[发明专利]数字家庭的云计算和虚拟化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字家庭系统，尤其涉及一种数字家庭的云计算和虚拟化系统。

背景技术

虚拟化技术由来已久，上世纪60年代，由于计算机对于个人用户来说过于庞大与昂贵，而当时的多任务操作系统由于自身的一些缺陷，例如：多个用户之间会相互影响，普通用户不能调试系统乃至重新启动计算机等，使得多个用户共同使用一台机器并不是一个很好的选择。针对这些问题，IBM提出了虚拟化和虚拟机的概念，并设计了相应的系统以支持虚拟化。随着处理器性能的不断提高，在个人电脑以及集群上同时运行多个互不相关的操作系统已经成为可能。此外，由于虚拟化技术在管理与整合系统资源、增加系统可靠性、提高系统可用性和可维护性、加强系统安全性和私密性等方面的应用前景，因此虚拟化技术近年来重新受到产业界的关注，其日趋成熟为云计算打下了坚实的基础。

“云”曾被用来影喻和描述基于网络的服务，形象表达了互联网中所拥有的庞大的计算能力。一般认为，云计算是一种新兴的商业计算模型，它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池中，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力、存储空间和软件服务，应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。

从网格计算到云计算，软硬件技术的不断进步推动着计算模型的不断演化。云计算可以看作是网格计算及之前出现的并行计算和分布式计算的发展，它提供了远远超越计算和存储本身的服务。其内涵除了包括以服务为交付模式的计算和存储基础设施外，虚拟机的租用、应用程序运行环境、编程模型等都可以放在云计算的范畴之内。相对而言，云计算具有如下特点：对计算资源进行动态配置、以Web为中心、以服务为交付方式，

其中，对资源进行动态配置是实施云计算的难点。要对计算资源进行动态切割和分配是一件很不容易的事情，需要对整个分布式的异构计算环境有极为强大的监督和控制能力，在云计算概念提出之前的网格计算就无法做到这一点。虚拟化技术的不断成熟在一定程度上解决了资源动态配置的问题。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种数字家庭的云计算和虚拟化系统，其提高系统可用性和可维护性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括物理资源模块、资源虚拟化模块、管理中间件模块、服务体系模块，物理资源模块连接资源虚拟化模块，资源虚拟化模块通过管理中间件模块与服务体系模块通信。

用户通过简单的终端如笔记本，PDA，甚至手机，使用简单的客户端软件甚至Web就能访问超大规模的计算与存储资源。平台提供商通过管理中间件模块对各个用户进行有效的资源分配与访问控制，对平台资源进行管理等。资源虚拟化模块通过系统虚拟化，存储虚拟化与网络虚拟化等技术将各种分散的计算机资源进行管理并虚拟成虚拟主机等资源提供给用户管理层以供管理与分配。资源虚拟化模块能有效地将用户从对计算机软硬件资源的管理负担中解放出来，从而不必关心真实主机的位置，维护，容错等。

云的核心功能就是可通过基于Web的接口，自动进行服务器的部署。一般而言，在进行一项新的开发之前，需要花数周进行软硬件的部署和配置。云的存在极大的缩短了软硬件部署的周期。理想状况下，开发人员只需要在一张表中填入所需硬件的平台、CPU、内存、存储、操作系统和中间件，并提交给云管理员。云管理员一旦通过，就可以启动部署管理软件，发起次自动部署过程。因此，云计算平台必须清楚资源池的当前和未来容量，否则就无法预测能够支持多少用户。用户在进行资源中请时，需要和云计算平台订一个契约，以约定资源使用的开始和结束时间。云计算平台按开始时间对资源进行预留，以保证用户能够及时获得中请的资源。结束时间则规定了资源使用的期限。过了使用期限，可对已经分配的资源进行回收和重新分配。云计算平台通过资源预留系统检查和平衡系统中的资源。如果用户申请的资源不存在，或者已经被分配，这次资源预留的中请就不会被通过。项目、研发、创新的开展过程往往存在不确定性。这些不确定因素使得用户对于资源的使用很难契合之前所定契约。因此，云计算平台允许用户推延资源使用的期限。此外，用户还可以对之前所定契约进行更改，如减少一台服务器、向服务器中增加软件、更换操作系统、更改现有服务器的内存和存储、增加一台服务器等。要实现上述功能，需要依赖于两种关键技术，资源监控技术和虚拟化技术。