引言
隨著企業各類信息化的發展,信息化建設的不斷深入,當前的傳統模式與技術手段逐漸顯現出了一些問題:不斷增加的物理設備和有限存放空間的矛盾、維持運行環境的高能耗制冷設備成本、部署應用程序的兼容性問題,系統的可靠性和穩定性等,這些都將影響企業信息化建設的進程。雖然企業在不斷加大投入,但總體資源利用率始終處于較低的水平。與此同時,科技的日益發展,處理器的制造工藝不斷提升,架構變得越來越先進,核心數越來越多,處理器的計算能力與日劇增。為了提高資源的利用率,虛擬化技術應運而生。利用虛擬化技術可以對IT基礎設施進行整合、簡化管理、為信息應用提供很好的支撐。尤其是虛擬化動態遷移技術,在實際的應用中具有很強的實用性,能夠幫助我們在線維護、在線升級服務器,還可以用于負載均衡,容災等方面,極大的提高系統的綜合性能,提升系統可靠性、穩定性。
1 服務器虛擬化概念
服務器虛擬機,就是對一臺物理服務器進行劃分,通過使用軟件模擬物理計算機,創建獨立的操作系統,邏輯上與主機服務器相隔離,使一臺物理服務器能夠支持多個操作系統的并發執行,多個虛擬機之間彼此隔離,無需再為一方面服務器利用率低而另一方面為了部署新的應用而不得不購買新服務器的情況而支付額外的成本。服務器虛擬化技術可以整合降低工作負載,解決機群管理中動態切換服務、降低硬件成本的需求,幫助企業節省大量的資金。
對于管理員而言,虛擬機只是運行在物理計算機上的一個應用軟件,但是對于虛擬機中運行的應用程序而言,它就是一臺真正在工作的計算機。通過虛擬化技術可以擴大硬件的容量,簡化軟件配置過程,顯著地提高服務器的工作效率。目前,針對X86架構的虛擬化技術已經成為業界的焦點,被廣泛用于服務器領域。
2 服務器虛擬化的價值
2.1現狀描述
隨著企業各種應用軟件的不斷引入,各類系統不斷的增加。出于操作系統版本的差異,軟件開發運行的平臺不同,開發商的不同,以及應用相互之間的協調和安全性方面的因素考慮,通常服務器都會采用獨立運行、集中管理的模式,這種方式可以有效的解決各系統之間因潛在的兼容性,避免可能引起的沖突,但由此也會使得大部分的服務器只運行單一的應用,產生大量服務器資源閑置的狀況。
一個比較明顯的問題就是,企業的某些關鍵應用由于用戶量的不斷增加,當前運行的服務器硬件平臺資源無法滿足日益增長的服務需求,導致運行速度十分緩慢,嚴重時甚至會導致服務器宕機,服務中斷的情況。考慮到這些系統的重要性,服務器硬遷移帶來風險,這種狀況很難得到改善。此相反的情況是那些最新購置的PC服務器,其處理器、內存和硬盤等各項指標都比以前有極大的提升,卻只是運行了一些負載很低的應用,服務器的平均CPU利用率不到10%。
還有就是隨著業務信息量的迅猛增長,現有的離散式IT系統結構,導致企業數據中心大多資源沒有得到充分利用,企業部門之間信息割裂,各部門之間無法有效的共享和傳遞信息,形成一個個信息孤島。因而,如何提供具有靈活性、可擴展性、高可用性的IT基礎設施架構,及時、可靠、動態管理整個業務數據信息,為不斷變化與增長的業務提供支持變得尤為重要。
2.2應對現狀解決問題
上述中存在的問題,都可以通過虛擬化技術得到較好的解決。使用虛擬化技術最直接的優勢就是能夠最大程度的利用現有服務器硬件資源,幫助企業節省大量購置服務器的成本及機房的空間成本。虛擬化技術具有資源共享、負載動態優化、自動化管理、安全性、節省資金綠色環保、解決平臺依賴問題的優勢:
1)資源共享,通過利用虛擬化的技術,可以將企業的一些硬件資源包括服務器、網絡全部都整合起來,可以高效的利用這些資源,提高這些資源的利用率,減少資源的浪費。
2)我們可以利用虛擬化技術實現負載的動態優化。動態優化包含兩方面的內容:①可以隨著業務系統的工作負載動態變化來調整資源的供給,正是有了虛擬化才使得這個實現能夠更加方便。②從整個企業的數據中心資源利用率方面考慮,通過使用一些動態優化的算法就能夠將這些虛擬化的服務器在不同的資源、機器里面進行調配,減少物理機器的數量。
3)虛擬化技術還可以為我們帶來統一管理的好處。面對極其豐富多樣的基礎設施,中間件和操作系統等,一方面我們可以通過虛擬化技術實現對硬件屏蔽底層的差異,不管是系統管理員還是上層的服務,都可以用統一的方式使用下層的資源,讓管理和使用更加方便、高效。第二,利用虛擬化組件的技術可以將企業經常用的軟件、服務等做成一個虛擬組件模板,實現一次創建模板到處可以使用的便捷方式,效的加快業務交互過程,提高IT系統響應能力。第三,為了維護數量龐大的服務器群的運維管理成本也因為整合服務器提高管理效率而得以降低,由于減少了服務器,通過控制臺集中管理,簡化了管理任務,使管理工作變得輕松易行。
