服務器虛擬化技術細解
管理員需要有效地分析數據的使用,手動地遷移數據到更經濟的磁盤,或者面臨著這樣的困境:不常使用的數據保留在快速和昂貴的存儲上。為了創建高性能,且經濟的虛擬數據中心,存儲方案必須能優化多種磁盤類型的使用,通過跟蹤數據使用情況,按照預定規則,自動在不同類型的磁盤間遷移數據。無需管理員的干預,訪問頻繁的數據能保留在快速的存儲上,而不頻繁訪問的數據推送到慢速,經濟的存儲上。自動地將高性能磁盤上的非活動數據移出,釋放這些磁盤空間,以提高訪問這些共享磁盤的所有的虛擬服務器的性能。
傳統SAN實施時,需要預留空間,利用率不高。管理員通常不愿意以少量增加的方式購買和分配存儲,因為分配存儲是一個復雜耗時而且影響用戶可用性的操作。數據中心管理員需要考慮一個虛擬化的存儲方案,在空間實際被使用之前,它無需預留物理空間給卷。這個方法,也被稱為精簡配置,能夠動態地增加存儲利用率,同時減少因考慮未來增長所需的過度分配。精簡配置能夠為任意數量的虛擬服務器快速創建卷,而無需浪費空間。管理員能為每一個虛擬服務器創建一個虛擬卷而無需先預留空間。
一個企業可能會在某個物理服務器上去創建10個虛擬機。每個虛擬機可能需要1TB的存儲。有了精簡配置,管理員可以分配10個虛擬存儲卷,每個1TB,被10個獨立的虛擬服務器使用,但實際只占用1.5TB的物理空間。每個應用都可以訪問它所需的所有存儲空間。當企業確實需要更多的存儲空間時,能夠保持業務在線的情況下,輕松地增加存儲容量。這種方法允許管理員提高整個存儲的利用率,減少硬件成本,控制因為虛擬服務器的增加而導致的容量的快速增長。
數據保護給傳統SAN帶來更多挑戰。那些使用磁盤陣列的數據中心,存儲擴容的成本在RAID開銷上顯著增加。當存儲為特定應用預留空間時,許多開支用于預留但并未使用的空間上。創建數據快照保護數據不丟失或不損壞,但是鏡像的SAN和快照需要克隆整個卷,增加成本。在創建和恢復過程中,節省空間的快照不需要克隆整個卷,而且映射所消耗的存儲可忽略不計。這種高效的使用存儲,意味著在同樣的物理存儲中能夠駐留更多的回放。創建大量的快照可以使IT部門能夠在數秒內快速恢復任意虛擬服務器。這些快照還能幫助管理員測試新的應用或者服務包,有效地支持服務器的SAN啟動操作,而且還實際縮短了生產系統的備份窗口。最后,陳杰先生總結道:"企業只有通過結合功能豐富的SAN,包括完整的存儲虛擬化功能,譬如--精簡配置、自動分級存儲和持續數據快照,管理員才能夠創建一個完美的數據中心虛擬化方案。"
虛擬技術的這種內涵決定了它在云計算中的核心支撐地位,對于云,首先是虛擬資源池,無池就無集成。服務器虛擬化技術是重中之重,是將系統進行虛擬化應用于服務器之上的技術,物理服務器被虛擬成多個服務器,面向應用集中化處理,多臺服務器處理的程序或數據,通過虛擬技術放置到1臺服務器進行處理,能跨越物理平臺而不受物理平臺的限制。
降低運營成本。信息化服務商的經營轉型,集約化的管理要求成本必需嚴格控制,投資趨于精細化。企業IT化運營成本,主要集中于數據中心的投資,其中涉及兩部分:一是硬件和許可服務支持的投入成本;二是運行維護成本。服務器虛擬化不僅能充分發揮服務器性能,并且依靠強大的虛擬化服務環境管理工具使得管理自動化,減少了人工干預。數據中心的總體投資呈大幅下降趨勢,在成本管控上體現出巨大的成本節約空間。
