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尽管虚拟化技术可以大大降低数据中心的硬件成本和管理的复杂度，但企业仍然需要为了使用数据中心而进行的采购硬件、安装软件和日常的系统维护等环节。随着半导体、互联网和虚拟化技术的飞速发展，使全世界范围内的数据中心进行较大程度的集中成为可能，在达到一定的规模性效应时，用户只是租用虚拟机而不需要大量的购置和维护成为可能。
基于虚拟化运行环境的云计算中心这样的构想由此产生，它采用创新的计算模式，使用户通过互联网随时获得近乎无限的计算能力，使用户对计算和服务取用自由、按量收费。虚拟化技术的伸缩性和灵活性极大地帮助虚拟化运行环境提高资源利用率，同时简化了资源和服务的管理与维护难度，通过整合成千上万的服务器的物理资源，构建资源池，最终以服务的形式按需提供给用户，提供Linux和Windows系列常用主流操作系统虚拟运行环境，让用户使用虚拟环境和运行环境中的虚拟机像使用本地物理机器一样。
云计算中心的基础架构主要包含计算（服务器）、网络和存储。对于网络，从云计算整个生态环境上来说，可以分为三层，数据中心网络、跨数据中心网络以及泛在的云接入网络，如图4-2所示。
图4-2 云计算服务的三层——数据中心网络、跨数据中心网络以及云接入网络
数据中心网络虚拟化包括核心层虚拟化、接入层虚拟化和虚拟机网络交换。
（1）核心层虚拟化是数据中心核心网络设备的虚拟化，可提高资源的利用率以及交换系统的灵活性和扩展性，为资源的动态伸缩和灵活调度提供支持。
（2）接入层虚拟化实现数据中心接入层的分级设计，支持新的以太网技术和各种灵活的部署方式。
（3）虚拟机网络交换通过虚拟网络交换机和物理网卡虚拟化，在服务器内部形成相应的交换机和网卡功能。
数据中心之间通过跨数据中心网络进行计算或存储资源的迁移和调度，可以通过构建大范围的二层互联网络来进行大型的集群计算，也可以通过构建路由网络连接来满足多个虚拟数据中心提供云计算服务。
虚拟化是支撑云计算的重要技术基石，云计算中所有应用的物理平台和部署环境都依赖虚拟平台的管理、扩展、迁移和备份，各种操作都通过虚拟化层次完成。目前，大部分软件和硬件已经对虚拟化有一定的支持，可以把各种IT资源、软件、硬件、操作系统和存储网络等要素都进行虚拟化，放在云计算平台中统一管理。