服务器虚拟化技术在数据中心的应用.docVIP

虚拟化技术在数据中心的应用 1 概述 虚拟化，是指计算机元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理、优化资源、节约总体拥有成本的解决方案。引入虚拟化技术的服务器，给人最直接的印象便是服务器数量下降所带来的设备能耗减少、设备占地空间减少以及人工运维成本的缩减。 正因如此，世界各地的数据中心都正在研究虚拟化技术，以降低它们的碳足迹。那么虚拟化到底能给数据中心带来什么呢？接下来本文将从服务器、网络、存储三个方面来论述虚拟化技术给数据中心带来的绿色革命。 2 虚拟化技术 传统的应用程序部署方式是一个应用程序对应一台服务器，此服务器上不再运行其它应用程序，即所谓单一用途服务器。这种“一个应用，一台服务器”的旧有模式，更多的是归因于使用习惯和安全性的考虑。 传统的Windows NT单内核操作系统在进行大量的计算，特别是在操作系统内核级别上执行应用程序后，当应用程序出现了冻结情况时，经常会导致整个操作系统也一起冻结，进而影响到服务器上的其它应用程序。因此，当人们在Windows NT上部署应用时，就都开始创建单一用途服务器。在一台服务器上运行多个应用程序越多，服务器所受的攻击面也就越大，而且应用程序之间也会相互不信任各自的稳定性，它们都不希望因为其它某个应用程序的更新计划而造成自己的服务失效。在这样的情况系，管理员别无他法，他们必须选择隔离系统，相应也就有更多的应用服务器被创建。 单用途服务器的部署模式不仅增加了服务器本身的数量，增加了数据中心的能耗，服务器本身资源的利用率也很低，在大多数服务器中，CPU的平均利用率在10%到15%，也就是说CPU在大部分时间里是“闲置”的，这无疑造成了巨大的资源浪费。同时，服务器的供电、冷却以及管理维护服务器的人力资源，都会随着服务器数量的增加而增加，这一切都在向数据中心的运维管理发起挑战。 服务器虚拟化，为数据中心带来了福音。 服务器虚拟化分为两种模式。第一种，软件虚拟化SoftV，它需要为其提供一个基础的主机操作系统，主机操作系统同时也会消耗资源，因此会影响运行在它上面的虚拟机。除了测试和开发环境外，一般的组织不会选择这种模式。 第二种模式就是硬件虚拟化HardV。在这种模式下，hypervisor代码直接运行在硬件上，VMware服务器虚拟化技术采用的是第二种模式。 VMware服务器虚拟化(本文所涉及服务器虚拟化技术均出自VMware)的工作原理是：直接在计算机硬件上面插入一个精简的软件层，该软件层包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟机监视器，运行在其上的操作系统共享硬件资源。 VMware通过将服务器共用的IT基础架构聚合到同一个资源池中实现虚拟化，打破了传统的“一台服务器一个应用”的模式，可以降低IT成本，同时提高现有资源的利用率和灵活性。 服务器虚拟化前： 每台物理主机一个操作系统 软硬件紧密结合 同一主机上同时运行多个应用程序通常会发生冲突 系统资源利用率低 硬件成本高昂且部署不够灵活 服务器虚拟化后： 一台物理服务器可以同时运行多个应用程序，相当于对物理服务器进行了分区 把硬件和软件隔离开来，虚拟机独立于硬件之上 强大的安全和故障隔离，同一台主机上不同虚拟机之间相互不受影响 管理上的简化。每个虚拟机对应的只是一个文件，可以通过移动和复制文件的方式来移动和复制虚拟机 接下来从以下几个方面来阐述VMware服务器虚拟化技术的优势： VMware Vmotion，即Vmware实时动态迁移，在不影响最终用户的情况下，将运行中的虚拟机从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器。这一过程的基本原理是将虚拟机的所有内存进程复制到另一台服务器上并激活它，以此保证服务的不中断。 由于内存包含了处理指令集，这就要求源物理服务器和目标物理服务器的处理器可以处理相同的指令集，基于这一原因，Vmotion不能在包含不同的处理器之间执行，如Intel和AMD，而且大多数情况下，也不能再两个Intel处理器之间执行，除非这两个处理器拥有相同的步进。 但Vmware的增强Vmotion兼容性设置中的CPU Masking功能解决了这个问题，使得Vmotion可以在Intel处理器和AMD处理器之间得以执行。 Vmware HA，即Vmware高可用性，为虚拟机提供高可用性冗余配置，它还需要借助Vmware另一技术来实现，即虚拟机文件系统(Virtual Machine File System，VMFS)，专门用于管理承载虚拟机文件的容器。其特点之一是允许多台物理主机同时捆绑到同一个共享存储器，当其中一台主机故障时，其它主机可以承载运行原故障主机上的虚拟机，实现了虚拟机的高可用性。 高可用性与实时虚拟机迁移是不同的，实时迁移是将虚拟机的内存从一台主机复制到另一台主机以保证业务的连续性，用于