IaaS的技術(shù)構(gòu)架
發(fā)布時(shí)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(shí)現(xiàn)IaaS云的按需自服務(wù)，資源池化、快速擴(kuò)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(duì)基礎(chǔ)資源層的各種資源進(jìn)行有效的組織，以構(gòu)成用戶需求的服務(wù)器硬件平臺(tái)。
在使用IaaS時(shí)，用戶看到的就是一臺(tái)能夠通過網(wǎng)絡(luò)訪問的服務(wù)器。在這臺(tái)服務(wù)器上，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需要安裝軟件，而不必關(guān)心該服務(wù)器底層硬件的實(shí)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(duì)操作系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件進(jìn)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(chǔ)設(shè)備等其他設(shè)備，在云平臺(tái)中，位于資源層中的資源不是獨(dú)立的物理設(shè)備個(gè)體，而是將所有的資源形象地集中在“池”中，組成一個(gè)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(duì)資源池中的各種資源進(jìn)行統(tǒng)一的、集中的運(yùn)維和管理，并且可以按照需求隨意地進(jìn)行組合，形成一定規(guī)模的計(jì)算資源或計(jì)算能力。其中，資源層中的主要資源包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)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(jì)算資源，也就是常說的虛擬機(jī)。虛擬化層主要包含服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)IaaS架構(gòu)的基礎(chǔ)。
服務(wù)器虛擬化能夠?qū)⒁慌_(tái)物理服務(wù)器虛擬成多臺(tái)的虛擬服務(wù)器，供多個(gè)用戶同時(shí)使用，并通過虛擬服務(wù)器進(jìn)行隔離封裝來保證其安全性，從而達(dá)到改善資源的利用率的目的。服務(wù)器虛擬化的實(shí)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(chǔ)虛擬化將各個(gè)分散的存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)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(chǔ)虛擬化能夠?yàn)楹罄m(xù)的系統(tǒng)擴(kuò)容提供便利，使資源規(guī)模動(dòng)態(tài)擴(kuò)大時(shí)無須考慮新增的物理存儲(chǔ)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(tái)虛擬服務(wù)器都要擁有自己的虛擬網(wǎng)卡設(shè)備才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，運(yùn)行在同一臺(tái)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?yàn)槊颗_(tái)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(shí)，還可以利用虛擬交換機(jī)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(shí)現(xiàn)海量資源的統(tǒng)一管理、動(dòng)態(tài)擴(kuò)放，以及對(duì)用戶進(jìn)行按需配合。同時(shí)，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(duì)下面的資源層進(jìn)行統(tǒng)一的運(yùn)維和管理，包括收集資源的信息，了解每種資源的運(yùn)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(jì)算資源——虛擬機(jī)的高可用性或者如何實(shí)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(yùn)行情況和計(jì)算資源的對(duì)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(jiān)實(shí)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(dòng)態(tài)云方案構(gòu)建的云計(jì)算包含了完善的自服務(wù)系統(tǒng)，為平臺(tái)的客戶7×24小時(shí)提供資源支持，并可在線提交服務(wù)請(qǐng)求，與客戶直接溝通。自服務(wù)云平臺(tái)首先提供服務(wù)的自由選擇，用戶可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)的需求選擇不同的服務(wù)套餐，同時(shí)自服務(wù)云平臺(tái)還將提供訂閱資源的綜合運(yùn)行監(jiān)控管理，一目了然地掌握系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)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(hù)已購(gòu)買的產(chǎn)品和服務(wù)。
另外，對(duì)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(yùn)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(duì)不同的企業(yè)、業(yè)務(wù)時(shí)往往有很大差別，其中包含比較多的自定義、個(gè)性化因素。例如，用戶賬號(hào)管理、虛擬機(jī)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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