4)由于虛擬系統的硬件平臺無關性,虛擬化技術可應對系統在突發情況下的安全性。當前的虛擬化計劃可以做到在特定的時間對其上運行的系統進行“快照“抓取,有了“快照”即使服務器收到了惡意地攻擊也能夠很方便的進行恢復,對服務器的安全起到了很好的保障作用。
5)企業數據應用復雜性非常高,在硬件、軟件、散熱等方面的資金投入非常大。為了避免應發生兼容性問題,一臺服務器部署一個業務,造成服務器數量增加但檔次較低,運行穩定性差。應用虛擬化技術,可極大地提高每一臺服務器的利用率,降低整體服務器基礎架構的總成本。由于物理服務器數量的減少,服務器能耗、制冷電器等的用電量也大大降低,還有利于創建更加綠色環保的環境,響應我國當前提倡節能減排的號召。
6)虛擬化技術還可以支持異構操作系統的整合,很好的處理軟件對運行平臺的依賴問題。企業中或有一些遺留的、極度依賴特定的硬件平臺、特定的操作系統及版本等運行環境的軟件。可以通過虛擬化來解決,在一臺物理主機上安裝多個操作系統,運行遺留軟件所需的系統平臺,支持老應用的持續運行。
2.3動態遷移技術
服務器虛擬化的另一個重要價值體現在它能夠將虛擬機轉移到不同的物理服務器中。當前虛擬機遷移技術有動態遷移和靜態遷移這兩種技術。靜態遷移必須先關閉虛擬機然后再拷貝數據,等遷移完成后再開機運行,很顯然靜態遷移效率較低并且需要較長的關機時間;動態遷移,或稱實時遷移,是在虛擬機運行的狀態下進行虛擬機遷移。動態遷移技術的基礎是虛擬機保存與恢復,即將整個服務器虛擬機的運行狀態完整的保存下來,在需要恢復的時候用保存的文件快速恢復到指定的硬件平臺上去,即它能在遷移完成后自動恢復到系統原來運行狀態,保存服務器的持續可用。使用動態遷移可輕松實現服務器的在線維護在線升級等操作,也可用于負載均衡、災難恢復等方面,有效的提高了系統的可靠性,具有很強的實用性。
隨著虛擬化技術的不斷發展,虛擬化遷移技術逐漸得到了IT界的關注和廣泛的認可。顯然,虛擬化遷移技術能夠極大地增加應用的靈活性,尤其在系統備份和零停機維護等方面有用武之地:
1)數據庫備份:備份數據對于大型數據庫而言是一項復雜而艱巨的工作。我們可以在虛擬機上運行數據庫,保存整個虛擬機就如同備份了整個數據庫時,而且這樣還能將虛擬機中數據庫的所有數據、數據庫的狀態同時做好備份
2)運行環境還原:重現故障或測試時的運行環境在我們日常的服務器性能測試或者調試工作時尤為有用,使用虛擬化技術可以很輕松的幫我們做到這一點,我們能夠隨時保存當前的運行環境和狀態,待到需要時只需要恢復保存的虛擬機狀態即可重現當時的運行環境。
3)系統維護:服務器硬件設備大多需要定期進行維護,必須關閉電源,勢必會影響到用戶的使用。利用虛擬機動態遷移技術,可以方便快速地將需要維護的服務器遷移到另外一臺備用服務器上,等維護完畢之后再從備機上遷移回來,對于用戶來說這一過程是透明的,不會影響任何系統服務的正常使用。
3 服務器虛擬化不足之處
當然世上不存在任何完美無缺的事物,再先進的技術也會有它的不足之處,虛擬化技術也一樣。雖然有著諸多的優點,但也不可不顧及到服務器虛擬化現存的不足之處:
1)當前仍缺少統一的虛擬化標準,虛擬化標準還需要大力發展,這將是一個長期的,持續的過程,因而決定了虛擬化技術在企業中得到應用也將會是一個較長的過程;
2)虛擬機技術的層面還有待提高,雖然目前在硬件虛擬化上已經有了較為成熟的技術,但是在應用程序的虛擬化方面仍有很大的提升空間,我們期待硬件級的虛擬化能夠和應用級的虛擬化技術相互結合,相得益彰才能使服務器利用率最大化;
3)盡管使用虛擬化技術可以帶來很多安全上的保障,但凡事沒有絕對,虛擬化也會有風險存在,例如將多個服務部署到同一物理服務器上,萬一出現任何致命性的硬件故障還是會對其上的應用有很大的影響,而這種威脅目前很難完美的得到解決,我們期待服務器遷移技術在將來能夠很好的解決這個問題。
4 總結
虛擬化應用將在企業的IT基礎設施和日常運營中發揮主導作用,無論是在服務器虛擬化還是在其他方面,虛擬化技術都將為企業信息化建設、IT基礎架構部署、信息系統運營和管理帶來革命性的變化。總之,虛擬化將會是信息化建設趨勢所在。盡管虛擬化技術還存在著不少問題,但它所帶來的諸多好處和利益都讓廠商和用戶都為之著迷。因此可以肯定的是,在不久的將來,目前虛擬化中存在的諸多問題都會得到很好的解決,服務器虛擬化將迎會有一個美好的未來。
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本文標題:服務器虛擬化在信息化建設中的作用
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