北大青鸟设计培训:服务器虚拟化的好处?

北大青鸟设计培训:服务器虚拟化的好处?,第1张

对于大多数的运维管理程序员来说,如何维护服务器的正常运行以及内存占用等都是非常常见的日常工作内容。
而服务器的虚拟化却能够大大优化这一问题。
下面我们就一起来了解一下服务器虚拟化的好处。
从基本的服务器整合开始,服务器虚拟化有诸多好处。
你可以在单个硬件上将多个应用程序联合起来,从而减少数据中心所需的服务器的总的数量。
服务器越少,框架和网络设备就会更少;从物理空间到空调的维修费用,所有这些都会帮助节省事物的开支。
服务器虚拟化降低了新硬件对资本支出的需求,从而让你不用再对这些硬件进行更新。
你可以重新部署那些突然释放出来的服务器。
还记得数据中心管理员必须手动提供服务器的那些日子吗自从服务器虚拟化出现之后,自动化就有了较大进步,从而用户就可以在几秒时间内把VM运行起来,并且还能通过仅点击几下鼠标来迁移多个工作负载,以便应对业务变化需求。
服务器虚拟化也能够提供当下基于web的、高连接性业务所需的高可用性、失效备援、可扩展性、敏捷性、高性能和灵活性。
服务器虚拟化是支持云计算供应商提供其服务的底层技术。
当客户从云服务提供商那里购买了基础设施即服务(IaaS)时,他们就会购买VM,然后再添加完成任务所需的相关存储、管理和安全功能。
服务器虚拟化的不同类型在服务器虚拟化的世界中,物理服务器被称为主机,它运行着一个主机 *** 作系统
每个VM都是一个客户,会运行一个客户 *** 作系统。
客户会彼此隔离开。
有了基于超管理程序的虚拟化,超级监督程序或虚拟机监控器(VMM)就能处于主机OS和底层硬件层之间,向客户 *** 作系统提供必需的资源。
半虚拟化和全虚拟化能够在客户 *** 作系统安装进虚拟机之前对它进行修改。
盐城IT培训>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。

服务器虚拟化,就能实现在指定的物理服务器主机上以访客身份运行多个服务器 *** 作系统。这样就能将服务器软件从物理计算机抽离出来,服务器就会成为与物理层面分离的虚拟机 ,尽管服务器认定它拥有专属计算和内存资源,然而实际上,它是在服务器硬件的虚拟仿真品上运行。

服务器虚拟化能够比以往更高效地利用 IT 资源。在服务器虚拟化之前,同一数据中心内的硬件利用不足或过度利用的情况比比皆是。通过虚拟化,数据中心可以根据负载情况在虚拟机之间转移工作负载。同一台物理服务器也可以运行多个服务器 *** 作系统和配置,从而进一步提高效率。服务器虚拟化是云计算和混合 IT 的基础。

服务器 虚拟化有很多种技巧,这里我们将主要解释有关在硬件上模拟运行两个或者更多 *** 作系统的服务器虚拟化。

可以说,因为虚拟化技术避免了服务器使用浪费,所以这项技术获得了广泛应用。一般来说,一台服务器装载和使用一个物理服务器 *** 作系统。一般服务器的平均CPU利用率仅为10%左右。

如果只运行一台服务器的话,保持这个状态没有什么问题。可是,如果运行多台服务器的话,这会导致CPU资源的极大浪费。

这就是服务器虚拟化引起人们关注的原因。虽然服务器虚拟化有很多种技巧,但是用VMware、Hyper-V和XenServer等模拟硬件来运行两个甚至更多 *** 作系统的方法都是差不多的。使用这种方法的话,我们可以在一台物理服务器上的虚拟机中运行两个或者更多个环境。从服务器 *** 作系统中看,这台虚拟机和物理服务器是是一样的。因为虚拟机可以装载包括Windows
40到Windows Server 2008的不同版本 *** 作系统,以及Windows和Linux的混合环境,这都是服务器虚拟化吸引人们关注的亮点。

