淺析公司服務器虛擬化

摘要:隨著虛擬化技術不斷發展，使用虛擬化技術已經不再神秘。近年來各企業信息化建設再次投入時，也開始注意到虛擬化技術的使用價值，用來幫助升級和管理他們的 IT 基礎架構并提升其安全性。

關鍵詞:服務器;虛擬化;x86

1引言

什么叫虛擬化?虛擬化是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行。虛擬化技術可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程。CPU的虛擬化技術可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率。同時，虛擬化是也一種經過驗證的軟件技術，它正迅速改變著 IT 的面貌，并從根本上改變著人們的計算方式。

然而，隨著越來越多的企業希望能夠有效應對IT系統成本控制日益精細化、服務器量越來越龐大、服務器利用率低下、x86服務器可靠性提升到5個9等問題，能夠顯著帶來成本節省、能夠有效幫助服務器整合從而減少服務器數量、能夠明顯提升服務器資源利用率并且能夠增強服務器可靠性的虛擬化技術，就成為了x86架構服務器平臺的一種強烈需求。尤其是x86服務器走入了越來越多的關鍵行業和關鍵應用后，這個需求就更加突出了。

2我公司面臨的問題

我公司成功引進COSMOS碼頭操作系統后，各方面的工作已全面展開，數字化、信息化建設更是成為我公司進一步發展的動力。隨著應用軟件新平臺的不斷推出，而作為硬件平臺的基礎服務器等需求量、維護量迅速增加，原來管理模式已跟不上要求，服務器的整合迫在眉睫。在短短幾年中，公司應用于生產和辦公的系統就超過30個，服務器數量超過27臺，磁盤陣列2臺，總臺數達28臺。總存儲容量約15TB。由于受操作系統版本不同、軟件開發平臺不同、應用不同、不同公司開發、相互之間協調、兼容等因素制約，新增加的應用系統都需要單獨配置服務器，使得服務器數量直線增加。防病毒服務器2臺;WSUS補丁服務器1臺;網管服務器1臺;FTP服務器2臺;網站服務器1臺;郵件服務器1臺;桌面管理服務器1臺;數據庫服務器4臺;接口程序服務器1臺;視頻服務器2臺;GPS服務器6臺;備份服務器1臺;代理服務器2臺;DNS服務器2臺。

目前，我公司服務器的利用率較低，由于一臺服務器只能有一個操作系統，受系統和軟件開發平臺的限制，CPU、內存、硬盤空間的資源利用率不超過15%，大量的系統資源被閑置;可管理性差，首先是可用性低， 除個別系統做了服務器集群外，幾乎每個應用服務器都是單機，其次是系統維護、升級和擴容時需要停機進行，也將造成應用中斷，其中包括一些重要業務系統，一旦中斷服務影響很大;服務器和存儲購置成本高，維護成本遞增，隨著服務器數量增加，每年要支出高額購置費用，我公司大部分服務器已經超過三年保修期，部件逐漸進入老化期，維護、維修預算費用也逐年增加;龐大數量的服務器帶來巨大電力消耗，用于服務器本身運行以及用于維持環境溫度用于空調的耗電每天需要消耗2000千瓦時左右。

3虛擬化技術的優勢

3.1整合遏制服務器蔓延

通常會將其70~80%的預算用做現有系統和應用管理開支。過去，我們總是傾向于使用一臺服務器運行一個應用。尤其是在x86服務器的使用方面，因為一臺服務器運行一個應用的方法，不僅可以簡化服務器的部署工作，而且還可以減少潛在的軟件沖突。但是過多的服務器帶來了處理器應用率低下、維護困難(服務器的升級、補丁，防病毒等)、維護成本高等多方面問題，而且，管理這些系統的相關成本也急劇增長。虛擬化技術正在轉變 IT 行業的狀況，它使各個組織能夠動態地改善 IT 基礎架構的性能和效率。讓虛擬機在組織中發揮重大作用，每個虛擬機作為一小組文件存在，這些文件模擬整個硬件平臺，包括 CPU、RAM 和網絡端口。這種強有力的技術打破了“一臺服務器一個應用程序”的傳統體制，概括起來其優勢表現為:提高服務器的利用率，實現服務器的高可用性，便于管理、易于維護。

