隨著計算機和互聯網技術的不斷發展及應用的深入，網絡已聚合了各種計算資源、數據資源、軟件資源以及服務資源等，但存在總量豐富但資源利用率低的矛盾。網絡協作、充分利用閑散資源成了最初的解決方案一網格計算(grid computing)。網格計算通過整合網絡中的大量閑散資源，在動態的、自治環境中協調資源共享，解決大規模的具有挑戰性問題。但網格計算自身遇到了難以突破的瓶頸，使商業應用受到了極大的限制。近年來，隨著商業的推崇，網格計算演變成了今天的云計算(cloud computing)，面臨如何提高數據中心資源的利用率，滿足用戶提交任務的信任需求，同時研究數據中心提供的服務和服務方式等問題閣。這些問題更接近商業化，也更容易實現。其中存在如何有效地提高云計算系統性能的關鍵問題。針對目前存在的問題，本文提出了基于虛擬化的云計算平臺，研究了其平臺的核心部分，即服務器云。虛擬化技術解決并保證了云計算平臺的高性能與高可用性，使云計算平臺在實際應用中資源最大化、利潤最大化，同時也推動了虛擬化技術與云計算技術的快速發展。

1.虛擬化技術研究

虛擬化技術就是指把一個物理單元虛擬成多個邏輯單元，供多個應用一起使用。這樣做的主要目的是為了提高資源的使用效率并方便管理各種資源。目前云計算模式的提出，無論是私有云，公有云，還是混合云，都需要資源的整合，統一資源為客戶提供服務，這就要求系統資源具有高性能的處理能力。目前單個昂貴的服務器的處理能力僅使用到20%，造成了資源的浪費，虛擬化技術解決了上述問題，使服務器處理能力得到了充分的利用。

虛擬化技術包括內存虛擬化、存儲虛擬化、硬件虛擬化、軟件虛擬化等各項技術。本文著重研究了服務器虛擬化，服務器虛擬化將系統虛擬化技術應用于服務器上，將一個服務器虛擬成若干個服務器使用。在采用服務器虛擬化之前。3種不同的應用分別運行在3個獨立的物理服務器上;在采用服務器虛擬化之后，這3種應用運行在3個獨立的虛擬服務器上。而這3個虛擬服務器可以被一個物理服務托管。從圖中我們可以看出服務器虛擬化抽象了硬件資源。包括虛擬BIOS、虛擬CPU、虛擬內存、虛擬設備和虛擬IO。虛擬服務器提供了良好的隔離性和安全性。

通過研究分析，我們知道，服務器虛擬化必備的是對硬件資源的虛擬化。硬件資源包括CPU、內存、IO口。這些硬件資源的虛擬化是服務器虛擬化的核心和關鍵技術。

目前主流的服務器虛擬化技術包括兩種，即全虛擬化和半虛擬化。研究表明，虛擬化的特性為云計算平臺抽象了硬件資源，這樣對于基于SOA的云服務平臺來說是透明的，是可擴展的，為云計算平臺的彈性設計帶來了極大的利處。針對虛擬化的全虛擬化來說，采用的技術為二進制代碼Dynamic Binary Translation，DBT指在虛擬機運行時。在敏感指令前插入指令將執行陷入到虛擬機監視器中，其優點在于代碼的轉換是動態的。與全虛擬化不同的半虛擬化通過修改客戶操作系統來解決虛擬機執行特權指令的問題。在本虛擬化中存在客戶機操作系統必須和虛擬化平臺兼容，否則虛擬機無法有效地操縱宿主機，因此，本文提出的基于虛擬化云計算平臺的構建方案是基于全虛擬化的KVM。基于Redhat的虛擬化技術還具有在線遷移、快速部署等服務器管理功能。為云計算平臺提供了穩健可靠的基礎資源架構。

2.服務器云的構建

服務器云是云計算平臺的最核心部分，所有云計算平臺中的功能及子系統都依賴于服務器云來實現。它既包括硬件服務器和底層操作系統部分，又包括云計算平臺中的虛擬機超級監督器功能，是運行虛擬系統，功能服務器系統的底層基礎平臺。計算模式從大型機的方式逐漸過渡到微型個人計算機的方式，并且近年來過渡到普適計算上。但用戶仍然很難獲得異構類型的操作系統以及應用程序，在輕量級的設備上很難獲得完善的服務。本文研究的基于虛擬化的在云計算模式中，用戶無須感知計算具體所在位置，以及操作系統、中間件、應用等技術細節。虛擬化技術使底層差異封裝為應用的統一接口，用戶由同一接口只需要根據自己的需求，通過云計算平臺選取相應的服務。