不管怎么说,不浪费大量空闲的物理服务器CPU资源应该是对系统管理者来说最大的优点。如果5台服务器被整合成为1台服务器的话,能耗也会大大削减。因此绿色IT也成为服务器虚拟化受到重视的原因之一。

选择哪个服务器虚拟化软件

物理服务器和服务器虚拟化软件是服务器虚拟化的必要组成部分。

现在市场中有各种各样的服务器虚拟化软件,不过VMware可以说是占据了大多数份额。VMware的ESXi是一款提供了虚拟化和基本服务器程序的软件,而另一方面,Infrastructure
3除了程序之外还捆绑了相关管理软件。

虚拟主机

目前VMware的最大竞争对手恐怕就是Hyper-V了。Windows Server
2008除了提供Hyper-V之外,还提供了两个形式的Hyper-V Server,这些都是免费的。Hyper-V的最大好处是让Windows Server
2008可以使用多个硬件。

作为VMware的竞争产品,Citrix的XenServer也引来了人们的关注。XenServer是一款基于Xen
hypervisor的开源虚拟化产品,其管理工具CUI是其最大的亮点。因为hypervisor最早是用于Linux服务器的,所以如果用户主要使用的是Linux服务器的话,尝试使用XenServer会更好一些。Citrix目前正在准备XenServer
Express版本,而且未来还计划推出更高级别的版本。

那么,究竟应该选择哪种虚拟化软件呢因为具体用法不同,所以我们不能在这里一概而论。如果就实际情况来说的化,应该是选择VMware吧。而且VMware可以说是虚拟化市场内的老牌厂商了,企业采用VMware的产品会更放心一些。而另一方面,微软的优势则在于免费的Hyper-V。因为Hyper-V是与Windows
Server集成的,所以如果以微软产品作为系统的主要构成部分,与微软管理工具的集成度很高的话,使用Hyper-V更合适一些。而XenServer的最大特点是与Linux的高度集成性,因为XenServer最大价值的体现为围绕Linux服务器的。

硬件怎样做才好

由于各种服务器虚拟化软件有所不同,所有我们在这里有必要详细谈谈服务器虚拟化的物理设备。共同点是是否装载了虚拟化功能的64位CPU。即使已经确定在客户PC中采用了Intel或者AMD的CPU,也要详细说明采用的是Core
2双核或者四核、Core i6、Phenom还是Athlon。

内存容量是服务器虚拟化的关键因素,虚拟化可以提高CPU的利用率。因为如果5台服务器使用1GB虚拟内存,那么有必要安装5GB内存,而且这是最低的。因此,确认内存的最大装载容量在虚拟化时代挑选服务器的关键点。

除此之外的另一个重要因素是网卡。因为VMware对网卡是有限制规定的,所以可能会出现即使安装了网络也不能访问的问题。同时,因为虚拟机是共享网络网卡的,如果用虚拟机运行需要频繁访问的应用,那么最好准备两个或者更多个网卡。

在存储方面,Hyper-V和XenServer也能灵活使用SATA
HDD。另一方面,SCSI系统的HDD(例如SAS)主要是针对VMware设计的,现在还不能简单地使用SATA
HDD(可以使用SATA对应的RAID卡)。在外部存储(SAN、NAS和iSCSI)方面,服务器虚拟化的软件都是对应的。

服务器虚拟化很难

上面我们介绍了运行服务器虚拟化必要的软件和硬件。你也许会觉得服务器虚拟化很复杂。这时候选择装载了hypervisor的物理服务器产品会更方便。

因为USB存储器和SD卡具有可以保存小型文件的特点,VMware
ESXi可以利用USB存储器来启动存储设备,并将其嵌入到其他厂商生产的服务器产品中。这样用户打开电源马上就可以利用服务器虚拟化环境。因为目前市场中已经有采用这种方法的XenServer服务器,所以不妨买来尝试一下。

Hyper-V的情况更简单。如果是预装了Windows Server 2008
64位版本的服务器,安装以后马上就可以使用虚拟化功能。而且不少服务器厂商都提供了对Hyper-V的支持,如果选择这些厂商的产品也可以马上使用虚拟化环境。所有这些都可以解释服务器虚拟化普遍应用的原因。


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