根據(jù)Wikipedia，云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算新方式，通過互聯(lián)網(wǎng)上異構(gòu)、自治的服務為個人和企業(yè)用戶提供按需即取的計算。而Berkeley大學則認為云計算是指Internet上以服務發(fā)布的應用以及支撐這些服務的數(shù)據(jù)中心的軟件和硬件。
　　　　
　　虛擬化是實現(xiàn)云計算的zui重要的技術(shù)基礎(chǔ)，虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了物理資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示。通過虛擬化技術(shù)可以提高資源的利用率，并能夠根據(jù)用戶業(yè)務需求的變化，快速、靈活地進行資源部署。
　　
　　1.1虛擬化平臺架構(gòu)
　　
　　在云計算環(huán)境中，通過在物理主機中同時運行多個虛擬機實現(xiàn)虛擬化。多個虛擬機運行在虛擬化平臺上，由虛擬化平臺實現(xiàn)對多個虛擬機操作系統(tǒng)的監(jiān)視和多個虛擬機對物理資源的共享。
　　
　　總的來說，我們認為虛擬化平臺是三層結(jié)構(gòu)，zui下層是虛擬化層，提供基本的虛擬化能力支持;中間層是控制執(zhí)行層，提供各控制功能的執(zhí)行能力;zui上層是管理層，對執(zhí)行層進行策略管理、控制，提供對虛擬化平臺統(tǒng)一管理的能力。如圖1所示，虛擬化平臺應該包含虛擬機監(jiān)視器Hypervisor，虛擬資源的管理，虛擬機遷移，故障恢復，策略管理(如提供虛擬機自動部署和資源調(diào)配)等功能實體。各部分具體功能描述如下：　　(1)虛擬機管理：主要保護VM的創(chuàng)建、啟動、停止、遷移、恢復和刪除等能力，虛擬機映像管理，虛擬機運行環(huán)境的自動配置和快速部署啟動等能力。虛擬機管理可根據(jù)主機節(jié)點/虛擬機的CPU，內(nèi)存，I/O，網(wǎng)絡(luò)等資源使用情況，自動地在不同主機節(jié)點之間遷移VM，使得VM的性能得到保障。也包含主機節(jié)點的失效保護，即當一個主機節(jié)點失效后，該功能實體能將其上的服務自動轉(zhuǎn)移到其他節(jié)點上繼續(xù)運行。
　　
　　(2)高可用Cluster：用于保證主機節(jié)點的失效保護，當一個主機節(jié)點失效后，Cluster自動將其上的服務轉(zhuǎn)移到集群中的其他節(jié)點上繼續(xù)運行。該Cluster還可具有負載均衡和存儲集群的能力。
　　
　　(3)動態(tài)資源調(diào)配：虛擬存儲、網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建、配置、修改和刪除等能力。當一個VM的內(nèi)存、外出或網(wǎng)絡(luò)資源不足時，可臨時借用同節(jié)點中其他VM暫時不使用的同類資源。
　　
　　(4)動態(tài)負載均衡：兼顧能源消耗和工作負載的均衡。根據(jù)策略需要，可開啟/關(guān)閉部分主機節(jié)點，并遷移關(guān)聯(lián)的VM。
　　
　　(5)管理工具：包含虛擬化平臺需要支持的一套工具，如P2V(PhysicaltoVirtual)，V2P(VirtualtoPhysical)，VA(VirtualApplicaTIon)，JEOS(JustenoughOperatingSystem)等。
　　
　　(6)主機安全：用于保證VM運行環(huán)境的安全，包含一組軟件，如anti-virus，IDS等。
　　
　　1.2虛擬化平臺部署
　　
