云計(jì)算和虛擬化是一樣的嗎？

虛擬化和云服務(wù)都從抽象資源創(chuàng)建環(huán)境，這就是為什么這些術(shù)語有時(shí)可以互換使用的原因。在我們?cè)敿?xì)探討每種方法之前，讓我們簡要概述它們的主要特征，以了解它們之間的基本區(qū)別。主要區(qū)別在于虛擬化是一種技術(shù)，而云計(jì)算是一種環(huán)境。

云計(jì)算需要虛擬化嗎？云計(jì)算使用服務(wù)器虛擬化作為服務(wù)的基礎(chǔ)部分，幫助提供商匯集和交付資源。如果您已經(jīng)擁有虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)，則可以對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樵啤榇耍枰獏R集虛擬資源、編排它們并為用戶創(chuàng)建自助服務(wù)門戶。

然而，雖然作為云服務(wù)的一部分被廣泛使用，但虛擬化并不是云存在的必要條件，也不等同于云環(huán)境。相反，現(xiàn)代云服務(wù)建立在虛擬化之上，以提供自動(dòng)化和可擴(kuò)展性。讓我們更深入地了解這些方法，探索它們的工作原理，并討論它們的優(yōu)缺點(diǎn)。

什么是云計(jì)算？

云計(jì)算是一種用于按需從云中交付計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源和服務(wù)（如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算能力）的方法。云是虛擬資源池。它們由管理和自動(dòng)化軟件編排，允許用戶通過自動(dòng)擴(kuò)展和動(dòng)態(tài)資源分配支持的自助服務(wù)門戶訪問它們。

所有服務(wù)和資源都托管在由云服務(wù)提供商 (CSP) 管理的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心。CSP 提供請(qǐng)求的資源并根據(jù)使用情況對(duì)其進(jìn)行計(jì)費(fèi)。組織通常采用云計(jì)算作為削減維護(hù)和管理自己的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)成本的戰(zhàn)略的一部分，因?yàn)樗麄冎恍铻槭褂玫脑瀑Y源付費(fèi)。如果所需資源隨時(shí)間變化，這種靈活性會(huì)派上用場(chǎng)。

根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST) 的規(guī)定，云計(jì)算具有五個(gè)基本特征、三種服務(wù)模型和四種部署模型。

讓我們從特征開始仔細(xì)研究其中的每一個(gè)：

1. 按需自助服務(wù)。客戶可以通過自動(dòng)化系統(tǒng)根據(jù)自己的需要提供額外的資源。這樣的系統(tǒng)不應(yīng)該需要與人工管理員交互。
2. 廣泛的網(wǎng)絡(luò)訪問。資源應(yīng)該可以通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)且完全可用，允許用戶從廣泛的客戶端平臺(tái)訪問它們。
3. 資源池。提供的資源匯集在一起??，并根據(jù)消費(fèi)者需求動(dòng)態(tài)分配。從客戶的角度來看，資源應(yīng)該獨(dú)立于硬件或物理位置。
4. 快速彈性。資源應(yīng)該能夠根據(jù)用戶需求適當(dāng)擴(kuò)展。從消費(fèi)者的角度來看，資源應(yīng)該是無限的，能夠隨時(shí)快速提供更多資源。
5. 衡量服務(wù)。應(yīng)該監(jiān)控和控制資源的使用，因?yàn)橛脩敉ǔ０凑账麄兪褂玫馁Y源按比例收費(fèi)。

云計(jì)算可以通過多種服務(wù)模式提供，每種模式都旨在滿足不同的需求。三種最常用的服務(wù)模式是：

1. 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) (IaaS)提供計(jì)算資源，例如處理能力、內(nèi)存、存儲(chǔ)或數(shù)據(jù)中心空間。用戶需要安裝自己的軟件才能使用提供的資源。
2. 平臺(tái)即服務(wù) (PaaS)提供功能齊全的開發(fā)環(huán)境來創(chuàng)建應(yīng)用程序。PaaS 解決方案通常包括操作系統(tǒng)、編程環(huán)境、服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫。
3. 軟件即服務(wù) (SaaS)提供對(duì)應(yīng)用程序的按需訪問。

要充分了解云服務(wù)的工作原理，我們應(yīng)該了解部署它們的四種主要方式：

1. 公共云服務(wù)通過公共網(wǎng)絡(luò)提供，數(shù)據(jù)中心和基礎(chǔ)設(shè)施通常由 CSP 維護(hù)。雖然提供商可以限制對(duì)其資源的訪問，但他們無法控制訪問其服務(wù)的用戶集。根據(jù)Gartner 的預(yù)測(cè)，公共云服務(wù)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將在 2021 年增長 23.1%，達(dá)到 3323 億美元，高于 2020 年的 2700 億美元。

