1.2 国内外研究现状

2 云计算和私有云理论概述

2.1 云计算和私有云

云计算是一种以虚拟化技术为基础，以提高服务器CPU和网络资源利用率及其带来的能耗降低、维护简易、便于扩展、成本下降为目的的新型服务系统和运营模式。

早先，亚马逊的主要业务是B2C电子商务，用户流量并不均匀，某些特定时间段流量会大幅攀升，亚马逊投资的IT资源只是为了应对突发的高峰流量，而在其它时间，这些服务器资源利用率可能不到一半。2006年，在这种情况下亚马逊设计并推出了AWS（Amazon Web Service，亚马逊Web服务），这项服务将平时闲置的IT资源利用了起来。后来，亚马逊依次推出了支持弹性扩展计算资源的EC2（Elastic Compute Cloud，亚马逊弹性云计算）、支持海量文件存储的Amazon S3（Amazon Simple Storage Service，亚马逊简易存储服务）等20余种服务。亚马逊的远见卓识使使亚马逊成为了公有云行业中的佼佼者。

亚马逊之后，Google、IBM、雅虎、Intel、HP等各大公司开始蜂拥进入云计算领域。2010年7月，美国国家航空航天局（NASA）联合Rackspace，公布了OpenStack开源计划。这标志着开源云计算平台的OpenStack时代由此开启。

IDG Connect进行了代表红帽公司的一项网上调研，以了解用户对私有云，以及对OpenStack的看法。调研对象是200位来自美国公司（员工人数在1000人以上）的IT部门管理者。35%受访者来自超过3500人的大型企业。受访者主要来自：

金融服务；

制造业；

医疗保健/医药；

公共部门；

零售业。

调查结果显示，私有云发展面临多方面的挑战：资源管理（21%）、应用软件管理（18%）、简化IT管理（18%）、应用软件迁移（18%）。企业用户越来越重视解决这些问题，受访者企业用户正在有计划的向OpenStack私有云进行迁移。有60%的受访者表示，他们正在处于使用OpenStack的初级阶段，有的正在实施过程中，有的尚未完成。有84%的受访者表示未来OpenStack会成为他们云计划的一部分。

参与调研的受访者认为OpenStack成为私有云替代品所具备的独特优势包括：

管理的可见性（73%）

部署效率（72%）

平台的灵活性（69%）

更好的灵活性（69%）

竞争优势（67%）

在部署OpenStack的企业中，大企业（员工规模在5000人以上）占到了29%的比例，小企业（员工规模在100人以下）则占到了42%的比例。

按照部署类型划分， OpenStack部署的60%都是作为企业内部的私有云，17%是托管私有云，公共云占比15%，混合云占比6%，剩下的2%用于维护OpenStack社区自身运作。

从用户的角度来看，OpenStack云平台究竟带来了什么价值，才让用户选择了OpenStack呢？下面是用户选择OpenStack的原因：

节省成本；

提高效率；

平台开放；

无厂商锁定；

底层技术支持全面；

帮助企业创新。

2.2 云计算理论技术

虚拟化是实现云计算平台的重要的基础技术。从概念上来看，虚拟化概念的起源最早可能要追溯到1959年的国际信息处理（International Federation for Information Processing，IFIP）大会上，来自美国的计算机专家克里斯托弗·斯特雷奇（Christopher Strachey）在《大型高速计算机中的时间共享》（Time Sharing in Large Fast Computer）文中，首先提出了虚拟化的概念，从此拉开了虚拟化发展的帷幕。1964年，一种名为CP-40的新型操作系统首先实现了虚拟内存和虚拟机。之后的1965年，IBM发布了最早实现虚拟化的商业系统——IBM 7044，这被认为是最原始的虚拟化技术。1972年，IBM发布了可用于创建大型主机的虚拟机技术，可以根据用户需求动态调整资源，充分利用了昂贵的大型机资源，虚拟化由此进入大型机时代。但是基于PC Server的虚拟化技术发展一直缓慢。直到1999年，VMware发布了VMware Workstation ，这标志PC上的第一款虚拟化产品诞生。之后在2001年，Vmware凭借新发布的GSX和ESX Server两款产品进入PC Server市场。VMware Workstation被设计可以工作于Windows和Linux操作系统上。后来Intel和AMD的处理器产品都渐渐在处理器指令集中加入了硬件辅助虚拟化的指令。硬件辅助虚拟化技术使虚拟化领域得到扩展，大大提高了CPU虚拟化的效率。