　　如圖2所示，在實際部署中，由于Cluster、動態(tài)資源分配、主機安全等與Hypervisor關(guān)系密切，可以作為獨立的軟件部署在主機節(jié)點之中。其他功能都可以集成在一起，形成VM管理器。這樣進行功能分配后，整個虛擬化平臺可以分為兩個軟件包：一是Hypervisor+HostOS軟件包，駐留在主機節(jié)點中;二是VM管理器軟件包。兩者之間的接口將被簡化為配置、簡單控制、查看和監(jiān)控幾類。　　運行VM的主機利用Cluster功能組成一個高可用的集群系統(tǒng)，當其中的某個節(jié)點失效時，可無需VM管理器的干涉，自動地將失效節(jié)點上的服務遷移到其他節(jié)點，并為其重新分配存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，使得服務不間斷。VM管理可部署在獨立的服務器上，由其負責對虛擬化平臺的告警、運行狀況監(jiān)控、負載調(diào)整等工作。虛擬化平臺物理部署如圖3所示。　　1.3虛擬化平臺的優(yōu)勢
　　
　　(1)平臺虛擬化實現(xiàn)資源*利用。利用虛擬化技術(shù)，在一臺物理服務器或一套硬件資源上虛擬出多個虛擬機，讓不同的應用服務運行在不同的虛擬機上，在不降低系統(tǒng)魯棒性、安全性和可擴展性的同時，可提高硬件的利用率，減少應用對硬件平臺的依賴性，從而使得企業(yè)能夠削減資金和運營成本，同時改善IT服務交付，而不用受到有限的操作系統(tǒng)、應用程序和硬件選擇范圍的制約。
　　
　　(2)利用虛擬機與硬件無關(guān)的特性，按需分配資源，實現(xiàn)動態(tài)負載均衡。當VM監(jiān)測到某個計算節(jié)點的負載過高時，可以在不中斷業(yè)務的情況下，將其遷移到其它負載較輕的節(jié)點或者在節(jié)點內(nèi)通過重新分配計算資源。同時，執(zhí)行緊迫計算任務的虛擬機將得到更多的計算資源，保證關(guān)鍵任務的響應能力。
　　
　　(3)平臺虛擬化帶來系統(tǒng)自愈功能，提升系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)服務器硬件故障時，可自動重啟虛擬機。消除在不同硬件上恢復操作系統(tǒng)和應用程序安裝所帶來的困難，其中任何物理服務器均可作為虛擬服務器的恢復目標，進而減少硬件成本和維護成本。
　　
　　(4)提升系統(tǒng)節(jié)能減排能力。與服務器管理硬件配合實現(xiàn)智能電源管理;優(yōu)化虛擬機資源的實際運行位置，達到耗電zui小化，從而可為運營商節(jié)省大量電力資源，減少供電成本，節(jié)能減排。
　　
　　2.1分布式文件系統(tǒng)
　　
　　分布式文件系統(tǒng)是指在文件系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的云存儲分布式文件系統(tǒng)，可用于大規(guī)模集群。主要特性包括：
　　
　　(1)高可靠性：云存儲系統(tǒng)支持節(jié)點間保存多副本功能，以提供數(shù)據(jù)的可靠性。
　　
　　(2)高訪問性能：根據(jù)數(shù)據(jù)重要性和訪問頻率將數(shù)據(jù)分級多副本存儲，熱點數(shù)據(jù)并行讀寫，提高訪問性能。
　　
　　(3)在線遷移、復制：存儲節(jié)點支持在線遷移、復制，擴容不影響上層應用。
　　
　　(4)自動負載均衡：可以依據(jù)當前系統(tǒng)負荷將原有節(jié)點上的數(shù)據(jù)搬移到新增的節(jié)點。*的分片存儲，以塊為zui小單位來存儲，存儲和查詢時所有存儲節(jié)點并行計算。
　　
　　(5)元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分離：采取元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分離的方式設(shè)計分布式文件存儲系統(tǒng)。
　　
　　圖4為分布式數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)架構(gòu)。其中：　　●FAC：負責向用戶提供文件訪問接口，安裝在服務器端(提供給應用以文件操作的API接口;實現(xiàn)與FLR和FAS的交互，完成數(shù)據(jù)的搬遷)。
　　
　　●FAS：負責文件的調(diào)度和訪問，完成對磁陣的讀寫操作，對FAC提供數(shù)據(jù)讀寫功能，完成數(shù)據(jù)的分布式存儲。
　　
　　●FLR：負責元數(shù)據(jù)的管理，保存文件和塊的命名空間，文件到塊的映射，以及每個塊副本的位置。
　　
　　2.2分布式數(shù)據(jù)庫
　　