2.私有云服務(wù)和資源只能在組織內(nèi)部使用。它們通常由組織運(yùn)行和維護(hù)，并通過安全的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)交付以滿足內(nèi)部需求。與其他部署類型相比，私有云服務(wù)相當(dāng)昂貴。反過來，它們?yōu)榻M織提供了對(duì)安全性的更大控制，允許組織知道其數(shù)據(jù)的位置，并避免需要遵守多個(gè)司法管轄區(qū)的要求。

3. 社區(qū)云服務(wù)由鄰近的幾個(gè)組織創(chuàng)建，以解決共同的挑戰(zhàn)和問題。社區(qū)云通常可以獲得公共云的成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)提供更高的隱私、安全性和法規(guī)遵從性。

4. 混合云使用至少兩種不同的部署方法來創(chuàng)建專門的統(tǒng)一云服務(wù)來滿足組織的特定需求。混合云還可能意味著每組云服務(wù)客戶 (CSC) 的云服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)際上與其他 CSC 的基礎(chǔ)架構(gòu)分離。

從安全角度來看，私有云和混合云是大多數(shù)組織的首選，而公有云被證明更具成本效益。一些組織還使用多云方法，或由多個(gè)云供應(yīng)商提供的多個(gè)云服務(wù)組成的環(huán)境，這些云服務(wù)可以是公共的，也可以是私有的。

云計(jì)算可用于完全或部分替換 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)，該服務(wù)可根據(jù)需要自動(dòng)擴(kuò)展以滿足公司的所有計(jì)算需求，而無需公司維持自己的員工并購買自己的硬件。這使得云計(jì)算具有成本效益并提高了業(yè)務(wù)效率，使公司能夠?qū)Ｗ⒂谄浜诵漠a(chǎn)品。

云計(jì)算的好處和挑戰(zhàn)

作為 IT 服務(wù)的一部分，云計(jì)算一直在增長，到 2021 年創(chuàng)造了超過3000 億美元的收入。企業(yè)似乎繼續(xù)采用云基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)。

讓我們從云計(jì)算的六大優(yōu)勢(shì)開始探討云計(jì)算的優(yōu)缺點(diǎn)：

成本效益。云計(jì)算服務(wù)本身并不便宜，但其現(xiàn)收現(xiàn)付定價(jià)模式使組織能夠明智地規(guī)劃其基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用。例如，組織可以在需要時(shí)通過點(diǎn)擊幾下輕松擴(kuò)展其存儲(chǔ)容量，而無需在不需要那么多資源的情況下連續(xù)幾個(gè)月多付錢。

此外，借助云計(jì)算，企業(yè)無需購買任何物理硬件，也無需在其安裝、存儲(chǔ)、配置和管理上花錢。

敏捷。借助云計(jì)算，組織可以獲得更大的靈活性并加快其流程。例如，您可以在幾分鐘內(nèi)部署企業(yè)應(yīng)用程序，而無需等待數(shù)周的 IT 團(tuán)隊(duì)審核和批準(zhǔn)您的請(qǐng)求、購買硬件和安裝軟件。

此外，依靠云供應(yīng)商處理所有基礎(chǔ)架構(gòu)、存儲(chǔ)和托管問題，您的專家可以花更多時(shí)間完成業(yè)務(wù)目標(biāo)、優(yōu)化工作流程和改善客戶服務(wù)。

可擴(kuò)展性。企業(yè)極大地受益于云服務(wù)提供的彈性。企業(yè)無需購買在流量下降期間仍未使用的多余存儲(chǔ)單元和硬件，而是可以根據(jù)當(dāng)前需求擴(kuò)大和縮小容量。

流動(dòng)性。云計(jì)算允許您的員工在世界任何地方通過智能手機(jī)和筆記本電腦訪問公司數(shù)據(jù)和資源。在后 Covid 時(shí)代，這種移動(dòng)性對(duì)于安排高效的遠(yuǎn)程工作特別有幫助。

安全。每個(gè)像樣的 CSP 都會(huì)仔細(xì)監(jiān)控其服務(wù)的安全性，努力將數(shù)據(jù)泄露和其他安全事件的可能性降到最低，以保持良好的聲譽(yù)。企業(yè)可以使用云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，而不必?fù)?dān)心管理基本的網(wǎng)絡(luò)安全程序。此外，云服務(wù)會(huì)備份您的數(shù)據(jù)，讓您在發(fā)生問題時(shí)輕松恢復(fù)。

