云計算和虛擬化是一樣的嗎？

虛擬化和云服務都從抽象資源創建環境，這就是為什么這些術語有時可以互換使用的原因。在我們詳細探討每種方法之前，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別。主要區別在于虛擬化是一種技術，而云計算是一種環境。

云計算需要虛擬化嗎？云計算使用服務器虛擬化作為服務的基礎部分，幫助提供商匯集和交付資源。如果您已經擁有虛擬基礎架構，則可以對其進行擴展并將其轉變為云。為此，您需要匯集虛擬資源、編排它們并為用戶創建自助服務門戶。

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

什么是云計算？

云計算是一種用于按需從云中交付計算機系統資源和服務（如數據存儲和計算能力）的方法。云是虛擬資源池。它們由管理和自動化軟件編排，允許用戶通過自動擴展和動態資源分配支持的自助服務門戶訪問它們。

所有服務和資源都托管在由云服務提供商 (CSP) 管理的遠程數據中心。CSP 提供請求的資源并根據使用情況對其進行計費。組織通常采用云計算作為削減維護和管理自己的 IT 基礎架構成本的戰略的一部分，因為他們只需為使用的云資源付費。如果所需資源隨時間變化，這種靈活性會派上用場。

根據美國國家標準與技術研究院(NIST) 的規定，云計算具有五個基本特征、三種服務模型和四種部署模型。

讓我們從特征開始仔細研究其中的每一個：

1. 按需自助服務。客戶可以通過自動化系統根據自己的需要提供額外的資源。這樣的系統不應該需要與人工管理員交互。
2. 廣泛的網絡訪問。資源應該可以通過網絡隨時且完全可用，允許用戶從廣泛的客戶端平臺訪問它們。
3. 資源池。提供的資源匯集在一起??，并根據消費者需求動態分配。從客戶的角度來看，資源應該獨立于硬件或物理位置。
4. 快速彈性。資源應該能夠根據用戶需求適當擴展。從消費者的角度來看，資源應該是無限的，能夠隨時快速提供更多資源。
5. 衡量服務。應該監控和控制資源的使用，因為用戶通常按照他們使用的資源按比例收費。

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

1. 基礎設施即服務 (IaaS)提供計算資源，例如處理能力、內存、存儲或數據中心空間。用戶需要安裝自己的軟件才能使用提供的資源。
2. 平臺即服務 (PaaS)提供功能齊全的開發環境來創建應用程序。PaaS 解決方案通常包括操作系統、編程環境、服務器和數據庫。
3. 軟件即服務 (SaaS)提供對應用程序的按需訪問。

要充分了解云服務的工作原理，我們應該了解部署它們的四種主要方式：

1. 公共云服務通過公共網絡提供，數據中心和基礎設施通常由 CSP 維護。雖然提供商可以限制對其資源的訪問，但他們無法控制訪問其服務的用戶集。根據Gartner 的預測，公共云服務市場預計將在 2021 年增長 23.1%，達到 3323 億美元，高于 2020 年的 2700 億美元。

2.私有云服務和資源只能在組織內部使用。它們通常由組織運行和維護，并通過安全的內部網絡交付以滿足內部需求。與其他部署類型相比，私有云服務相當昂貴。反過來，它們為組織提供了對安全性的更大控制，允許組織知道其數據的位置，并避免需要遵守多個司法管轄區的要求。

3. 社區云服務由鄰近的幾個組織創建，以解決共同的挑戰和問題。社區云通常可以獲得公共云的成本優勢，同時提供更高的隱私、安全性和法規遵從性。

4. 混合云使用至少兩種不同的部署方法來創建專門的統一云服務來滿足組織的特定需求。混合云還可能意味著每組云服務客戶 (CSC) 的云服務基礎架構實際上與其他 CSC 的基礎架構分離。

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

云計算可用于完全或部分替換 IT 基礎架構，該服務可根據需要自動擴展以滿足公司的所有計算需求，而無需公司維持自己的員工并購買自己的硬件。這使得云計算具有成本效益并提高了業務效率，使公司能夠專注于其核心產品。

云計算的好處和挑戰

作為 IT 服務的一部分，云計算一直在增長，到 2021 年創造了超過3000 億美元的收入。企業似乎繼續采用云基礎設施和服務。

讓我們從云計算的六大優勢開始探討云計算的優缺點：

成本效益。云計算服務本身并不便宜，但其現收現付定價模式使組織能夠明智地規劃其基礎設施費用。例如，組織可以在需要時通過點擊幾下輕松擴展其存儲容量，而無需在不需要那么多資源的情況下連續幾個月多付錢。

此外，借助云計算，企業無需購買任何物理硬件，也無需在其安裝、存儲、配置和管理上花錢。

敏捷。借助云計算，組織可以獲得更大的靈活性并加快其流程。例如，您可以在幾分鐘內部署企業應用程序，而無需等待數周的 IT 團隊審核和批準您的請求、購買硬件和安裝軟件。

