虚拟机技术初探

一、当前信息化建设中存在的一些问题

随着社会的发展,IT技术渗透到了社会生产的每一个角落。不管是大型企业,还是中小型企业都对信息化建设产生了浓厚的兴趣,然而对信息化建设的高投入的望而却步,使信息化建设的实施过程举步维艰。目前有许多的信息系统,由于对于硬件设备的要求不同和软件方面的兼容性问题等原因,各自在独立的服务器上运行着,这些硬件和软件方面的成本投入是一项不小的开销。对于占大多数的Web应用服以及DNS等其他服务和一些小型的数据库来说,实际上是浪费了性能出众的服务器。如果再考虑到一些服务的双机热备、集群和数据备份等应用,则硬件资源的浪费就更加惊人。硬件资源利用率还不是惟一的问题,由此引出的IT人力费用,机房空间和管理费用,空调电力费用等,每年都让信息化经营成本背负沉重的负担。并且由于成长的需要,新的业务的整合,服务器需求数量在不断增增加,频繁的需要后台IT 架构做出灵活调整,也对信息化建设提出了新的挑战。

二、解决之道――虚拟机技术

1.什么是虚拟机。虚拟机技术是通过虚拟化模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。对硬件资源的虚拟化,可以在一台服务器上模拟出多个相同或不同的硬件平台,从而能够同时运行多个不同类型操作系统并实现相互隔离,这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作。由多个虚拟机系统组成虚拟机集群,更是提供了系统健壮性和高可用性的保证,使得硬件资源更加合理灵活的应用。虚拟机技术在计算机诸多领域有着广泛用途,能够提高服务器的利用率,显著降低企业信息系统建设的购置、运行和维护成本,使系统更加安全稳定的运行。

2.企业级虚拟机产品比较

(1)Vmware 的VI3/vSphere。VI3/vSphere以ESX为基础,让多台ESX能同时负担更多的虚拟机。ESX不需要配置一个主机或控制操作系统而提供一个无缝安装。ESX支持64个逻辑CPU,1TB主机内存、每台虚拟机最大255G内存,一个集群中支持32个ESX节点,ESX支持支持37种不同的操作系统,以及大多数64位操作系统。管理平台上,ESXServer本身可以通过Web管理单机,也可以通过另外的VCenter来管理整个企业的虚拟化系统。ESX具有在线迁移的功能(VMotion),它需要在Vcenter和公共企业存储的情况下通过虚拟机群来实现。在零停机且用户毫无察觉的情况下执行实时迁移。VI的DRS技术在资源调配方面是领先的。VI中有一个资源池的概念,也就是把一个硬件集群中的不同机器的CPU和内存等资源整体定义成一个“资源池”。假设在这个资源池上运行了很多虚拟机,DRS功能能够根据这些虚拟机的负载轻重,自动把负载重的迁移到不同的硬件平台上。甚至能够在负载很小的时候,把虚拟机全部迁移到少数硬件服务器上,让其他的硬件服务器自动待机,以节省电力及发热等机器损耗。在同等精简配置的情况下还提供了一些内存利用率的改进。ESX本身具有HA功能,能够实现硬件故障或者系统崩溃时,HA能让故障实体机上面的虚拟机动态转移到其他实体机上,让所有的服务不会受到停电或硬件损坏的影响。vSphere 4还提供了一种比HA可用性级别更高的技术――Fault Tolerance(FT)。ESX使用专门的VCB (VMware Consolidated Backup)备份,支持LAN Free。在不影响ESX正常工作的前提下将所有文件备份到磁带或其他存储设备中。

(2)微软的Hyper-V r2。Hyper-V主要是基于Windows2008内核基础之上构建的虚拟化管理系统。Hyper-V r2支持64个逻辑CPU,1TB主机内存,每台虚拟机最大64G 内存以及16个群节点。Hyper-V R2支持WINDOWS系统及少数UNIX\LINUX系统。Hyper-V使用Microsoft System Center Virtual Machine Manager(VMM)进行虚拟化的管理,能够提供非常复杂的管理功能,允许同时监控数百个性能指标和系统状态参数。并且提供了一个可定制的Tree View,用来很好的展现整个企业系统的层次结构。在系统迁移方面Hyper-V R2提供了Live Migration,能够做到能够将停机时间减少到数秒甚至数毫秒。Hyper-V没有资源池的概念,也提供一种功能叫做NLB(网络负载均衡)的功能,它的思路是利用Windows集群操作系统的负载均衡功能平衡访问。HA方面Hyper-V是基于Windows2008操作系统,很容易的就支持了原来的集群功能,HA功能也包括在内。Hyper-V使用VSS的Live Backups进行卷映像备份(Volume Shadow Copy Services),主要是基于快照的方式进行,会影响HOST主机的一些性能。

三、刀片服系统是虚拟化的最佳平台

虚拟化的架构需要多台服务器,外接式存储设备、交换机、存储交换机等等。当我们将多台服务器并入几台服务器之后,虽然服务器的数量减少的确提高了管理的便利性,但多出来的存储设备和交换机等设备,以及功能复杂庞大的虚拟机网络构架,仍然必须通过不同的工具进行配置和安装。刀片服务器是由一个模块化的机箱,再加上可插入机箱接口的模块化、单片或多片式机件组合而成的。每一片模块化的端口称之为一片刀片(Blade)。在这片刀片上可以放置服务器、SAN、磁盘阵列,光纤交换机、网络交换机、路由器等计算机设备。刀片服务器更符合虚拟化技术的思维方式,也更利于虚拟化技术的部署。在不影响原来防止单点失误的前提下,将所有的硬件都放入一个集中的箱体,并且使用统一的接口管理,这是目前虚拟化最新的趋势。