能見度。基于云的系統(tǒng)確保所有文檔都存儲(chǔ)在一個(gè)地方。由于所有員工都訪問相同的信息，您可以記錄對(duì)文檔的任何修訂或更新，從而保持?jǐn)?shù)據(jù)一致并消除人為錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)重復(fù)。

雖然采用云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)顯而易見，但也存在許多問題和挑戰(zhàn)，使供應(yīng)商和客戶的生活變得更加艱難：

• 企業(yè)費(fèi)用高。可負(fù)擔(dān)性是云計(jì)算的主要優(yōu)勢(shì)之一，但隨著用戶拉取越來越多的資源，維持低成本變得困難。為大公司保持云計(jì)算的成本效益是每個(gè)服務(wù)提供商目前面臨的挑戰(zhàn)。
• 隱私問題。當(dāng)涉及到云計(jì)算時(shí)，隱私問題是一個(gè)突出的問題。云計(jì)算受到嚴(yán)格監(jiān)控，每個(gè)用戶操作都為提供商所知。提供商經(jīng)常處理可能被濫用的個(gè)人用戶信息。
• 不可用風(fēng)險(xiǎn)。如果云服務(wù)不可用，用戶將被切斷重要數(shù)據(jù)和計(jì)算資源。對(duì)于公司而言，這可能會(huì)導(dǎo)致業(yè)務(wù)損失。因此，確保高可用性是任何云提供商的首要任務(wù)。
• 性能問題。缺乏資源、錯(cuò)誤或基礎(chǔ)設(shè)施缺陷可能會(huì)導(dǎo)致性能不佳，從而損害用戶體驗(yàn)。
• 可靠性差。例如，由于同步問題導(dǎo)致的低可靠性會(huì)嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)并導(dǎo)致重要數(shù)據(jù)丟失。提供商需要確保他們的服務(wù)按預(yù)期工作。
• 黑客和內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)。盡管云供應(yīng)商關(guān)注服務(wù)安全，但他們?nèi)匀粺o法保證完美保護(hù)免受嚴(yán)重黑客攻擊。此外，云計(jì)算不能保護(hù)公司系統(tǒng)和數(shù)據(jù)免受疏忽用戶和惡意內(nèi)部人員的侵害。

既然我們已經(jīng)介紹了主要的云計(jì)算優(yōu)缺點(diǎn)，那么讓我們開始探索虛擬化的優(yōu)缺點(diǎn)。

什么是虛擬化技術(shù)？

虛擬化是允許您在單個(gè)物理計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)模擬環(huán)境和虛擬機(jī)的技術(shù)。Gartner將這項(xiàng)技術(shù)定義為“對(duì)資源用戶隱藏這些資源的物理性質(zhì)和邊界的 IT 資源的抽象”。由于虛擬化，組織可以運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備、計(jì)算機(jī)生成的硬件版本或應(yīng)用程序，同時(shí)共享單個(gè)主機(jī)的資源。

虛擬化的核心是管理程序——一種可以是計(jì)算機(jī)軟件、固件或硬件的仿真器。管理程序既可以在操作系統(tǒng)內(nèi)部工作，也可以在干凈的硬件上工作。它們用于在單個(gè)物理機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)隔離的虛擬系統(tǒng)，通常具有完全模擬的硬件。例如，這允許在單個(gè)物理服務(wù)器上放置多個(gè)虛擬服務(wù)器，從而允許用戶提高其基礎(chǔ)架構(gòu)的效率。

虛擬化的三個(gè)關(guān)鍵用例：

• 虛擬機(jī)是包含功能齊全的操作系統(tǒng)的虛擬環(huán)境。從用戶的角度來看，虛擬機(jī)可能與安裝在實(shí)際硬件上的軟件無法區(qū)分。虛擬桌面和服務(wù)器就是這方面的突出例子。
• 虛擬資源技術(shù)用于將單個(gè)物理資源劃分為多個(gè)虛擬資源，或者相反，將多個(gè)物理資源集中到單個(gè)虛擬資源中。內(nèi)存和存儲(chǔ)是資源虛擬化的常見目標(biāo)。
• 虛擬應(yīng)用程序通過使用軟件容器在操作系統(tǒng)級(jí)別執(zhí)行，從而產(chǎn)生不需要安裝并可立即運(yùn)行的獨(dú)立軟件和數(shù)據(jù)庫。

雖然虛擬資源和虛擬應(yīng)用程序通常用作解決方案的一部分，但虛擬機(jī)本身可用于提供可控的工作環(huán)境和高效的高級(jí)客戶端-服務(wù)器架構(gòu)。

