散的存儲系統(tǒng)進行整合和統(tǒng)一管理，并提供了方便用戶調(diào)用資源的接口。存儲虛擬化能夠為后續(xù)的系統(tǒng)擴容提供便利，使資源規(guī)模動態(tài)擴大時無須考慮新增的物理存儲資源之間可能存在的差異。

網(wǎng)絡(luò)虛擬化是滿足在服務(wù)器虛擬化應(yīng)用過程中產(chǎn)生的新的網(wǎng)絡(luò)需求。服務(wù)器虛擬化使每臺虛擬服務(wù)器都要擁有自己的虛擬網(wǎng)卡設(shè)備才能進行網(wǎng)絡(luò)通信，運行在同一臺物理服務(wù)器上的虛擬服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)流量則統(tǒng)一經(jīng)由物理網(wǎng)卡輸入/輸出。網(wǎng)絡(luò)虛擬化能夠為每臺虛擬服務(wù)器提供專屬的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和虛擬網(wǎng)絡(luò)通路。同時，還可以利用虛擬交換機等網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)提供更加靈活的虛擬組網(wǎng)。

虛擬化資源管理的目的是將系統(tǒng)中所有的虛擬硬件資源“池”化，實現(xiàn)海量資源的統(tǒng)一管理、動態(tài)擴放，以及對用戶進行按需配合。同時，虛擬化資源管理技術(shù)還需要為虛擬化資源的可用性、安全性、可靠性提供保障。

(3)管理層

管理層位于虛擬化層之上，主要對下面的資源層進行統(tǒng)一的運維和管理，包括收集資源的信息，了解每種資源的運行狀態(tài)和性能情況，如何借助虛擬化技術(shù)選擇、打包不同的資源，以及如何保證打包后的計算資源——虛擬機的高可用性或者如何實現(xiàn)負(fù)載均衡等。

通過資源層，一方面可以了解虛擬化層和資源層的運行情況和計算資源的對外提供情況，另一方面，管理層可以保證虛擬化層和資源層的穩(wěn)定、可靠，從而為最上層的服務(wù)層打下堅實的基礎(chǔ)。

(4)服務(wù)層

服務(wù)層位于整體架構(gòu)的最上層，主要面向用戶提供使用管理層、虛擬化層以及資源層的能力。

基于動態(tài)云方案構(gòu)建的云計算包含了完善的自服務(wù)系統(tǒng)，為平臺的客戶7×24小時提供資源支持，并可在線提交服務(wù)請求，與客戶直接溝通。自服務(wù)云平臺首先提供服務(wù)的自由選擇，用戶可以根據(jù)實際業(yè)務(wù)的需求選擇不同的服務(wù)套餐，同時自服務(wù)云平臺還將提供訂閱資源的綜合運行監(jiān)控管理，一目了然地掌握系統(tǒng)實時運行狀態(tài)。通過自服務(wù)系統(tǒng)，用戶可以遠(yuǎn)程管理和維護已購買的產(chǎn)品和服務(wù)。

另外，對所有基于資源層、虛擬化層、管理層但又不限于這幾層資源的運維和管理任務(wù)，將被包含在服務(wù)層中。這些任務(wù)在面對不同的企業(yè)、業(yè)務(wù)時往往有很大差別，其中包含比較多的自定義、個性化因素。例如，用戶賬號管理、虛擬機權(quán)限設(shè)定等各類服務(wù)。

以上4層的結(jié)構(gòu)是IaaS架構(gòu)中的基礎(chǔ)部分，只有將以上內(nèi)容規(guī)劃好才能為服務(wù)層提供良好的支撐。

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