服务器虚拟化是把一个实体服务器分割成多个小的虚拟服务器。有了服务器虚拟化,多个服务器依靠一台实体机生存。最普通的服务器虚拟化方法是使用虚拟机,它可以使一个虚拟服务器像是一台独立的电脑,IT部门通常使用服务器虚拟化来支持各种工作,例如支持数据库、文件共享、图形虚拟化以及媒体交付。由于将服务器合并成更少的硬件且增加了效率,服务器虚拟化减少了企业成本。但是这种合并在桌面虚拟化中却不常使用,桌面虚拟化范围更广。
1 什么是服务器虚拟化服务器虚拟化是指在单个物理服务器上运行多个相互独立的 *** 作系统的一种技术。通过虚拟化软件将单个物理服务器划分为多个虚拟机。每个虚拟机都能共享物理主机上的物理资源,包括CPU、内存、磁盘和网络资源等。作为一种主流应用技术,越来越多的组织机构都已经或者正在实施服务器虚拟化,它可以帮助节省投资、增加资源利用率,对现有基础设施无需重大变更就可以提高IT响应速度和灵活性。2 服务器虚拟化技术的优势
① 提高服务器利用率:大部分服务器的利用率仅为全部性能的三分之一甚至更少,通过将多个工作负荷整合至一台服务器上,可以实现更高的资源利用率。
② 提高业务持续性:业务持续性对系统可靠性提出了更高要求,服务器虚拟化技术强大的容错、灾备、快速恢复特性,可以提高系统可靠性,从而维持业务持续性。
③ 动态资源调配:服务器虚拟化可以实时自动平衡工作负载。通过实时迁移功能,资源调配工具可以将运行中的虚拟机在线迁移至拥有更多资源的其他服务器上,或者灵活调整其他虚拟机,从而匹配工作负载,实现业务和资源最优化。
3 利用服务器虚拟化的几种情况
31 优化已退出业务应用但仍需保持在线的系统
随着业务不断发展,一些系统已不再适用,新系统取而代之,一般的做法是数据迁移至新系统,旧系统下线,但也有一些情况并不迁移数据,旧系统维持在线作为历史查阅之用。对于这样的情况,由于对服务能力要求的大幅降低,继续保持旧系统运行会造成一定的资源浪费,此时便可以将其虚拟化,整合多个业务到一个物理服务器中集中运行,从而降低综合运维成本。
32 迁移运维困难的旧系统
一个应用系统也许会持续使用多年,硬件设备随时间推移逐渐老化,由于厂商服务及备件问题,后期运维成本逐渐增大以致无法维持,而随着硬件技术的发展和 *** 作系统更新,新的服务器却可能因兼容性而无法使用,为解决这一矛盾,利用虚拟化软件的兼容性,将新服务器虚拟化之后,模拟原运行环境,部署旧系统和应用,使之得以延续生命周期。
33 利用计算能力强的新硬件,整合多个旧系统
每个系统对服务器性能都有一定要求,而随着技术的发展,新硬件的计算能力大幅提高,远超出旧系统的需求,如果在更新服务器时,同时利用虚拟化将多个旧系统装入一个物理服务器中,通过合理调配虚拟机资源,可以保证在节省空间、节约电力,节约投资的同时又满足多系统并存对资源的需求。
34 软件开发和测试环境
通过服务器虚拟化,可以以较低的成本,快速创建和复制特定类型的软硬件环境,用于软件开发和测试。同时虚拟机的快照和快速恢复特性也非常适合于此类环境的工作要求。
35 提高服务的安全性
通过服务器虚拟化,将相同类型的一组服务,根据不同的服务对象或业务需要,部署同一物理主机的在不同的虚拟机中,使服务之间相互隔离,互不影响,从而提高服务的可靠性和安全性。
4 服务器虚拟化的常用软件
41 Microsoft Hpyer-V
Hyper-V是微软伴随Windows Server 2008推出的服务器虚拟化解决方案,采用了全新的64位微内核管理程序架构,让Hyper-V在性能和安全性上都有较大提高。利用新的虚拟服务程序/虚拟服务客户端(VSP/VSC)架构使磁盘、网络等核心资源的访问利用得到改善。Hyper-V支持不同类型的(例如Windows、Linux及其他 *** 作系统)32位和64位 *** 作系统,具有非常好的硬件兼容性,但Hyper-V要求处理器必须支持AMD-V或者Intel VT技术。
42 VMware ESX server
ESX server是当前服务器市场上最成熟,最流行的虚拟服务器产品。是适用于任何系统环境的高效灵活的企业级虚拟主机平台,对比其他虚拟软件产品,ESX的最大优点是可以极大减少宿主系统所占用资源,其内核直接运行在硬件之上,系统稳定性和性能都有很大的提高。其大型机级别的架构提供了空前的性能和资源控制特性,适合各种要求严格的应用程序的需要。同样VMware ESX Server需要处理器支持硬件辅助虚拟化技术才可以更加有效地运行。
