什么是服务器虚拟化技术?有什么用?

什么是服务器虚拟化技术?有什么用?,第1张

服务器虚拟化是使用虚拟化软件在一个硬件服务器上虚拟出多个虚拟硬件服务器。每个虚拟机服务器都有自己的 *** 作系统,提供自己的服务,并且互相直接没有关联互不影响,使用上就好像是一个个单独的服务器。
虚拟化技术最大的好处是提高服务器的利用率,一个服务器可能正常使用上系统负载不到10%,但为了安全或者应用系统限制,不能在一个服务器上提供多种服务(因为这样会死的很惨!,比如同时提供DNS服务和ERP服务,一旦DNS被攻击,你的ERP也一起完蛋。)这样的话,其实上你有90%的投资是浪费的。
但如果我将服务器虚拟化了,虚拟出了5个服务器,一个DNS,一个ERP一个OA一个邮件一个域控,他们之间实际上是隔离的,谁坏了也干扰不到其他服务,等于我用一个服务器的硬件投资实现了五个服务器的效果。这个实体服务器可能硬件利用率就达到了80%以上。

body{ line-height:200%; } 服务器虚拟化技术的常见类型 在服务器虚拟化技术中,被虚拟的实体是各种各样的IT资源。按照这些资源的类型分类,我们可以梳理出不同类型的虚拟化。目前,大家接触最多的就是系统虚拟化。比如使用VMware Workstation在个人电脑上虚拟出一个逻辑系统,用户可以在这个虚拟的系统上安装和使用另一个 *** 作系统及其上的应用程序,就如同在使用一台独立的电脑。我们将该虚拟系统称做“虚拟机”,而VMware Workstation这样的软件就是 “虚拟化软件套件”,它们负责虚拟机的创建、运行和管理。虽然虚拟机或者说系统虚拟化是当前最常使用的服务器虚拟化技术,但它并不是虚拟化的全部。下面为读者介绍服务器虚拟化技术的几种常见类型。 1 基础设施虚拟化 网络虚拟化是指将网络的硬件和软件资源整合,向用户提供虚拟网络连接的虚拟化技术。网络虚拟化可以分为局域网络虚拟化和广域网络虚拟化两种形式。在局域网络虚拟化中,多个本地网络被组合成为一个逻辑网络,或者一个本地网络被分割为多个逻辑网络,并用这样的方法来提高大型企业自用网络或者数据中心内部网络的使用效率。该技术的典型代表是虚拟局域网(Virtual LAN, VLAN)。对于广域网络虚拟化,目前最普遍的应用是虚拟专用网(Virtual Private Network, )。虚拟专用网抽象化了网络连接,使得远程用户可以随时随地访问公司的内部网络,并且感觉不到物理连接和虚拟连接的差异性。同时,保证这种外部网络连接的安全性与私密性。 存储虚拟化是指为物理的存储设备提供一个抽象的逻辑视图,用户可以通过这个视图中的统一逻辑接口来访问被整合的存储资源。存储虚拟化主要有基于存储设备的存储虚拟化和基于网络的存储虚拟化两种主要形式。磁盘阵列技术(Redundant Array of Inexpensive Disks, RAID)是基于存储设备的存储虚拟化的典型代表,该技术通过将多块物理磁盘组合成为磁盘阵列,用廉价的磁盘设备实现了一个统一的、高性能的容错存储空间。网络附加存储(Network Attached Storage, NAS)和存储区域网(StorageArea Network, SAN)则是基于网络的存储虚拟化技术的典型代表。 存储虚拟化是指把物理上分散存储的众多文件整合为一个统一的逻辑视图,方便用户访问,提高文件管理的效率。存储设备和系统通过网络连接起来,用户在访问数据时并不知道真实的物理位置。它还使管理员能够在一个控制台上管理分散在不同位置的异构设备上的数据。 2 系统虚拟化 正如上文所述,目前对于大多数熟悉或从事IT工作的人来说,“虚拟化”这个词在脑海里的第一印象就是在同一台物理机上运行多个独立的 *** 作系统,即所谓的系统虚拟化。系统虚拟化是被最广泛接受和认识的一种服务器虚拟化技术。系统虚拟化实现了 *** 作系统与物理计算机的分离,使得在一台物理计算机上可以同时安装和运行一个或多个虚拟的 *** 作系统。在 *** 作系统内部的应用程序看来,与使用直接安装在物理计算机上的 *** 作系统没有显著差异。 