此外，依靠云供應商處理所有基礎架構、存儲和托管問題，您的專家可以花更多時間完成業務目標、優化工作流程和改善客戶服務。

可擴展性。企業極大地受益于云服務提供的彈性。企業無需購買在流量下降期間仍未使用的多余存儲單元和硬件，而是可以根據當前需求擴大和縮小容量。

流動性。云計算允許您的員工在世界任何地方通過智能手機和筆記本電腦訪問公司數據和資源。在后 Covid 時代，這種移動性對于安排高效的遠程工作特別有幫助。

安全。每個像樣的 CSP 都會仔細監控其服務的安全性，努力將數據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。企業可以使用云計算基礎設施，而不必擔心管理基本的網絡安全程序。此外，云服務會備份您的數據，讓您在發生問題時輕松恢復。

能見度。基于云的系統確保所有文檔都存儲在一個地方。由于所有員工都訪問相同的信息，您可以記錄對文檔的任何修訂或更新，從而保持數據一致并消除人為錯誤和數據重復。

雖然采用云計算的優勢顯而易見，但也存在許多問題和挑戰，使供應商和客戶的生活變得更加艱難：

• 企業費用高。可負擔性是云計算的主要優勢之一，但隨著用戶拉取越來越多的資源，維持低成本變得困難。為大公司保持云計算的成本效益是每個服務提供商目前面臨的挑戰。
• 隱私問題。當涉及到云計算時，隱私問題是一個突出的問題。云計算受到嚴格監控，每個用戶操作都為提供商所知。提供商經常處理可能被濫用的個人用戶信息。
• 不可用風險。如果云服務不可用，用戶將被切斷重要數據和計算資源。對于公司而言，這可能會導致業務損失。因此，確保高可用性是任何云提供商的首要任務。
• 性能問題。缺乏資源、錯誤或基礎設施缺陷可能會導致性能不佳，從而損害用戶體驗。
• 可靠性差。例如，由于同步問題導致的低可靠性會嚴重影響用戶體驗并導致重要數據丟失。提供商需要確保他們的服務按預期工作。
• 黑客和內部風險。盡管云供應商關注服務安全，但他們仍然無法保證完美保護免受嚴重黑客攻擊。此外，云計算不能保護公司系統和數據免受疏忽用戶和惡意內部人員的侵害。

既然我們已經介紹了主要的云計算優缺點，那么讓我們開始探索虛擬化的優缺點。

什么是虛擬化技術？

虛擬化是允許您在單個物理計算機或服務器上創建多個模擬環境和虛擬機的技術。Gartner將這項技術定義為“對資源用戶隱藏這些資源的物理性質和邊界的 IT 資源的抽象”。由于虛擬化，組織可以運行不同的操作系統、存儲設備、計算機生成的硬件版本或應用程序，同時共享單個主機的資源。

虛擬化的核心是管理程序——一種可以是計算機軟件、固件或硬件的仿真器。管理程序既可以在操作系統內部工作，也可以在干凈的硬件上工作。它們用于在單個物理機器上運行多個隔離的虛擬系統，通常具有完全模擬的硬件。例如，這允許在單個物理服務器上放置多個虛擬服務器，從而允許用戶提高其基礎架構的效率。

虛擬化的三個關鍵用例：

• 虛擬機是包含功能齊全的操作系統的虛擬環境。從用戶的角度來看，虛擬機可能與安裝在實際硬件上的軟件無法區分。虛擬桌面和服務器就是這方面的突出例子。
• 虛擬資源技術用于將單個物理資源劃分為多個虛擬資源，或者相反，將多個物理資源集中到單個虛擬資源中。內存和存儲是資源虛擬化的常見目標。
• 虛擬應用程序通過使用軟件容器在操作系統級別執行，從而產生不需要安裝并可立即運行的獨立軟件和數據庫。

雖然虛擬資源和虛擬應用程序通常用作解決方案的一部分，但虛擬機本身可用于提供可控的工作環境和高效的高級客戶端-服務器架構。

虛擬化最初是作為在多個應用程序之間劃分計算資源的一種手段而開發的。最終，這項技術發展到完全抽象軟件和硬件層，使它們彼此獨立。現在軟件和物理基礎設施的幾乎每個方面都可以抽象和虛擬化。

就像在云計算中一樣，我們可以根據任務區分六大類型的虛擬化：

1. 桌面虛擬化允許您在同一臺計算機上運行多個桌面操作系統，每個操作系統都在自己的虛擬機中。它還允許用戶通過任何機器從任何位置虛擬訪問他們的桌面。
2. 網絡虛擬化將硬件元素和功能抽象為在管理程序上運行的軟件。換句話說，網絡虛擬化創建了一個網絡“視圖”，管理員可以使用它從單個控制臺管理網絡。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設施元素。
3. 存儲虛擬化允許您將網絡上的所有存儲設備作為單個設備進行訪問和管理。這種類型的虛擬化可以更輕松地為虛擬機配置存儲，并最大限度地利用網絡上的所有可用存儲。
4. 數據虛擬化意味著從各種來源收集數據并在一個地方進行管理，而與來源、格式或位置無關。當其他類型的集成不可行、不可取或負擔得起時，數據虛擬化可以幫助打破數據孤島。
5. 應用程序虛擬化幫助用戶從服務器遠程訪問應用程序。它不同于桌面虛擬化，因為只有應用程序在虛擬環境中運行，而最終用戶設備上的操作系統在本地運行。
6. 服務器虛擬化掩蓋了服務器的使用。物理服務器分為若干個虛擬服務器，每個虛擬服務器可以獨立運行自己的操作系統。服務器虛擬化通過在子服務器資源中部署主服務器資源來提高性能并降低運營成本。

