虛擬化技術(shù)是云計算、云存儲服務得以實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。它將應用程序以及數(shù)據(jù)，在不同的層次以不同的面貌加以展現(xiàn)，從而使得不同層次的使用者、開發(fā)及維持人員，能夠方便的使用開發(fā)及維護存儲的數(shù)據(jù)、應用于計算和管理的程序。

　　虛擬技術(shù)亦分很多種，從不同的層次上來講，有cpu一級的虛擬化技術(shù)（目前intel正在著手研究著，在底層硬件上直接運行多個操作系統(tǒng)），硬件層上一級的虛擬化技術(shù)-----操作系統(tǒng)、vmware都是在硬件之上建立虛擬化程序。還有建立在操作系統(tǒng)之上的虛擬化技術(shù)：高級語言虛擬化技術(shù)（java\C#）、指令動態(tài)解釋執(zhí)行的vmware\vpc、腳本語言運行時系統(tǒng)（如python\javascript、matlab、sql等）。

　　這些虛擬化技術(shù)在不同的層次起著不同的作用。如操作系統(tǒng)起到了“將硬件接口抽象”，并提供了應用程序以統(tǒng)一的編程接口使用硬件的能力。在操作系統(tǒng)上建立的vpc等虛擬化技術(shù)，使得用戶可以在一個操作系統(tǒng)之上，再運行其它操作操作系統(tǒng)、不同體系應用程序的能力。而高級語言虛擬化技術(shù)（java），使得編程人員，以理想機器的角度來編寫應用程序，進一步將硬件操作，甚至操作系統(tǒng)操作都隔離開來，完全是基于應用的目標來建立虛擬化。而腳本語言、第四代語言更是以高層次的抽象（虛擬化）來實現(xiàn)業(yè)務邏輯、應用程序邏輯。

　　1.虛擬化技術(shù)的一般性描述

　　虛擬化技術(shù)與多任務以及超線程技術(shù)是完全不同的。多任務是指在一個操作系統(tǒng)中多個程序同時并行運行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時運行多個操作系統(tǒng)，而且每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上；而超線程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來平衡程序運行性能，這兩個模擬出來的CPU是不能分離的，只能協(xié)同工作。

　　云計算概念是由Google提出的，這是一個美麗的網(wǎng)絡應用模式。狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源；廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等獨特功效；“云計算”圖書版本也很多，都從理論和實踐上介紹了云計算的特性與功用。

　　我們在開汽車的時候其實就用到了機械的虛擬化技術(shù)，汽車機械運動的復雜形態(tài)被邏輯上簡化為方向盤、油門、剎車、離合器的簡單運動方式，這種簡化使汽車機械系統(tǒng)的復雜性被全面屏蔽，方向盤、油門、剎車、離合器成為了人機交互設備。

　　不只在工業(yè)領(lǐng)域就是在金融領(lǐng)域也有虛擬化技術(shù)的身影，如復雜的股市變化規(guī)律被幾個簡單的指數(shù)所描述，通過指數(shù)的變化就能反應股票市場的運行情況，甚至整個經(jīng)濟的運行規(guī)律。

　　物理學也虛擬化技術(shù)用的最多的地方，原子核內(nèi)部的復雜運動情況通過各種宏觀物理設備如：拉曼譜、正電子譜、核磁共振等表現(xiàn)出來，其實我們誰也沒有真正的看到原子核的形態(tài)，但我們能通過對這些物理量的分析得到原子核的結(jié)構(gòu)，那么這些物理設備就實現(xiàn)了對原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的虛擬化工作。

　　以上的描述我們可以看出，虛擬化技術(shù)是一門應用很廣泛的技術(shù)，甚至可以說是一門相當基礎(chǔ)的學科。廣義的定義虛擬化技術(shù)可以這么來看：虛擬化技術(shù)就是一種邏輯簡化技術(shù)，實現(xiàn)物理層向邏輯層的變化。從這個定義來看一個系統(tǒng)采用虛擬化技術(shù)后其對外表現(xiàn)出的運動方式是一種邏輯化的運動方式，而不是真實的物理運動方式。所以采用虛擬化技術(shù)能實現(xiàn)對物理層運動復雜性的屏蔽，使系統(tǒng)對外運行狀態(tài)呈現(xiàn)出簡單的邏輯運動形態(tài)，如下圖1.

　　圖1 虛擬化技術(shù)的一般性邏輯

　　2. 虛擬化角度下的云計算架構(gòu)

　　虛擬化技術(shù)是一項非常綜合的技術(shù)，對于計算機科學來說大部分工作都是在做虛擬化的工作，網(wǎng)絡的七層協(xié)議是對物理通訊的虛擬化、傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)是對單個計算機物理硬件的虛擬化、計算機高級語言是對機器語言的虛擬化、人工智能則是更高級的虛擬化技術(shù)。計算機科學的虛擬化層次我們用下圖進行了簡單的描述，節(jié)點的物理硬件和網(wǎng)絡物理硬件通過多層虛擬化的邏輯簡化過程形成了彈性化的計算、存儲和網(wǎng)絡帶寬三者整合的虛擬資源池，也就是我們今天講的云計算模式。

　　圖2從虛擬化角度看云計算的架構(gòu)