系统虚拟化的核心思想是使用虚拟化软件在一台物理机上虚拟出一台或多台虚拟机(Virtual Machine, VM)。虚拟机是指使用系统虚拟化技术,运行在一个隔离环境中、具有完整硬件功能的逻辑计算机系统,包括客户 *** 作系统和其中的应用程序。在系统虚拟化中,多个 *** 作系统可以互不影响地在同一台物理机上同时运行,复用物理机资源。在下文,尤其是第4章中,读者将会接触到各种各样不同的系统虚拟化技术,比如应用于IBM z系列大型机的系统虚拟化、应用于基于Power架构的IBM p系列服务器的系统虚拟化和应用于x86架构的个人计算机的系统虚拟化。对于这些不同类型的系统虚拟化,虚拟机运行环境的设计和实现不尽相同。但是,在系统虚拟化中虚拟运行环境都需要为在其上运行的虚拟机提供一套虚拟的硬件环境,包括虚拟的处理器、内存、设备与I/O及网络接口等,如图22所示。同时,虚拟运行环境也为这些 *** 作系统提供了诸多特性,如硬件共享、统一管理、系统隔离等。 图22 系统虚拟化 相信很多读者都曾经或者正在将系统虚拟化技术运用到我们日常所用的个人电脑上。在个人电脑上使用系统虚拟化具有丰富的应用场景,其中最普遍的一个就是运行与本机 *** 作系统不兼容的应用程序。例如,一个用户使用的是Windows系统的个人电脑,但是需要使用一个只能在Linux下运行的应用程序,他可以在个人电脑上虚拟出一个虚拟机并在上面安装Linux *** 作系统,这样就可以使用他所需要的应用程序了。 系统虚拟化更大的价值在于服务器虚拟化。目前,数据中心大量使用x86服务器,一个大型的数据中心中往往托管了数以万计的x86服务器。出于安全、可靠和性能的考虑,这些服务器基本只运行着一个应用服务,导致了服务器利用率低下。由于服务器通常具有很强的硬件能力,如果在同一台物理服务器上虚拟出多个虚拟服务器,每个虚拟服务器运行不同的服务,这样便可提高服务器的利用率,减少机器数量,降低运营成本,节省物理存储空间及电能,从而达到既经济又环保的目的。 除了在个人电脑和服务器上采用虚拟机进行系统虚拟化以外,桌面虚拟化同样可以达到在同一个终端环境运行多个不同系统的目的。桌面虚拟化解除了个人电脑的桌面环境(包括应用程序和文件等)与物理机之间的耦合关系。经过虚拟化后的桌面环境被保存在远程的服务器上,而不是在个人电脑的本地硬盘上。这意味着当用户在其桌面环境上工作时,所有的程序与数据都运行和最终被保存在这个远程的服务器上,用户可以使用任何具有足够显示能力的兼容设备来访问和使用自己的桌面环境,如个人电脑、智能手机等。 3 软件虚拟化 除了针对基础设施和系统的虚拟化技术,还有另一种针对软件的虚拟化环境,如用户所使用的应用程序和编程语言,都存在着相对应的虚拟化概念。目前,业界公认的这类虚拟化技术主要包括应用虚拟化和高级语言虚拟化。 应用虚拟化将应用程序与 *** 作系统解耦合,为应用程序提供了一个虚拟的运行环境。在这个环境中,不仅包括应用程序的可执行文件,还包括它所需要的运行时环境。当用户需要使用某款软件时,应用虚拟化服务器可以实时地将用户所需的程序组件推送到客户端的应用虚拟化运行环境。当用户完成 *** 作关闭应用程序后,他所做的更改和数据将被上传到服务器集中管理。这样,用户将不再局限于单一的客户端,可以在不同的终端上使用自己的应用。 高级语言虚拟化解决的是可执行程序在不同体系结构计算机间迁移的问题。在高级语言虚拟化中,由高级语言编写的程序被编译为标准的中间指令。这些中间指令在解释执行或动态翻译环境中被执行,因而可以运行在不同的体系结构之上。例如,被广泛应用的Java虚拟机技术,它解除下层的系统平台(包括硬件与 *** 作系统)与上层的可执行代码之间的耦合,来实现代码的跨平台执行。用户编写的Java源程序通过JDK提供的编译器被编译成为平台中立的字节码,作为Java虚拟机的输入。Java虚拟机将字节码转换为在特定平台上可执行的二进制机器代码,从而达到了“一次编译,处处执行”的效果。

说到虚拟服务器,就涉及到一个概念,那就是服务器虚拟化。那么什么是服务器虚拟化呢?