3.2提高服務器利用率

經過我的測試，目前我公司x86服務器系統利用率只有10%-30%，大量服務器處于嚴重的利用率低下狀態。導致服務器利用率低下的原因有許多，例如每種工作負載都需要使用單獨的服務器、、容量規劃不科學等等。傳統的整合方式，就是在單個操作系統副本上運行多個應用，導致了許多技術障礙。

3.3讓數據中心更可靠

虛擬化可通過以下幾個主要方式，提高數據中心的可靠性，保障業務連續性:

故障隔離:大多數應用故障均由軟件故障引發。虛擬化可提供虛擬分區之間的邏輯隔離，這樣一個分區中的軟件故障便不可能影響到另一個分區中的應用。邏輯隔離還能幫助遏制數字攻擊，從而可有效增強整合環境中的安全性。故障切換靈活性:虛擬機通過配置可為一個或多個應用提供自動故障切換。通過在相同平臺上提供故障切換分區作為主要應用，通常可滿足服務等級要求。如果要求更高的可用性，可將故障切換分區托管到單獨的服務器平臺上。不同的安全設置:每臺虛擬機可以應用不同的安全設置，這樣IT部門就能夠保持對最終用戶和管理員特權的高度控制。

3.4有效減少TCO

服務器虛擬化軟件領域執牛耳的廠商VMware證實，通過虛擬化和整合，用戶可以在服務器總擁有成本(TCO)方面有明顯的節省:

硬件成本減低:28%~53%;運營成本降低:72%~79%;總體成本降低:29%~64%

VMWare還證實，虛擬化可以在軟件授權上再節省20%的成本。

4 公司x86服務器整合設想

4.1 公司部分服務器虛擬化部署(見表)

4.2 虛擬化軟件的選擇和安裝

安裝ESX server 3.5(包括VMware HA， VMware DRS，Vmotion等)服務器虛擬集群基礎構架系統軟件。

安裝Virtual Center2.5虛擬集群管理應用軟件，通過它來實現高級功能如VMware HA、VMware DRS、Vmotion 等。

使用VMware Converter Enterprise 4將實體服務器遷移至虛擬集群的應用軟件。

使用VMware HA技術，確保基礎架構不受多個故障源影響，保護不帶其他故障切換選項的應用程序，并使原本可能不被置于保護下的軟件應用程序也具有高可用性。

4.3 將實體服務器遷移到虛擬機的構想

使用VMware Converter Enterprise 4軟件，可將實體機遷移到虛擬機，遷移成功后，在正式投入使用之前，讓它在虛擬機試運行一段時間，要對CPU、內存等負載情況進行嚴格的測試，必要時可調整CPU、內存和硬盤存儲空間，確保系統的可靠性與可用性。我們從負載最小的應用平臺做起，順序是:殺毒服務器、Web服務器、FTP和郵件服務器、Oracle數據庫服務器。例如:從實體機Symantec殺毒服務器開始，然后再遷移第二臺服務器，公司網站服務器，依次類推，直至全部遷移。在遷移過程中我們可以及時掌握虛擬機的壓力。同時在試運行階段我們暫時保留被遷移的實體機，一旦發生問題無法逆轉，可以再切換回去。實體機整體遷移時，在千兆網絡遷移時每小時約傳輸40G數據。如果虛擬機和實體機之間直連用雙絞線連接遷移，每小時約傳輸80G數據，可以實現高速遷移。

5應用效果

目前實驗階段，我已經完成了一臺殺毒服務器，WSUS服務器的虛擬化工作，從實驗結果看，明顯地提高該物理服務器及其CPU的資源利用率。對騰出的服務器可用作補充后期應用開發和服務器虛擬化，從而減少了物理服務器的擴充數量，大大地降低硬件成本。同時，從能耗方面技術，進行虛擬化后，就現在運行的兩臺服務器而言能耗降低了近30%，如果日后將規劃后的服務器完全虛擬化后，機房整體能耗將降低40%左右，也就意味著每天節省用電800千瓦時，能大大節省費用支出。

參考文獻

[1](美)Bryan Jacquot (美)Dan Herington 《虛擬服務器環境》人民郵電出版社 歐陽宇(譯).

[2] 張巍 《企業虛擬化實戰》機械工業出版社 2009-8-1.