服務器虛擬化技術淺談

劉怡多，梁 霄

1.國家新聞出版廣電總局成都監(jiān)測臺，四川成都 611130 2.國家新聞出版廣電總局監(jiān)管中心有線處，北京 100866

服務器虛擬化技術淺談

劉怡多1，梁 霄2

1.國家新聞出版廣電總局成都監(jiān)測臺，四川成都 611130 2.國家新聞出版廣電總局監(jiān)管中心有線處，北京 100866

虛擬化技術作為近年來的熱門被IT企業(yè)時常提及，該技術的運用使得網(wǎng)絡、服務器、存儲等資源的利用率以及業(yè)務應用的連續(xù)性得到極大提升。本文介紹服務器虛擬化技術應用及優(yōu)勢，并針對企事業(yè)單位實際的情況，同時參考主流虛擬化軟件VMware特性，提出解決方案。

服務器；虛擬化；VMware

近年來，由于“虛擬化”，“云計算”等新技術的發(fā)展，該技術的應用越來越廣泛。而對于政府、企業(yè)單位而言，最常見的虛擬化方案為“服務器虛擬化”。服務器虛擬化通過對單位內部多臺服務器進行整合，達到資源自動合理分配。即對用戶而言，通過對多臺服務器進行虛擬化，展現(xiàn)在用戶面前的為一臺或多臺虛擬服務器，每臺虛擬服務器上運行單獨的應用程序，虛擬化程序將自動為每臺服務器分配所需的CPU、內存等資源，提高資源的利用率。

1 信息系統(tǒng)現(xiàn)狀及問題

很多企事業(yè)單位的業(yè)務系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)方式進行部署，即每臺服務器安裝一套操作系統(tǒng)，只承載一項業(yè)務。每當有新業(yè)務需要上線時就需要新購服務器等硬件設備，建設周期長，流程復雜，耗費資金較多；另一方面，由于每臺服務器只承載一項應用，服務器的資源利用率較低。

在IT管理人員有限的情況下，管理越多的服務器，意味著管理效率越低，進而造成有些故障或問題會被忽略、被遺漏。隨著IT系統(tǒng)信息化水平的不斷提高，業(yè)務不斷拓展，所需服務器的數(shù)量與日俱增，出現(xiàn)故障的數(shù)量也將不斷增加，管理人員的工作量也越來越大。

虛擬化技術正是能夠解決上述問題的最佳途徑。以現(xiàn)有主流的虛擬化軟件VMwarew為例，VMware能實現(xiàn)多對多的虛擬化技術，即將多臺服務器進行虛擬化，構成資源池，按需為上層業(yè)務提供彈性CPU、內存、存儲、網(wǎng)絡等IT資源服務，實現(xiàn)物理資源和虛擬資源的統(tǒng)一管理。通過服務器虛擬化，可以在單臺物理服務器上虛擬出多臺相互隔離互不影響的虛擬機，在這些虛擬機中分別安裝操作系統(tǒng)，且這些操作系統(tǒng)的類型可以互不相同。服務器虛擬化后，利用虛擬化資源池的特性可以在應用不中斷的情況下實現(xiàn)應用遷移，服務器硬件故障時實現(xiàn)應用自動遷移、應用無縫遷移、資源池自動負載均衡等一系列高級功能。

2 服務器虛擬化及優(yōu)點

2.1 服務器虛擬化方案

以下用一個實際案例介紹服務器虛擬化。

假設某單位配置了7片HP BL460 G7刀片服務器，每臺刀片服務器為雙CPU，每個CPU為8核，內存為12G。由于各個應用系統(tǒng)軟件相互之間不兼容，所以每臺服務器上只能運行一套應用系統(tǒng)軟件，每臺服務器平均CPU占用率低于10%，內存使用率低于5%。此外刀片服務器的刀箱與一存儲陣列相連。

按照上述情況部署業(yè)務系統(tǒng)后，每臺刀片服務器都存在大量空閑資源，造成資源的浪費。而每當業(yè)務系統(tǒng)需要擴展時，為防止新舊系統(tǒng)的不兼容，則須購買一臺新的刀片服務器才能完成新應用系統(tǒng)的部署，維護管理工作量隨之增加。為了解決以上問題，可采用服務器虛擬化技術。