将服务器的物理资源抽象为逻辑资源,一个服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器。我们不再受限于物理边界,而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件成为可以动态管理的资源池,从而提高资源利用率,简化系统管理,实现服务器集成,使 IT 更能适应业务变化——-这就是服务器虚拟化。

一、虚拟化技术有其优势

它解决了内存和I/O等硬件瓶颈,但也带来了安全隐患。例如,它破坏了正常的网络架构,导致虚拟服务器受到攻击或出现某种情况。

虚拟服务器也会受到影响;可能会导致系统服务器过载。如果服务器过载到一定程度,可能会导致各个虚拟服务器的运行程序过慢,影响客户的使用。

更严重的还可能导致物理服务器系统崩溃,给客户造成不可估量的损失;还会使虚拟机失去安全保护,服务器被攻击的几率大大增加,虚拟机补丁带来的安全风险。
二、服务器虚拟化系统

虚拟机的优势之一是降低了服务器的供电和散热成本,同时让 *** 作更简单、更安全、更方便用户来管理服务器。

此外,部署虚拟机比部署物理机要快得多。您可以在几秒钟内克隆或部署一个新的虚拟服务器,从而不断变化和适应不同的业务需求

同时,为了使企业数据更安全,虚拟化服务器可以在多个服务器上运行一个应用程序服务器,这意味着当一台服务器出现故障或受到攻击时,它可以继续在另一台服务器上运行。

同一个应用程序最大限度地减少了服务器中断的可能性。

双核处理器--让服务器虚拟化更加简单!
(2006-09-30 14:40:00)
为了更好地利用系统硬件资源,在大型机和RISC系统中,虚拟化技术已经得到了广泛的应用,但这些应用更多地局限于高端产品与方案领域,而且成本不菲。现在,x86服务器已成为企业应用的主流,很多企业开始探索x86服务器的虚拟化技术,目的是让数据库更高效、更灵活、更易扩展,不断提高资源利用率,不断降低成本。
资源管理越来越复杂
21世纪正在实现信息时代的种种可能构想。在全球范围内,数据的位数和字节,信息和知识,都在以毫秒级的速度急剧增长。产品的升级换代,由过去的数年缩减到今天的几周,供应链已被编织成复杂的网络。纸张正在被比特代替,电子商务正在迅速从不可思议的梦想走向现实。在这个后工业时代,拥有一流数据管理策略的企业会赢得巨大先机,善用信息技术的公司会取得不凡效果。
成功不能一蹴而就。随着企业服务器无孔不入,硬件和软件系统的功能不断强大,现有信息系统不得不面对大量出现的新问题。今天,复杂的数据以几何级数增长,给企业留下了大量难以应对的数据处理任务。管理这些数据,不仅成本过高,而且难以达到理想的效果,难以实现更好的投资回报(ROI)。难以查询的、陈旧的、不准确的数据,老化的软硬件和不良的运行环境,都会导致服务器性能和效益的降低,带来客户、生意伙伴、员工的不满。
通过虚拟化技术,可以在数据中心内部更有效地利用计算机资源,灵活更新软件、数据和硬件 *** 作平台。在虚拟化技术的帮助下,一台服务器可以被分割成数台“虚拟”的机器,每台都能独立运行自己的
*** 作系统,从而避免了“一台服务器、一种应用”的孤岛模式。统计结果表明,在孤岛模式下,计算机资源的使用率只有不到25%。有了虚拟化技术,企业可以构建一个完全不同的基础环境,更有效地管理服务器。在同一服务器上运行不同 *** 作系统和软件的功能,可以让企业协调服务器的工作负担;如果一个虚拟系统有问题,另一台能立即替补,继续完成同一任务。
虚拟化并不是一个全新的理念,而是久经时间考验的计算模式,IT 专业人员用它来管理大型机和科技用途的计算环境。随着x86技术的快速发展,双核处理器的帮助下,虚拟化技术终于可以在PC和服务器环境中大显身手。
虚拟化技术势在必行
虚拟化服务器技术能够为不同规模、不同行业的客户提供显著的利益。有了可行的虚拟化方案,用户可以更高效地利用计算机资源,添加新的工作软件。一个如此良好运转的计算机系统,带来了用户所需要的帮助,帮助企业达到管理和盈利目标,进而实现资源的更有效整合。
今天,多种多样的硬件平台、 *** 作系统和程序环境,导致了纷杂的电脑系统和资源。单应用程序服务器的激增,以及相应的数据库系统,可能严重影响数据调用和网络运行。很多用户都需要面对同样的问题:某些设备被过度使用,与此同时,另一些设备却没有得到有效利用,由此产生的失调和一连串低效率,自然导致成本增加,反馈速度降低,以及更繁杂的硬件维修。
