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云计算虚拟化技术的发展与趋势

作者：陈欣 成立辉 郑智江

来源：《电子技术与软件工程》2017年第21期

摘 要云计算虚拟机技术在融合计算机多方面技术的同时，对信息的搜集和处理都有很大的改善，然而，单一性问题制约着其发展。容器数据处理技术对云计算虚拟化信息处理技术的完善有着巨大的推动作用。

【关键词】云计算虚拟化 Ducker容器技术 发展与趋势

计算机信息技术的迅猛发展和广泛应用，大大的提高了工作效率，为了更好的运用云计算信息处理技术，对云计算虚拟化技术的探讨很有必要。 1 虚拟化技术的基本概念 1.1 服务器虚拟化

服务器虚拟化是将一部计算机处理终端虚拟成多个计算机处理终端的过程。是在硬件和操作系统之间加入虚拟化层，做到硬件与操作系统的有效解耦，虚拟化层又是多个操作系统能在同一个服务器上运行的实例。多个操作系统在这一个服务器上能够得到独立的操作平台，共享服务器资源。也使每个虚拟机得到了独立的模拟出来的硬件设备。 1.2 Docker容器技术

Docker容器技术是一种可以兼容不同标准化环境下操作系统的容器平台运算技术，衍生出多种形式的容器管理软件系统，Docker使得容器的操作非常简便，用户不必关注容器技术处理，使用Docker平台上的容器技术处理运算时类似于使用一个轻量级的虚拟机，Docker使得操作LXC简单化。

2 Docker技术和传统虚拟化技术的分析 2.1 Docker与虚拟机对比

容器技术与虚拟机技术有相似之处，独有的处理空间，root命令的执行，专属网络接口和IP地址，可制定复杂的路由及iptable规则，启动文件系统等功能。区别在于容器是在操作系统层面实现虚拟化，存在独立操作空间，没有独立操作系统，它借用主机操作系统。虚拟机在硬件层面实现虚拟化，有独立的操作系统。因此，Docker容器技术节省了许多操作系统的空间占用和运行，同时能做到与虚拟机同样效果的计算运行。 2.2 Docker容器技术的优势

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Docker容器技术能在几秒内启动开始运行，使主机资源的利用率大幅提升，简化部署工作程序，它又属于内核级别的虚拟化设置，不需要hypervisor的支持。容器技术比虚拟机的运算粒度更小更细化，命令的迁移和扩展更轻便快捷。可应用于各种操作平台，不用顾忌平台的锁屏问题，运算的管理简便化，代码更新自动化。Docker容器技术能让用户在不同的处理平台之间自由转换。

3 Docker容器技术对云计算发展的影响 3.1 容器即服务

传统虚拟机虚拟化技术里IaaS云服务已较完备，通过IaaS技术能够做到计算资源和储备资源从多个渠道同时获取，满足了云计算“按需获取、按量计费、弹性扩展”，但它所提供资源粒度过大，且无法提供资源最大化利用的解决方案，也没有对外提供服务的功能，Docker容器技术的介入改善了资源粒度过大的问题，它使用的cgroups技术轻松做到对资源系统粒度大小的控制，由此提升资源系统的利用率。 3.2 基于容器的PaaS服务

IaaS平台技术已经为云计算奠定了基础，而PaaS层级的改进没有进步。Docker容器技术的出现，在与虚拟化技术的对接中，很好地弥补了PaaS技术的缺陷，将云计算的计算能力级层提升到了PaaS层级，为PaaS技术平台的实验扩展提供了全新的路径。 4 云计算虚拟化技术的发展趋势 4.1 容器技术和虚拟化技术将会共存

介于传统虚拟机虚拟化技术的优点和容器技术的优势，考虑到计算机数据的处理系统多样性和数据处理量超大性的原因，有些功能不能做到替代，只能共存。虚拟机虚拟化技术的安全性高于容器技术，具备成熟的操控生态圈，但该技术却不可能做到容器技术在一个服务器上运行多个操作系统的模式。容器技术也做不到同时提供多租户使用的模式。两者的优劣不能做到替代，能够互补，两者并无不相容，可长期共存。 4.2 在虚拟机内运行容器技术将会成为趋势

虚拟机虚拟化技术是对每一个操作系统提供独立的数据处理路径和环境，它具有监控和管理能力为所有运行的操作系统提供了安全的处理环境，将容器处理技术植入虚拟机虚拟化运行系统里，既可以借助虚拟机的丰富的监控管理优势和安全保障能力，也可以使虚拟机的数据处理得到扩展。虚拟机的硬件隔离优势可以很好地弥补容器技术中多个操作系统同时处理数据时的影响，而容器技术的快速处理运行和灵活的平台之间的转换优势提高了虚拟机技术的运算速率。由此看来，在虚拟机上运行容器技术将是未来云计算虚拟化技术发展的趋势。

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4.3 以容器为中心的云计算时代即将开始

虚拟机计算技术所呈现的单一系统的处理和运行速率过慢的劣势，始终制约云计算处理技术的发展，而容器技术的开发和利用，对云计算的虚拟化技术的改进将是颠覆性的。容器技术以多系统共融和系统平台自由切换的优势，使IaaS平台和PaaS都在研发如何在自身的系统程序里接入容器处理技术，容器技术对虚拟机虚拟化技术缺陷的弥补，将对云计算虚拟化发展产生大的推动作用。 5 结语

总之，将容器技术与虚拟机技术融为一体，Docker容器技术的运用实现了容器技术和虚拟机技术的融合，Docker技术使更多地应用程序在一个服务器上同时运行，在建立起的容器化应用程序里，让开发和使用的人员操作起来更加简便灵活，减少了署应用程序的环节，容器技术与虚拟机技术不是取舍关系，是互补共融状态，未来以容器技术为核心的云计算处理时代即将到来。 参考文献

[1]杨保华，戴王剑，曹亚仑.Docker技术入门与实战[M].北京：机械工业出版社，2016：1-15.

[2]从容器和Kubernetes技术看现代云计算的发展轨迹[EB/OL]，2016-10-16. [3]武志学.云计算导论：概念架构与应用[M].北京：人民邮电出版社，2016：43-52. 作者简介

陈欣（1984-），女。工程师，硕士研究生。主要研究方向为系统分析与集成、地震信息技术。

成立辉（1978-），女。工程师，本科。主要研究方向为网络管理、计算机技术。 郑智江（1984-），男。工程师，硕士研究生。主要研究方向为大地测量、地震信息技术。 作者单位

中国地震局第一监测中心 天津市 300180