虛擬化最初是作為在多個(gè)應(yīng)用程序之間劃分計(jì)算資源的一種手段而開發(fā)的。最終，這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展到完全抽象軟件和硬件層，使它們彼此獨(dú)立。現(xiàn)在軟件和物理基礎(chǔ)設(shè)施的幾乎每個(gè)方面都可以抽象和虛擬化。

就像在云計(jì)算中一樣，我們可以根據(jù)任務(wù)區(qū)分六大類型的虛擬化：

1. 桌面虛擬化允許您在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行多個(gè)桌面操作系統(tǒng)，每個(gè)操作系統(tǒng)都在自己的虛擬機(jī)中。它還允許用戶通過任何機(jī)器從任何位置虛擬訪問他們的桌面。
2. 網(wǎng)絡(luò)虛擬化將硬件元素和功能抽象為在管理程序上運(yùn)行的軟件。換句話說，網(wǎng)絡(luò)虛擬化創(chuàng)建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)“視圖”，管理員可以使用它從單個(gè)控制臺(tái)管理網(wǎng)絡(luò)。管理員可以在不觸及底層物理組件的情況下修改和控制基礎(chǔ)設(shè)施元素。
3. 存儲(chǔ)虛擬化允許您將網(wǎng)絡(luò)上的所有存儲(chǔ)設(shè)備作為單個(gè)設(shè)備進(jìn)行訪問和管理。這種類型的虛擬化可以更輕松地為虛擬機(jī)配置存儲(chǔ)，并最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)上的所有可用存儲(chǔ)。
4. 數(shù)據(jù)虛擬化意味著從各種來源收集數(shù)據(jù)并在一個(gè)地方進(jìn)行管理，而與來源、格式或位置無關(guān)。當(dāng)其他類型的集成不可行、不可取或負(fù)擔(dān)得起時(shí)，數(shù)據(jù)虛擬化可以幫助打破數(shù)據(jù)孤島。
5. 應(yīng)用程序虛擬化幫助用戶從服務(wù)器遠(yuǎn)程訪問應(yīng)用程序。它不同于桌面虛擬化，因?yàn)橹挥袘?yīng)用程序在虛擬環(huán)境中運(yùn)行，而最終用戶設(shè)備上的操作系統(tǒng)在本地運(yùn)行。
6. 服務(wù)器虛擬化掩蓋了服務(wù)器的使用。物理服務(wù)器分為若干個(gè)虛擬服務(wù)器，每個(gè)虛擬服務(wù)器可以獨(dú)立運(yùn)行自己的操作系統(tǒng)。服務(wù)器虛擬化通過在子服務(wù)器資源中部署主服務(wù)器資源來提高性能并降低運(yùn)營成本。

虛擬化方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

除了創(chuàng)建具有成本效益的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)之外，虛擬化還可以在許多方面使組織受益。例如，它可用于軟件測(cè)試和開發(fā)、產(chǎn)品演示和培訓(xùn)。您還可以在災(zāi)難恢復(fù)中使用虛擬化，因?yàn)樗试S您在幾分鐘內(nèi)部署備份和其他資源。

虛擬化的主要優(yōu)勢(shì)：

• 有效利用資源。現(xiàn)代服務(wù)器的計(jì)算能力很少得到充分利用。虛擬化允許您將多個(gè)虛擬服務(wù)器放置在單個(gè)物理服務(wù)器上，從而實(shí)現(xiàn)有效的服務(wù)器整合和充分利用計(jì)算能力。它還可以節(jié)省硬件資源并提供靈活且易于管理的解決方案，可以根據(jù)需要快速配置，從而實(shí)現(xiàn)成本效益和靈活、動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)架構(gòu)。
• 硬件獨(dú)立。通過完全虛擬化，虛擬軟件在用戶指定的虛擬硬件上運(yùn)行，同時(shí)與主機(jī)的實(shí)際物理硬件完全分離。
• 隔離。虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)與主機(jī)的操作系統(tǒng)完全隔離。對(duì)虛擬操作系統(tǒng)所做的任何更改都不會(huì)反映在主機(jī)操作系統(tǒng)上。
• 封裝。虛擬機(jī)完全封裝在一個(gè)文件中，如果需要，該文件易于管理、備份或移動(dòng)。
• 冗余。可以在單獨(dú)的硬件上部署多個(gè)虛擬機(jī)副本，以提供冗余并確保高可用性。
• 最少的停機(jī)時(shí)間。應(yīng)用程序或系統(tǒng)崩潰可能會(huì)導(dǎo)致停機(jī)并中斷您的工作流程。但是通過虛擬化，管理員可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，并在出現(xiàn)問題時(shí)在它們之間切換。運(yùn)行多個(gè)物理服務(wù)器會(huì)更昂貴。
• 最長正常運(yùn)行時(shí)間。虛擬機(jī)的部署速度比物理服務(wù)器快得多，這使它們成為最大化正常運(yùn)行時(shí)間的絕佳工具。