随着服务器数量、IT人员和任务难度的增加,网络管理已经成为一项开销浩大而又繁重的工作,虚拟化技术可以轻松恢复原有的平衡。有些实际个案已经证实,虚拟化应用能够让基本IT运营费用降低5%到15%。
良好的虚拟化策略,还能够减少IT人员管理设备的时间。这样一来,硬件维护人员、程序人员和其他专业人士,都可以有时间处理更多的战略性工作。根据一些用户的报告,他们的收益增长50%到70%。
尽管虚拟化技术有很多优点,但也对服务器自身提出了更高要求。虚拟化软件必须管理多重虚拟环境,同时仍然需要及时传输数据。在这样的环境下,一流的服务器架构必不可少,而双核服务器以更低的延迟,作为虚拟化技术技术的强大平台。
提升虚拟化应用的水平
虚拟化正在吸引越来越多的企业,这些企业正在寻求服务器应用和计算资源的最大化。虚拟化可以帮助IT经理清除障碍,通过整合运行同一任务指令的服务器,形成理想的基础构架,获得较高的服务器利用,减少管理和基础建设的投资,降低对老式服务器的依赖。在许多情况下,那些老化的机器,需要格外的照顾和支持。
虚拟化还可以帮助企业扩展自己的应用方式。以往没有虚拟化技术,企业难以完整保存原有的应用系统,因为相关的硬件和 *** 作系统的支持和维护费用太高。有了虚拟化,企业也就有了更多的选择权,他们可以根据需要,决定是否有必要把现有的应用程序,迁移到最新的硬件和 *** 作系统上。现在,企业只需要简单地为应用程序创建一个专用的虚拟机,和运行其他应用程序的虚拟机一样,都构建在最新的x86服务器基础上。这样一来,用户原有的投资就能够得到很好的保护。虚拟化的另一个优势是简化和加速软件和系统的配置,用户可以在虚拟机上运行最新版本的软件。
目前,x86服务器虚拟化策略主要有三种方法:首先是软件的虚拟化。虚拟化软件管理系统资源,并充当主服务器和客户 *** 作系统之间的“翻译器”。使用这种方法,无须改变主机 *** 作系统,但因为负荷增加,应用程序的运行效率会有明显降低。第二种方法是 *** 作系统虚拟化。使用这种方法,主机 *** 作系统和虚拟软件要么是同一个软件,要么实现紧密集成。第三种是基于处理器的虚拟化。在这种方案下,处理器直接支持虚拟化,机器服务于虚拟化软件利用的存储区,由此创建一个物理资源的分割区。采用处理器虚拟化方法,减少了上层软件,从而使服务器的性能全面提升,并获得更高的安全性。
双核技术为虚拟化技术提供强大基础
双核处理器为升级到64位、基于 *** 作系统的虚拟化技术提供了一个坚实的基础。例如,双核处理器能够提供高性能的运行,使主机和客户 *** 作系统都能更有效的工作。双核处理器降低了平台能耗,提供了相对低温的数据中心,可以更好地平衡现有动力资源,更有效地利用空间。X86双核处理器极大改善了32位性能,推动了64位的发展,突破4G内存障碍将成为可能。现在,在同一服务器中,用户无需改写编码,就可以运行32位和虚拟64位机,实现最佳的IT投资回报。
双核处理器技术将会提高I/O 容量,可以直接支持更多的 *** 作系统和更多的用户,为虚拟化应用提供了必要支持。在这个方面,我们看到,另一方面,双核处理器将会让企业以更健全的方式,掌控虚拟化带来的影响,迅速有效地重组电脑资源,集中资源在指定服务器上,从而对企业面临的变化做出敏捷反应。在双核处理器的优势和虚拟化技术的帮助下,企业可以更积极地打破传统策略的限制。
虚拟化技术适用于各类企业,特别是数据密集型行业,例如金融服务、医疗、航空和 零售业。目前,越来越多的企业,正在积极寻求虚拟化技术的帮助,构建具有灵活空间的计算平台。随着公司决策者日益关注x86结构可能带来的额外获益,他们更密切、更挑剔地对待服务器采购。有了IT资源的有效管理,企业才有可能确保收入、增加资产、改善客户和伙伴关系,已经来自资本市场的青睐。
根据相关资料显示,AMD多内核处理器设计可以充分发挥现有的单内核处理器所具有的先进性和简约性。通过将AMD64服务器处理器中的直连架构直接连接到内存、I/O和缓存,可以消除传统的瓶颈,大幅度减少内存延时问题。多内核处理器可以无缝地共享内存控制器(因为它们是现有的单和多内核处理器晶圆的内置组件),从而能够利用这种架构显著地提升性能。AMD64技术还将在32位或64位环境中,为多内核处理器提供更高的速度和内存访问能力。
现在,人们的眼光已经越过CPU,开始研究I/O和基于芯片的虚拟化技术,他们正在发现提高产出、减少成本的各种途径。明天的解决方案存在于今天,无论提高系统性能、 电子商务、存储,还是提高数据使用效率,双核处理器正在迈入服务器性能革命的新时代,让水平构架虚拟化成为现实


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