淺談VMware虛擬化及其應用的便利性

摘 要：隨著“互聯網+”時代到來，傳統的服務器模式已不能適應時代的發展，知名的阿里云、騰訊云等均廣泛采用了虛擬化技術，通過整合數據中心，提供虛擬服務器給用戶。本文簡要介紹VMware虛擬化技術并通過其部分優點來闡述它在實際應用中的便利性。

關鍵詞：虛擬化;VMware;服務器

當今社會已經發展到了信息化時代，更是數據爆炸的年代，服務器做為信息化中的關鍵一環已是必不可少，雖然現在比之前價格有所降低，但是每個單位信息化平臺部署越來越多，服務器數量成倍增長，購買服務器仍是一筆不小的開支，而且隨著服務器數量的增加，運維難度也逐步加大，此外各個服務應用對服務器性能要求參差不齊，存在大量的服務器資源浪費現象。這個時候服務器虛擬化技術有了廣泛的應用空間，2018年中國服務器虛擬化市場規模為31.3億元，同比增速達到19.8%，近五年來該市場均保持著接近20%的行業增速。按照銷售額計算，2019年中國服務器虛擬化市場規模將達到37.4億元。到2023年，市場規模將達到74.8億元。其中VMware占到2018年中國服務器虛擬化市場份額的40.9%，位居第一[1]。

1 VMware虛擬化技術簡述

虛擬化是為一些組件（例如虛擬應用、服務器、存儲和網絡）創建基于軟件的（或虛擬）表現形式的過程。它是降低所有規模企業的IT開銷，同時提高其效率和敏捷性的最有效方式[2]。虛擬化技術的核心就是可以同時運行多個操作系統，每一個操作系統都運行在一個虛擬的CPU或虛擬的主機上。就本文簡單來講虛擬化技術可以把產能過剩的物理服務器虛擬出多臺主機環境，充分提高了服務器的利用率。從上個世紀60年代IBM提出虛擬化概念，到1998年VMware公司成立，通過不斷的技術積累與創新，利用VMware ESXi裸金屬架構，直接安裝在硬件層面上，實現了對硬件資源的抽象，脫離了操作系統限制，管理所有硬件資源，占用資源少，系統穩定性高，在其上的任何一個虛擬機出現故障都不會影響其他的虛擬機的正常工作。虛擬化技術通過分區、隔離、封裝、相對于硬件獨立等四大特性實現了資源的最大化。

2 VMware虛擬化應用的便利性

2.1 構建模板快速部署虛擬服務器

在實際工作中經常會遇到這樣的場景：1）采購服務器往往需要幾天甚至上周的時間;2）現有服務器為了測試需要一個純凈的操作系統環境;3）部署一臺新服務器需要進行大量重復繁雜耗時的基礎配置、安裝系統補丁及必備軟件等工作。而VMware則可以通過事先建好的操作系統模板快速部署到應用虛擬服務器當中，部署后可以直接使用。當部署時虛擬硬盤模式選擇“Thin Provision”（自動精簡配置，又叫“超額申請”），占用的物理存儲空間將不是設置的虛擬硬盤大小，而是實際占使用的大小，從而降低了寶貴存儲空間的空閑率，使資源得到更為充分的利用。此外，交付使用時間可以從天變為分鐘，極大地提高了工作效率。

2.2 硬件配置擴展支持熱添加

系統在上線前對服務器CPU、內存、硬盤等所做規劃與業務上線后實際需要的配置往往存在差異，在生產環境中如果再增減配置只能停機處理，但VMware虛擬化技術則可以使這個問題迎刃而解。它可以在線修改CPU虛擬插槽數（注意：插槽的內核數只能在關閉虛擬服務器的情況下修改），內存可以實時增大或減少，硬盤空間不足時，可以隨時修改硬盤空間大小，然后進入服務器后通過磁盤管理，可以發現新擴充的硬盤大小，選擇合并空間或者新增盤符即可。

2.3 虛機遷移

現實中如有需求將正在運行的一臺物理服務器進行關機維護，VMware Vmotion可以通過內存復制技術，將源ESXi1服務器中虛擬機當前內存數據復制到目的ESXi2服務器內存中，在復制過程中發生的內存數據塊的變動，通過內存位圖（Memory Bitmap）記錄下來，當完成復制動作，ESXi1會停止虛機服務，ESXi2會根據內存位圖中的地址變動將對應地址中的內存數據的變動拷貝過去，并在ESXi2上恢復虛擬機的運行，整個過程在千兆網絡下可以不超過2秒，實現正在運行的虛擬機在不關機、網絡連接不丟失、不影響在線業務的情況下實時遷移到其他物理服務器或者存儲中，前臺用戶幾乎沒有感知，保證了業務的連續性。

2.4 快照功能

很多服務器管理人員深知操作系統補丁的重要性，但是每次安裝前卻往往思慮再三，因為安裝補丁后，有時會導致與應用程序不兼容，操作系統崩潰等風險，這時可以利用VMware的快照功能，它可以在某一時間點建立虛擬機磁盤文件的復本，該復本變為只讀狀態，不再寫入任何數據，后續的操作系統會創建第二個虛擬機磁盤文件，這個文件存儲著進行快照后虛擬機所有寫入的東西，這樣可以在快照后，安裝系統補丁，當如果發現有問題可以及時回滾到快照的時間點，一切順利則可以刪除快照，把兩個虛擬機磁盤文件重新合成一個。

2.5 高可用性HA（High Availability）

服務器首先要求的就是穩定性，這是一切應用運行的基礎與前提條件。VMware HA通過集群中所有活動的ESXi主機選舉選出一臺首選主機（Master），它能夠通過持續監控ESXi集群資源池中所有物理服務器，將出現故障的ESXi主機上的虛擬機在其他ESXi主機上啟動起來。集群中的ESXi主機通過心跳信號確定相互之間的連通性，當一臺ESXi主機檢測不到其他ESXi主機的心跳信號了，如果自身的問題則系統會解除該主機上虛擬機磁盤文件的獨占方式，以便讓其他ESXi主機接管;如果是其他ESXi主機的問題，則嘗試接管上面的虛擬機。如果首選主機故障，從屬主機（Slave）將自動再次參與選舉選出新的首選主機。VMware HA在配置合理的情況下可以在無需人工手動干預的情況下自動處理有故障的虛擬機或重啟虛擬機，還可以配合分布式資源調度程序（DRS），優化資源分配，確保了ESXi主機間的負載均衡，增強了靈活性。

3 總結

通過使用VMware虛擬化技術打破了物理間的壁壘，減少了基礎架構成本，提高了運維效率，給單位節省了大量資金成本，虛擬化技術未來必將具有越來越廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]計世資訊.行業云不斷落地持續驅動中國服務器虛擬化市場發展[EB/OL].（2019-06）.

http：//www.ccwresearch.com.cn/view_point_detail.htm？id=786448

[2]VMware.虛擬化[EB/OL].https：//www.vmware.com/cn/solutions/virtualization.html

作者簡介

王曉霞，中國海洋大學信息科學與工程學院。