在數據中心采用虛擬化技術可以有效降低IT 設備的耗電量以減少數據中心總用電量。通過虛擬化技術對IT 設備的整合,可以大大減少數據中心IT 設備的數量及其使用空間,降低電力消耗和冷量需求,減少數據中心整體的運維成本,進而減少碳排放量和降低PUE 值,推動建設綠色環保的數據中心。
虛擬化技術產生于20世紀60 年代,最早應用于IBM 大型機硬件的分區。虛擬化是指通過向資源客戶屏蔽這些資源的物理性質和邊界的方式將IT資源合并。簡單地理解,虛擬化就是將各類計算機資源進行邏輯抽象、分配、管理的過程。虛擬化改變了傳統計算機的資源應用模式,將實際應用運行在虛擬的基礎上,并且用戶體驗絲毫不會下降。經過多年的發展,虛擬化技術日趨成熟,數據中心通過使用虛擬化,可以將各類計算機資源有機整合,集中管理,提高資源利用率,進而減少企業大量的采購成本、電力成本、制冷成本和管理成本,當然也就為實現綠色數據中心打開了一條重要的技術通道。
服務器虛擬化技術的價值已在許多環境中得到驗證,越來越多的用戶開始借助服務器虛擬化技術提高數據中心的業務處理效率。服務器虛擬化是現代數據中心比較成熟的技術,就是將服務器物理資源抽象成邏輯資源,將一臺服務器抽象成多臺虛擬服務器,或者將多臺服務器抽象成一臺虛擬服務器來用,這樣我們就不受服務器物理上的限制,精簡服務器的基礎架構,實現服務器整合,提高IT資源的利用率。
這是目前各大數據中心最主要的虛擬化方法,借助介于虛擬服務器和底層硬件之間的VMM 中間層來管理包括CPU、內存和磁盤等在內的所有物理設備。在完全虛擬化環境下,VMM 運行在硬件上,將原有物理設備虛擬化成不同屬性的虛擬設備,供上層多個客戶操作系統訪問。
存儲虛擬化可以通過三個層面來實現:首先,通過特有的虛擬化設備或在網絡交換機上安裝虛擬化軟件來控制存儲資源的分配和管理。其次,通過具有虛擬化功能的存儲控制器統一管理存儲系統,并向服務器提供存儲資源;最后,通過管理軟件對分配給主機的邏輯卷實現進一步虛擬化。
隨著企業IT 業務的快速增長,運行模式不斷變化,基礎網絡不斷變化、擴展,形成了冗余復雜的網狀網結構,使得數據中心基礎網絡的運維管理難度較高。網絡虛擬化技術的出現簡化了這種管理難題。網絡虛擬化與服務器虛擬化的思路相似,也是將物理網絡設備抽象成多個具有相同功能的虛擬設備,而且每臺虛擬出來的設備上也可以進行不同功能的配置,目前廣泛應用在防火墻、路由器、交換機以及負載均衡設備上。
另外,虛擬專用網絡(VPN)也是網絡虛擬化的一種實現技術。VPN 已經是各個企業數據中心應用多年的技術了,是一種在公用網絡上建立專用網絡的技術。VPN 對網絡連接進行了抽象,允許遠程用戶訪問組織的內部網絡,就像物理上連接到該網絡一樣。網絡虛擬化可以防止來自Internet的威脅,使用戶快速安全的訪問應用程序和數據。
虛擬技術的這種內涵決定了它在云計算中的核心支撐地位,對于云,首先是虛擬資源池,無池就無集成。服務器虛擬化技術是重中之重,是將系統進行虛擬化應用于服務器之上的技術,物理服務器被虛擬成多個服務器,面向應用集中化處理,多臺服務器處理的程序或數據,通過虛擬技術放置到1臺服務器進行處理,能跨越物理平臺而不受物理平臺的限制。
事實上,對于虛擬化的定義很多,總的可歸納總結為邏輯技術,以集成抽象方式訪問,基于物理機制,但不受物理限制,也可以對軟件環境進行虛擬。云計算是將IT資源進行全部虛擬化,服務器虛擬化技術與此目的一致。