虛擬化方法的優點和缺點

除了創建具有成本效益的 IT 基礎架構之外，虛擬化還可以在許多方面使組織受益。例如，它可用于軟件測試和開發、產品演示和培訓。您還可以在災難恢復中使用虛擬化，因為它允許您在幾分鐘內部署備份和其他資源。

虛擬化的主要優勢：

• 有效利用資源。現代服務器的計算能力很少得到充分利用。虛擬化允許您將多個虛擬服務器放置在單個物理服務器上，從而實現有效的服務器整合和充分利用計算能力。它還可以節省硬件資源并提供靈活且易于管理的解決方案，可以根據需要快速配置，從而實現成本效益和靈活、動態的基礎架構。
• 硬件獨立。通過完全虛擬化，虛擬軟件在用戶指定的虛擬硬件上運行，同時與主機的實際物理硬件完全分離。
• 隔離。虛擬機的操作系統與主機的操作系統完全隔離。對虛擬操作系統所做的任何更改都不會反映在主機操作系統上。
• 封裝。虛擬機完全封裝在一個文件中，如果需要，該文件易于管理、備份或移動。
• 冗余。可以在單獨的硬件上部署多個虛擬機副本，以提供冗余并確保高可用性。
• 最少的停機時間。應用程序或系統崩潰可能會導致停機并中斷您的工作流程。但是通過虛擬化，管理員可以同時運行多個虛擬機，并在出現問題時在它們之間切換。運行多個物理服務器會更昂貴。
• 最長正常運行時間。虛擬機的部署速度比物理服務器快得多，這使它們成為最大化正常運行時間的絕佳工具。

但是，虛擬化有一些缺點：

• 昂貴的初始投資。從長遠來看，虛擬化會帶來效率并有助于降低運營成本。但在一開始，它需要大量投資。對于可能無法一次性為所需基礎設施分配資金的中小型企業而言，采用虛擬化可能是一項挑戰。
• 資源分配。一旦虛擬化對系統進行了分區，一些系統就有可能運行得非常好，而其他系統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生在向虛擬化的轉變中，可以通過與服務提供商一起進行容量規劃來解決。
• 服務器蔓延。由于可以在幾分鐘內創建虛擬服務器，因此您的員工可能傾向于過于頻繁地創建新服務器而沒有考慮后果。這種服務器蔓延會削弱原本健康的環境。因此，必須了解如何管理虛擬機、誰在做什么以及使用什么系統。
• 備份問題。在虛擬化環境中，沒有可以備份數據和系統的實際硬盤驅動器。您必須為數據備份配置其他工具，以簡化此過程并允許將備份存儲在一個位置以便于跟蹤和訪問。
• 缺乏自動化和彈性。虛擬機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，根據始終保持一定最低數量的硬件的必要性，資源支出是有限制的。另一個問題是用戶無法根據需要自動配置資源。您必須聘請其他專家來部署、維護和收回虛擬機。
• 需要基礎設施。最終，盡管存在一定程度的抽象，虛擬機仍然是組織 IT 基礎架構的一部分。它們需要硬件維護和人員，而虛擬機本身也需要與物理機類似的維護水平。

云計算和虛擬化比較

這兩種方法都可以幫助企業優化其 IT 基礎架構。但是，它們的工作方式不同，應該幫助組織實現不同的目標。

以下是虛擬計算與云計算的簡明比較：

云服務是在考慮最終用戶的情況下創建的。他們不是成為公司 IT 基礎架構的一部分，而是將其替換為自動化的按需服務，該服務不需要使用它的組織進行任何管理或特定知識。

從使用和運行服務的公司的角度來看，這使得云服務成為一種完全不同的體驗。這些關鍵差異也是決定使用自己的解決方案進入市場的開發人員區分這兩個概念的原因。

虛擬化和云計算都可以幫助您的組織以方便且經濟高效的方式優化其 IT 基礎架構。您的選擇應取決于您公司的目標、需求、所需的基礎設施和預算。您也可以選擇同時使用兩者。虛擬化在云計算中之所以重要，是因為它帶來了自動化和可擴展性。

然而，隨著云計算環境和虛擬化技術可以為您的組織帶來廣泛的好處，一些挑戰也隨之而來。例如，要正確構建和管理您的 IT 基礎架構，您需要找到經驗豐富且知識淵博的專家。我們有專門的團隊提供云計算和虛擬化開發服務、云平臺工程和云基礎設施管理服務。我們的專業開發人員隨時準備根據您的業務需求幫助您在云和虛擬化領域創建強大的解決方案。