虚拟化技术在云计算平台的应用及安全保证

2023-11-18 理论教育版权反馈

【摘要】：特别是新兴起的云计算，更需要虚拟化技术的支撑。20世纪70年代后，IBM、HP和SUN等公司将虚拟化技术引入各自的高端精简指令集服务器和小型计算机中。这是x86架构上的第一款虚拟化商用软件。2003年，采用最新半虚拟化技术实现的开源Xen推出，并在数据中心用户群体中流行开来。Xen的推出使得虚拟化技术的研究和应用更加普及。因此，使用虚拟技术的云计算平台必须向其客户提供安全性和隔离保证。虚拟化技术现在最成熟的系统有Xen、VMware及KVM。

虚拟化技术由于其在提高基础设施可靠性和提升资源利用效率等方面的巨大优势，其应用领域越来越广泛。特别是新兴起的云计算，更需要虚拟化技术的支撑。

虚拟化技术的起源最早可以追溯到1959年，Strachey发表了一篇名为“Time Sharing in Large Fast Computers”的学术论文^[18]。这篇文章被认为是虚拟化技术的最早论述。在此后的十几年，虚拟化技术走进了初始发展阶段。20世纪60年代，IBM为其大型机发明了一种虚拟机监控器技术。20世纪70年代后，IBM、HP和SUN等公司将虚拟化技术引入各自的高端精简指令集服务器和小型计算机中。由于不同厂商的产品和技术不能很好地兼容，虚拟化技术的发展进程有所变慢。1999年，VMware公司提出了一套以虚拟机监控器为中心的软件解决方案。这套方案在全虚拟化模式中使PC服务器平台实现虚拟化。这是x86架构上的第一款虚拟化商用软件。虚拟机技术从此进入个人计算机领域并重新得到快速发展。2003年，采用最新半虚拟化技术实现的开源Xen推出，并在数据中心用户群体中流行开来。Xen的推出使得虚拟化技术的研究和应用更加普及。2005年和2006年，两大CPU生产商Intel和AMD公司对硬件进行修改，分别推出支持硬件虚拟化技术的产品。这项技术改变了x86架构对虚拟化支持的效能，x86架构由此成了虚拟化技术发挥作用的重要平台之一。

随着云计算的兴起，虚拟化技术走进了一个全面鼎盛的时期。虚拟机技术是云计算系统中的核心关键技术。它为所有租户提供了一个可扩展的、共享的资源平台的云计算商业模式。更重要的是，为云计算的其他功能提供了最底层的支持。它是可以将各种计算及存储资源充分整合和高效利用的关键技术。通过虚拟化手段将系统中的各种异构的硬件资源转换为灵活统一的虚拟资源池，从而形成云计算基础设施，为上层云计算平台和云计算服务提供相应的支撑。从企业的角度来看，虚拟化提供了数据中心整合，并且可提高IT运营效率。如今，企业已经以各种形式部署，包括操作系统虚拟化的数据中心内的虚拟化技术、存储虚拟化、数据库虚拟化和应用程序或软件虚拟化等。(www.chuimin.cn)

但是，虚拟化技术引入了比物理主机更多的安全风险，因为同一物理主机上的虚拟机之间可以不经过防火墙与交换机设备相互访问。因此，使用虚拟技术的云计算平台必须向其客户提供安全性和隔离保证。目前，已经有很多研究者针对虚拟化系统和虚拟化管理的安全问题进行探讨^[19]。参考文献[20]中提出了基于嵌套虚拟化技术的可信基构建方法、基于现有硬件特性的安全监控和基于高权限虚拟机的数据隔离机制，为可信云服务提供了新的途径。

虚拟化技术现在最成熟的系统有Xen、VMware及KVM。

虚拟化技术在云计算平台的应用及安全保证

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