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IaaS的技術構架

發布時間： 2022-05-09

IaaS的技術構架，在IaaS的技術構架中，通過采用資源池構建、資源調度、服務封裝等手段，可以將IT資源迅速轉變為可交付的IT服務，從而實現IaaS云的按需自服務，資源池化、快速擴展和服務可度量。一般來講，IaaS的總體技術架構主要分為資源層、虛擬化層、管理層和服務層在內的4層架構，如圖2-4所示。

圖1 IaaS的技術架構

為了有效地交付IaaS，服務提供商首先需要搭建和部署擁有海量資源的資源池。當獲取用戶的需求后，服務提供商從資源池中選取用戶所需的處理器、內存、磁盤、網絡等資源，并將這些資源組織成虛擬服務器提供給用戶。

在資源池層，服務提供商通過使用虛擬化技術，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，服務提供商利用資源管理軟件根據用戶的需求對基礎資源層的各種資源進行有效的組織，以構成用戶需求的服務器硬件平臺。

在使用IaaS時，用戶看到的就是一臺能夠通過網絡訪問的服務器。在這臺服務器上，用戶可以根據自己的實際需要安裝軟件，而不必關心該服務器底層硬件的實現細節，也無須控制底層的硬件資源。但是，用戶需要對操作系統、系統軟件和應用軟件進行部署和管理。

(1)資源層

資源層位于構架的最底層，主要包含數據中心中所有的物理設備，如硬件服務器、網絡設備、存儲設備等其他設備，在云平臺中，位于資源層中的資源不是獨立的物理設備個體，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。

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、存儲資源和網絡資源。

(2)虛擬化層

虛擬化位于資源層之上，按照用戶或者業務的需求，從池化資源中選擇資源并打包，從而形成不同規模的計算資源，也就是常說的虛擬機。虛擬化層主要包含服務器虛擬化、存儲器虛擬化和網絡虛擬化等虛擬化技術，虛擬化技術是IaaS架構中的核心技術，是實現IaaS架構的基礎。

服務器虛擬化能夠將一臺物理服務器虛擬成多臺的虛擬服務器，供多個用戶同時使用，并通過虛擬服務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。服務器虛擬化的實現依賴處理器虛擬化、內存虛擬化和I/O設備虛擬化等硬件資源虛擬化技術。

存儲虛擬化將各個分散的存儲系統進行整合和統一管理，并提供了方便用戶調用資源的接口。存儲虛擬化能夠為后續的系統擴容提供便利，使資源規模動態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。

網絡虛擬化是滿足在服務器虛擬化應用過程中產生的新的網絡需求。服務器虛擬化使每臺虛擬服務器都要擁有自己的虛擬網卡設備才能進行網絡通信，運行在同一臺物理服務器上的虛擬服務器的網絡流量則統一經由物理網卡輸入/輸出。網絡虛擬化能夠為每臺虛擬服務器提供專屬的虛擬網絡設備和虛擬網絡通路。同時，還可以利用虛擬交換機等網絡虛擬化技術提供更加靈活的虛擬組網。

虛擬化資源管理的目的是將系統中所有的虛擬硬件資源“池”化，實現海量資源的統一管理、動態擴放，以及對用戶進行按需配合。同時，虛擬化資源管理技術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和性能情況，如何借助虛擬化技術選擇、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負載均衡等。

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定、可靠，從而為最上層的服務層打下堅實的基礎。

(4)服務層

服務層位于整體架構的最上層，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。

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

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，將被包含在服務層中。這些任務在面對不同的企業、業務時往往有很大差別，其中包含比較多的自定義、個性化因素。例如，用戶賬號管理、虛擬機權限設定等各類服務。

以上4層的結構是IaaS架構中的基礎部分，只有將以上內容規劃好才能為服務層提供良好的支撐。

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