但是，虛擬化有一些缺點(diǎn)：

• 昂貴的初始投資。從長遠(yuǎn)來看，虛擬化會(huì)帶來效率并有助于降低運(yùn)營成本。但在一開始，它需要大量投資。對(duì)于可能無法一次性為所需基礎(chǔ)設(shè)施分配資金的中小型企業(yè)而言，采用虛擬化可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
• 資源分配。一旦虛擬化對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了分區(qū)，一些系統(tǒng)就有可能運(yùn)行得非常好，而其他系統(tǒng)可能無法為用戶提供足夠的資源來滿足他們的需求。資源分配問題通常發(fā)生在向虛擬化的轉(zhuǎn)變中，可以通過與服務(wù)提供商一起進(jìn)行容量規(guī)劃來解決。
• 服務(wù)器蔓延。由于可以在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建虛擬服務(wù)器，因此您的員工可能傾向于過于頻繁地創(chuàng)建新服務(wù)器而沒有考慮后果。這種服務(wù)器蔓延會(huì)削弱原本健康的環(huán)境。因此，必須了解如何管理虛擬機(jī)、誰在做什么以及使用什么系統(tǒng)。
• 備份問題。在虛擬化環(huán)境中，沒有可以備份數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的實(shí)際硬盤驅(qū)動(dòng)器。您必須為數(shù)據(jù)備份配置其他工具，以簡化此過程并允許將備份存儲(chǔ)在一個(gè)位置以便于跟蹤和訪問。
• 缺乏自動(dòng)化和彈性。虛擬機(jī)的部署或收回受到硬件功能的限制。您不能簡單地添加超出硬件限制的更多資源。無論您的工作量如何，根據(jù)始終保持一定最低數(shù)量的硬件的必要性，資源支出是有限制的。另一個(gè)問題是用戶無法根據(jù)需要自動(dòng)配置資源。您必須聘請(qǐng)其他專家來部署、維護(hù)和收回虛擬機(jī)。
• 需要基礎(chǔ)設(shè)施。最終，盡管存在一定程度的抽象，虛擬機(jī)仍然是組織 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分。它們需要硬件維護(hù)和人員，而虛擬機(jī)本身也需要與物理機(jī)類似的維護(hù)水平。

云計(jì)算和虛擬化比較

這兩種方法都可以幫助企業(yè)優(yōu)化其 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)。但是，它們的工作方式不同，應(yīng)該幫助組織實(shí)現(xiàn)不同的目標(biāo)。

以下是虛擬計(jì)算與云計(jì)算的簡明比較：

云服務(wù)是在考慮最終用戶的情況下創(chuàng)建的。他們不是成為公司 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分，而是將其替換為自動(dòng)化的按需服務(wù)，該服務(wù)不需要使用它的組織進(jìn)行任何管理或特定知識(shí)。

從使用和運(yùn)行服務(wù)的公司的角度來看，這使得云服務(wù)成為一種完全不同的體驗(yàn)。這些關(guān)鍵差異也是決定使用自己的解決方案進(jìn)入市場(chǎng)的開發(fā)人員區(qū)分這兩個(gè)概念的原因。

虛擬化和云計(jì)算都可以幫助您的組織以方便且經(jīng)濟(jì)高效的方式優(yōu)化其 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)。您的選擇應(yīng)取決于您公司的目標(biāo)、需求、所需的基礎(chǔ)設(shè)施和預(yù)算。您也可以選擇同時(shí)使用兩者。虛擬化在云計(jì)算中之所以重要，是因?yàn)樗鼛砹俗詣?dòng)化和可擴(kuò)展性。

然而，隨著云計(jì)算環(huán)境和虛擬化技術(shù)可以為您的組織帶來廣泛的好處，一些挑戰(zhàn)也隨之而來。例如，要正確構(gòu)建和管理您的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)，您需要找到經(jīng)驗(yàn)豐富且知識(shí)淵博的專家。我們有專門的團(tuán)隊(duì)提供云計(jì)算和虛擬化開發(fā)服務(wù)、云平臺(tái)工程和云基礎(chǔ)設(shè)施管理服務(wù)。我們的專業(yè)開發(fā)人員隨時(shí)準(zhǔn)備根據(jù)您的業(yè)務(wù)需求幫助您在云和虛擬化領(lǐng)域創(chuàng)建強(qiáng)大的解決方案。