基础设施层将经过虚拟化的计算资源、存储资源和网络资源以基础设施即服务的方式通过网络提供给用户使用和管理。虽然不同云提供商的基础设施层在所提供的服务上有所差异，但是作为提供底层基础lT资源的服务，核层一般都具有以下基本功能。

　　1 ·资源抽象

　　当要搭建基础设施层时，首先面对的是大规模的硬件资源，比如通过网络相互连接的服务器和存储设备等。为了能够实现高层次的资源管理逻辑，必须对资源进行抽象，也就是对硬件资源进行虚拟化。

　　虚拟化的过程一方面需要屏蔽掉硬件产品上的差异，另一方面需要对每一种硬件资源提供统一的管理逻辑和接口。值得注意的是，根据基础设施层实现的逻辑不同，同一类型资源的不同虚拟化方法可能存在着非常大的差异。例如，存储虚拟化方面有IBM SAN Volume Controller、IBM Tivoli Storage Manager(TSM)、Google File System、HadoopDistributed FileSystem和VMware Virtual MachineFile System等几种主流的技术。

　　另外，根据业务逻辑和基础设施层服务接口的需要，基础设施层资源的抽象往往是具有多个层次的。例如，目前业界提出的资源模型中就出现了虚拟饥 (Virtual Machine)、集群(Cluster)和云(Cloud)等若干层次分明的资源抽象。资源抽象为上层资源管理逻辑定义了被操作的对象和粒度，是构建基础设施层的基础。如何对不同品牌和型号的物理资源进行抽象，以一个全局统一的资源池的方式进行管理并呈现给客户，是基础设施层必须解决的一个核心问题。

　　2 ·资源监控

　　资源监控是保证基础设施层高效率工作的一个关键功能。资源监控是负载管理的前提，如果不能对资源进行有效监控，也就无法进行负载管理。基础设施层对不同类型的资源监控的指标不同。对于cpu，通常监控的是cpu的使用率。对于内存和存储，除了监控使用率，还会根据需要监控读写操作频率。对于网络，则需要对网络实时的输入、输出流量、可获得带宽及路由状态进行监控。

　　基础设施层首先需要根据资源的抽象模型建立一个资源监控模型，用来描述资源监控的对象及其度量。Amazon公司的CloudWatch是一个给用户提供监控AmazonEC2实例并负责负载均衡的Web服务，该服务定义了一组监控模型，使得用户可以基于模型使用监控工具对EC2实例进行实时监测，并在此基础上进行负载均衡决策。

　　同时，资源监控还具有不同的粒度和抽象层次。一个典型的场景是对包括相互关联的多个虚拟资源的某个具体的解决方案整体进行资源监控。整体监控结果是对解决方案各个部分监控结果的整合。通过对结果进行分析，用户可以更加直观地监控到某个解决方案整体资源的使用情况及其对解决方案整体性能的影响，从而采取必要的操作对解决方案进行调整。

　　3 ·负载管理 

　　 在基础设施层这样大规模的集群资源环境中，任何时刻参与节点的负载都是起伏不定的。如图4.2左所示为负载管理之前某个时刻负载分布状况。

　　一般来说，节点之间的负载允许存在一定的差异和起伏，它们的负载在一定程度上不均匀也不会导致严重的后果。然而，如果太多节点资源利用率过低或者节点之间负载差异过大就会造成一系列突出洲问题。一方面，如果太多节点负载过低，会造成资源使用上的浪费，需要基础设施层提供自动化的负载平衡机制将负载进行合并，提高资源使用率并且关闭负载整合后闲置的资源。另一方面，如果有些节点的负载过高，上层服务的性能将会受到影响。一般来说，理想的处理器负载在60%-80%之间，基础设施层的自动化负载平衡机制可以将负载进行转移，即从负载过高节点转移部分负载到负载过低节点，从而使得所有的资源在整体负载和整体利用率上面趋于平衡，尽量将服务器负载控制在理想范围内。图4.2右所示即为负载平衡后的负载分布状况。

　　4 ·存储管理

　　在基础设施层的存储有两个主要用途:1)存储虚拟机的镜像文件;2 )保存云中虚拟机系统所保存的应用业务数据。

　　一个典型的基础设施服务上面会运行成千上万个虚拟机，每个虚拟机都有自己的镜像文件。通常一个镜像文件的大小会在l0个GB左右，随着虚拟机的运行过程中业务数据的产生，存储往往还会增加。基础设施云对镜像文件存储有着巨大的需求。

　　另外，在云中运行的虚拟机内部的应用程序通常会有存储数据的需要。如果将这些数据存储在虚拟机内部则会使得支持高可用性变得非常闲难。为了支持应用的高可用性，可以将这些数据都存储在虚拟机外的其他地方，当虚拟机不可用时直接快速启动另外一个相同的虚拟机实例井使用之前在虚拟机外存储的数据。为了保证虚拟机动态迁移的性能，通常会让不同硬件服务器上的虚拟机管理器使用共享存储。这些存储设备需要通过高速I/O网络和传输协议链接起来，比如iSCSI。因此，基础设施即服务云通常也会提供相应的存储服务来保存应用业务数据，比如AmazonS3。

　　5 ·资源部署

　　资源部署指的是通过自动化部署流程将资源分配给上层应用的过程，即使基础设施服务变得可用的过程。在应用程序环境构建初期，当所有虚拟化的硬件资源环境都已经准备就绪时，就需要进行初始化过程的资源部署。另外，在应用运行过程中，往往会进行二次甚至多次资源部署，从而满足上层应用对于基础设施层中资源的需求，也就是运行过程中的动态部署。