　　我們可以看出云計算的概念位與整個邏輯的最上層，是底層物理硬件經(jīng)過多次虛擬化抽象而形成的一個邏輯概念。這也就說明了為什么云計算是未來的幾年的技術(shù)發(fā)展方向，因為技術(shù)的發(fā)展就是一個不斷抽象簡化的過程，越上層的技術(shù)邏輯就是越高級的邏輯，因為這個邏輯是站在了很多巨人肩上的，這些巨人就是下層的虛擬化技術(shù)。

　　所以可以說云計算系統(tǒng)是運行在一個多層虛擬化協(xié)議棧上的高度抽象系統(tǒng)，云計算不是新瓶裝舊酒，而是更高一級的技術(shù)發(fā)展，這個酒是面少不了老酒的調(diào)味作用。這幅圖中我們看到了云計算的立足之本，炒作是推動不了技術(shù)發(fā)展的，技術(shù)的發(fā)展有技術(shù)發(fā)展的邏輯。

　　3.從虛擬化角度看云計算資源池包括哪些資源

　　多數(shù)文章認為云計算所構(gòu)成的資源池只包括計算和存儲，不過我們從圖2中可以看到云計算的資源池除了計算和存儲外還有網(wǎng)絡帶寬，由于云計算系統(tǒng)節(jié)點是分布化的，云中心可以不只是一個地方，云計算系統(tǒng)可以實現(xiàn)帶寬資源的有效協(xié)調(diào)，從而將帶寬這一資源納入到資源池，CDN的功能將被納入到云計算的功能體系。

　　當然一個開放的通用云計算系統(tǒng)的資源池還包括系統(tǒng)平臺所接入的服務，云計算平臺作為一個應用接入平臺可以實現(xiàn)大量應用的接入和整合，也許服務也應該成為資源被虛擬化技術(shù)放入資源池。

　　4.從虛擬化角度看云計算的產(chǎn)業(yè)鏈

　　一提到虛擬化大家首先想到了Vmware，Xen等產(chǎn)品，然而大家都忽略了最大的虛擬化產(chǎn)品是現(xiàn)有的操作系統(tǒng)軟件Window和Linux，更嚴格的說90%以上的IT企業(yè)都在做虛擬化，思科在做網(wǎng)絡層的虛擬化、Intel在做硬件層的虛擬化、大量軟件企業(yè)在做應用層的虛擬化。

　　圖2中的每一個虛擬化層還可以做更為細致的劃分，每一個虛擬化層就代表了云計算產(chǎn)業(yè)鏈上的一個環(huán)節(jié)。云計算肯定不是一兩個虛擬化技術(shù)企業(yè)的專有技術(shù)，云計算“大象無形”的下面是一個巨大產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)邏輯鏈的支持，只有“大象”才能“無形”。

　　云計算標準就是要建立一個虛擬化的邏輯協(xié)議棧，使產(chǎn)業(yè)鏈上的不同企業(yè)能有效的在同一個邏輯遞推關(guān)系下工作。圖3是云計算協(xié)議棧的一個簡圖，其中的每一層可能還會包括許多子層，云計算概念是下層多個邏輯協(xié)議層遞推出的一個上層概念。

　　圖3云計算簡化協(xié)議棧

　　5. 用戶和云計算應用開發(fā)人員眼中的云計算

　　用戶眼中的云計算就是通過層層虛擬化后的一個邏輯形象，就像汽車駕駛員看到的方向盤和油門一樣，用戶只需要生活在一個他們熟悉的邏輯環(huán)境下就行了，這和電影Matrix中的描述的一樣：用戶自己應該根本不知道自己是存在于一個虛擬的邏輯環(huán)境中的。用戶不用知道方向盤是如何使汽車發(fā)生轉(zhuǎn)向的，也不用知道油門是如使汽車加速的，這是汽車上的一套機械電子虛擬化層去完成的工作。油門的踩下邏輯上對應用速度的增加，方向盤的順時針運動邏輯上對應于右轉(zhuǎn)；而真實的物理過程卻是油門的踩下對應給油量的增加，方向盤的順時針運動對應汽車前輪的右偏。在這個比喻下用戶看到的云計算系統(tǒng)就是一個可以按自己目前使用習慣使用的一臺功能全面的邏輯計算機。

　　從云計算應用開發(fā)人員的眼中看來云計算就是一批工作在不同邏輯層的API，他們要做的就是調(diào)用API完成自己的應用邏輯，他們也不用關(guān)心下層的邏輯是如何運行的，工作在不同邏輯層的開發(fā)人員只負責自己這一層的應用邏輯。如應用開發(fā)人員要存儲一個文件只需要調(diào)用一個write（）函數(shù)就行了，文件的分割、備份、安全、網(wǎng)絡傳送由下層邏輯負責。應用開發(fā)人員本身做的也是虛擬化工作，只是他們是在向自己的上一層提供虛擬化邏輯。

　　6. 結(jié)語

　　從虛擬化的角度看云計算可以使我們對云計算的本質(zhì)有一個清晰的邏輯，虛擬化技術(shù)遠比我們上面描述的框架復雜，云計算是技術(shù)發(fā)展的趨勢但也面臨著巨大的技術(shù)壁壘，需要整個產(chǎn)業(yè)的全面協(xié)作，他決不是一兩家虛擬化企業(yè)能解決的問題，對于我國來說可能是一個戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)方向，需要從國家層面來解決產(chǎn)業(yè)鏈及協(xié)議棧的問題。