43 Citrix XenServer
XenServer作为一种开放的、功能强大的服务器虚拟化系统,能够为任何服务器和数据中心虚拟化项目提供所有关键特性,强大的可扩展性支持任何规模的企业,满足Windows和Linux系列的 *** 作系统以及复杂的存储需求。XenServer基于开源的Xen系统管理程序,直接运行在服务器硬件上,作为准虚拟化技术的代表,其响应能力基本接近未经虚拟化处理的物理服务器,可以以较低的部署成本实现最佳的性能和可扩展性。
5 服务器虚拟化之后的常见问题
51 单点故障风险
虚拟化最大的优势就是服务器整合,节省运营成本,但这对用户来说也意味着要将所有的鸡蛋放在一个篮子里,增加了风险。过去在多台物理服务器上运行不同的工作负载,当其中一台服务器宕机时,不至于所有工作负载都停止运行。而在虚拟化环境里,一旦物理服务器故障宕机,就意味着所有该服务器承载的工作负载(虚拟机)都会陷入瘫痪,若不能及时恢复将给企业带来灾难性的后果。因此应设立额外的冗余物理服务器,当某一物理服务器出现故障,通过虚拟化软件的在线迁移工具将其对应的工作负载及时动态迁移到别的物理服务器上,虽然增加了虚拟化成本,但可以有效避免全部虚拟服务器崩溃的风险。
52 潜在安全风险
和很多技术方案一样,服务器虚拟化由于系统架构固有特点决定了在安全方面存在一定的潜在风险。当不同的工作负载在虚拟机上运行的时候,作为宿主的物理主机的安全变得更为重要。如果一个未经授权的用户获取了宿主 *** 作系统的访问权限,便有可能复制敏感数据或破获整个虚拟机系统。同时也可以关闭虚拟机或进行宿主机层面的重新配置,从而造成严重的服务中断。对于访问者而言虚拟服务器和物理服务器没有区别,同样面临被人恶意攻击的风险,一旦一台有漏洞的虚拟机被攻陷,安全威胁就可以透过网络扩散到其它虚拟机,从未威胁整个虚拟机管理系统。物理服务器作为虚拟服务器的根本,保护其稳定安全,是安全防范工作的重中之重。虚拟机环境下,病毒和恶意软件的影响很可能是同一台物理服务器上的所有虚拟工作负载,而不仅仅是一个单独的虚拟机,会给系统资源造成相当大的负荷。另外关于病毒防护,一般做法是将每个独立虚拟机单独安装病毒防护软件,这样将导致总体消耗的系统资源非常巨大,如果能采用专门应用于虚拟化平台的安全防护软件效果可能会更好。
53 I/O瓶颈和数据备份
相对于计算能力,存储性能增长的速度明显要慢得多。对于虚拟化而言,I/O瓶颈和缓慢的存储性能成为一大难题。高密度的虚拟化产生大量I/O流导致物理硬盘的频繁 *** 作,极大增加了磁盘工作负载,并且缓存对性能的提升效果也越来越有限。服务器虚拟化环境下,如果仍然使用传统备份方法来保护数据将是得不偿失的,在一台物理服务器上同时进行多个虚拟机数据备份时,备份任务将对服务器硬件资源进行激烈争夺,同时虚拟机的工作负载迁移工具会使得备份问题变得更加复杂。因此每台虚拟服务器,都必需实施相应的备份策略,对配置文件、虚拟机文件及其中的重要数据都要进行备份。预留一定的服务器资源用于备份任务,安排合理完善的备份计划,合理利用虚拟机快照工具有助于改善这一状况。
6 结语
近几年,服务器虚拟化已被广大用户所接受,它将固定不变的硬件设备转化为可以动态管理的“资源池”,从而提高资源的利用率,简化管理,提高系统可用性,节约投资,降低综合运维成本,增强IT对业务的变化的适应力,所有这些对用户都是真实的利益所在。任何一种技术都会有优势和劣势,但是随着技术的不断进步,相信虚拟化应用过程中出现的各种不足和问题都会得以改进和解决。
参考文献:
[1]郝勇、许秀文、杨铭,浅谈服务器虚拟化[J]中国管理信息化,2011(04)
[2]韩寓,服务器虚拟化技术研究与分析[J]电脑知识与技术,2011(07)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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