　　分布式數(shù)據(jù)庫能實現(xiàn)動態(tài)負載均衡、故障節(jié)點自動接管，具有高可靠性、高性能、高可用、高可擴展性，在處理PetaByte級以上海量結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的業(yè)務上具備明顯性能優(yōu)勢。圖5為分布式數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)架構(gòu)。其中：　　(1)PEC：解析執(zhí)行服務器(Parsers&ExecuTIngControllers，簡稱PEC)，SQL服務接入點。負責接收客戶的SQL請求，并定向到特定的Tablet服務器上進行數(shù)據(jù)訪問。
　　
　　(2)Master：主要負責數(shù)據(jù)庫的元數(shù)據(jù)管理和調(diào)度工作。
　　
　　(3)TabletServer：負責保存數(shù)據(jù)庫的子表。
　　
　　(4)Space：分布式文件系統(tǒng)的鎖服務功能。主要保證共享訪問時對數(shù)據(jù)的獨占性。
　　
　　2.4中興通訊CoCloud增值業(yè)務云(見圖6)　　基于上述關(guān)鍵技術(shù)，中興通訊的CoCloud增值業(yè)務云服務棧提供了IaaS，PaaS，SAAS多層次云服務模式，包括統(tǒng)一開放環(huán)境UOE/MahupPAAS云平臺，云存儲，多業(yè)務云調(diào)度，ECP，NGCC，VPBX，應用工廠等多種云服務方案。
　　
　　2.3.1中興通訊CoCloud增值業(yè)務云優(yōu)勢
　　
　　(1)*的軟件自適應自動部署方式：實時監(jiān)控各個業(yè)務節(jié)點的資源情況，根據(jù)預先定制的策略，增加或者減少業(yè)務節(jié)點，可以自動安裝、啟動、關(guān)閉業(yè)務軟件，做到軟件根據(jù)業(yè)務節(jié)點資源狀況自適應部署。
　　
　　(2)靈活的業(yè)務擴展方式：在已有的云計算平臺上通過簡單的配置后，就可以為新的業(yè)務分配資源，迅速開展新的業(yè)務。
　　
　　(3)統(tǒng)一運維管理：基于云計算平臺開展業(yè)務后，基于同樣的基礎(chǔ)架構(gòu)開展多種業(yè)務，目前的運維管理方式需要轉(zhuǎn)變，不再是煙囪式的建設(shè)和運維。統(tǒng)一的云管理平臺，通過分權(quán)分域的方式，讓維護人員進行業(yè)務和設(shè)備的管理。
　　
　　(4)自動在線升級功能：提供軟件版本中心，通過手工或者自動進行業(yè)務版本以及虛擬化軟件版本的升級。
　　
　　(5)綠色節(jié)能：在業(yè)務層面做到軟件自適應自動部署，在業(yè)務閑時只保留必要的業(yè)務節(jié)點，減少了虛擬機資源的使用，減少了資源的消耗;在虛擬化層面，通過資源動態(tài)均衡方案和綠色節(jié)能方案相結(jié)合，將虛擬機部署在恰當?shù)奈锢頇C上，保留必要的備用物理機之外，將其他的物理機進行節(jié)能管理，從而減少運營商在業(yè)務閑時不必要的能源消耗，實現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心。
　　
　　(6)多層次容災：硬件發(fā)生故障時，虛擬機管理中心自動將虛擬機遷移到其他物理機上，做到虛擬層的容災;虛擬機發(fā)生故障不能恢復時，應用軟件部署子系統(tǒng)將故障虛擬機資源釋放，并重新申請新的虛擬機來運行故障的業(yè)務節(jié)點。
　　
　　(7)平滑擴容：采用分層結(jié)構(gòu)，業(yè)務層面和虛擬機層面之間采用松耦合方式，當物理資源不夠用時，直接在資源池中增加物理機并安裝虛擬軟件后即可使用;當業(yè)務處理能力不夠時，業(yè)務層面的自適應自動部署機制會自動增加節(jié)點，達到業(yè)務能力的擴容。
　　
　　2.3.2中興通訊CoCloud增值業(yè)務云優(yōu)化實例
　　
　　以WAP網(wǎng)關(guān)、彩信多業(yè)務云調(diào)度為例，假設(shè)現(xiàn)網(wǎng)WAP網(wǎng)關(guān)容量為30000TPS，彩信容量為3000條，獨立建設(shè)與多業(yè)務云計算方案對比如圖7所示。