根據(jù)該單位現(xiàn)有資源，將這7臺刀片服務器及HP存儲設備為基礎，構建虛擬化資源池。其虛擬化示意圖如圖1所示。

圖1 服務器虛擬化示意圖

假設將每臺物理刀片服務器作為ESX服務器（安裝了虛擬化軟件的物理主機）劃分為四核心、4G內存的虛擬服務器（簡稱VM），每臺虛擬服務器能夠滿足業(yè)務系統(tǒng)需求。按照該方案進行虛擬化部署，只需購買28G內存條、兩臺千兆交換機及虛擬化軟件，就可以得到28臺虛擬服務器，基本滿足現(xiàn)有業(yè)務需求，相當于在硬件規(guī)?；静蛔兊那闆r下，將服務器數(shù)量擴展了4倍。所有物理刀片服務器本地磁盤可安裝虛擬化軟件，共享存儲用來存放操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應用等數(shù)據(jù)。

采用上述方案進行服務器虛擬化后，極大地改善了硬件資源浪費的情況，而且成本遠遠低于業(yè)務系統(tǒng)與服務器一對一的部署方法。進行服務器虛擬化后，虛擬服務器采用集中管理控制，能夠更加高效的管理維護，當硬件發(fā)生故障時，能夠快速遷移并恢復系統(tǒng)，減少故障恢復時間。

2.2 虛擬化技術優(yōu)點

2.2.1 采用虛擬化技術能極大提高硬件資源的利用率，降低建設成本

業(yè)務系統(tǒng)在部署時，考慮到應用程序的兼容性及系統(tǒng)安全問題，導致每需要安裝一套新的業(yè)務系統(tǒng)，都要部署一臺全新的服務器。因此，在業(yè)務系統(tǒng)不斷增加的同時，該單位的運營成本也在不斷提高，同時還產(chǎn)生了大量的閑置資源。而采用該方案對其硬件資源進行虛擬化整合后，每臺物理服務器能虛擬為若干臺ESX服務器，這些ESX服務器面向用戶接口與傳統(tǒng)服務器相同，都可以安裝獨立的操作系統(tǒng)和應用程序，相互之間不會干擾，達到了在不購買新的服務器情況下，既完成了新系統(tǒng)、新應用程序的安裝又將閑置的硬件資源進行了再分配利用。

2.2.2 優(yōu)化結構，便于集中管理

采用傳統(tǒng)的模式部署的各系統(tǒng)，每次巡檢都需要對所有服務器依次檢查，而采用虛擬化后，通過虛擬化集中管控軟件，巡檢人員可輕松了解虛擬化環(huán)境實際運作狀況，清楚地掌握數(shù)據(jù)中心、資源池、群集、ESX服務器、虛擬機的運作信息，并立即發(fā)現(xiàn)問題。

2.2.3 突發(fā)故障保全，實現(xiàn)故障及時恢復

為了應對服務器突發(fā)的故障（斷電、燒毀等服務器突發(fā)停機故障），虛擬化平臺通過其特有的技術，實現(xiàn)在集群中的任意服務器突然停機后，可以由另外一臺服務器接管其承載的虛擬機，并且保證虛擬機的正常運行，實現(xiàn)業(yè)務及時恢復。該技術是通過監(jiān)控軟件輪巡實現(xiàn)，一般能保證故障恢復時間縮短到分鐘級。

3 結論

綜上所述，若企事業(yè)單位需要進行業(yè)務擴展，硬件規(guī)模增加，則采用服務器虛擬化技術可完成對現(xiàn)有業(yè)務進行整合，極大地提高硬件的利用率，節(jié)約成本，減少維護人員的工作量，同時實現(xiàn)本地突發(fā)故障的及時恢復，保證業(yè)務系統(tǒng)的連續(xù)性。建議企事業(yè)單位可先嘗試進行小規(guī)模部署，再根據(jù)實際需要做進一步擴展。

[1]何坤源.構建高可用VMware vSphere 5.X虛擬化架構[M].人民郵電出版社，2014.

[2]馬博峰.VMware、Citrix和Microsoft虛擬化技術詳解與應用實踐[M].機械工業(yè)出版社，2013.

TP3

A

1674-6708（2015）145-0082-01