1 傳統(tǒng)的中心機(jī)房管理模式

    隨著社會的急遽發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)平臺越來越彰顯出其不可或缺的重要地位。新功能不斷拓展，各種應(yīng)用軟件借助網(wǎng)絡(luò)平臺相繼實(shí)施，豐富的應(yīng)用給提供運(yùn)行服務(wù)的中心機(jī)房提出了更高要求。

    由于各應(yīng)用軟件彼此間操作系統(tǒng)的版本、開發(fā)的平臺和具體的應(yīng)用都有著很大不同，為避免應(yīng)用軟件交叉引起的軟故障，在傳統(tǒng)的中心機(jī)房管理模式中，往往給新增加的應(yīng)用系統(tǒng)單獨(dú)配置服務(wù)器，即用一臺服務(wù)器部署一種應(yīng)用軟件。這勢必導(dǎo)致服務(wù)器數(shù)量直線上升、維護(hù)量迅猛增加。毋庸諱言，隨著數(shù)字技術(shù)的普及與深化，傳統(tǒng)的中心機(jī)房管理模式已呈掣肘之勢。具體有：

    1）隨著服務(wù)器數(shù)量的增加，服務(wù)器購置成本也相應(yīng)增高；

    2）新應(yīng)用系統(tǒng)方案的實(shí)施包括了采購新服務(wù)器、安裝OS系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等一系列工作流程，全程耗時(shí)較長；

    3）有的應(yīng)用軟件運(yùn)行時(shí)只占用很少的系統(tǒng)資源，對應(yīng)服務(wù)器的硬件資源大半處于閑置，得不到充分利用；

    4）在對服務(wù)器硬件進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)，其對應(yīng)的軟件業(yè)務(wù)系統(tǒng)將被迫中斷；

    5）當(dāng)服務(wù)器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，服務(wù)器的修復(fù)工作，如恢復(fù)OS系統(tǒng)、ERP應(yīng)用軟件、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等，時(shí)間將長達(dá)數(shù)十小時(shí)；

    6）當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)硬件故障時(shí)，因維保廠商提供并更換配件的周期難以控制，造成應(yīng)用系統(tǒng)的完全中斷，嚴(yán)重影響了業(yè)務(wù)的開展；

    7）容災(zāi)可避免相關(guān)業(yè)務(wù)因服務(wù)器故障而隨之中斷，但是，容災(zāi)需要雙機(jī)熱備，所需資金量翻番；

    8）服務(wù)器的增加帶來中心機(jī)房網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增加，故障節(jié)點(diǎn)也與之同比增加；

    9）服務(wù)器的增加帶來服務(wù)器維護(hù)成本的增加，尤其是過保服務(wù)器的維保費(fèi)用，所需不菲；

    10）在人員配置不變的基礎(chǔ)上，應(yīng)用系統(tǒng)和服務(wù)器數(shù)量的增加，將帶來中心機(jī)房工作人員工作量的增加和工作效率的降低。

    這些亟待解決的問題使中心機(jī)房應(yīng)對的環(huán)境變得日益復(fù)雜。服務(wù)器購置成本、硬件維護(hù)成本、軟件管理成本呈線性增長，服務(wù)器運(yùn)行能耗及空調(diào)等機(jī)房附加能耗也急劇增加，原有的機(jī)房運(yùn)行能力已經(jīng)難以滿足現(xiàn)有的運(yùn)行需求，整個(gè)中心機(jī)房處于超負(fù)荷運(yùn)行的混亂狀態(tài)。顯而易見，傳統(tǒng)的中心機(jī)房管理模式已經(jīng)跟不上時(shí)代發(fā)展的要求，對中心機(jī)房管理模式的變革勢在必行。在當(dāng)下，采用虛擬化技術(shù)，打造虛擬化技術(shù)下的中心機(jī)房管理模式，應(yīng)該是解決這一系列問題的捷徑。

2 虛擬化技術(shù)下的中心機(jī)房管理模式

    隨著計(jì)算機(jī)硬件的不斷發(fā)展，特別是多核CPU的出現(xiàn)和內(nèi)存、總線架構(gòu)的革新，使得虛擬化技術(shù)得到飛速發(fā)展。在一臺高性能多核服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)，可以完成傳統(tǒng)方式下多臺物理服務(wù)器才能完成的工作。

    2.1 虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)

    一套完整的中心機(jī)房虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)由若干個(gè)物理服務(wù)器上安裝的虛擬化主機(jī)程序、一個(gè)數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、一個(gè)集中管理平臺三部分組成。

    2.1.1 虛擬化主機(jī)程序

    虛擬化主機(jī)程序是整個(gè)虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成，也是核心部分。它是一個(gè)功能強(qiáng)大的虛擬層，采用基于底層硬件系統(tǒng)的軟件技術(shù)，直接安裝在每一臺物理服務(wù)器的裸機(jī)上，其上再創(chuàng)建虛擬服務(wù)器。多臺虛擬服務(wù)器運(yùn)行在一臺物理服務(wù)器上，這徹底顛覆了為多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)配置多臺物理服務(wù)器的傳統(tǒng)模式。

    虛擬化主機(jī)程序負(fù)責(zé)分配硬件資源給各個(gè)虛擬服務(wù)器，根據(jù)不同應(yīng)用將物理服務(wù)器上的處理器、內(nèi)存、存儲器和網(wǎng)絡(luò)資源按需求劃分到各個(gè)虛擬服務(wù)器中。每個(gè)虛擬服務(wù)器之間關(guān)系就如同放置在中心機(jī)房中的物理服務(wù)器一樣，相對獨(dú)立、互不影響。對于使用者來說，虛擬服務(wù)器和物理服務(wù)器也沒有太大區(qū)別：在虛擬服務(wù)器上安裝配置Windows或Linux操作系統(tǒng)，系統(tǒng)安裝完成后再安裝相關(guān)應(yīng)用軟件；單個(gè)虛擬服務(wù)器也能夠同時(shí)使用多個(gè)CPU，來支持諸如SQL數(shù)據(jù)庫、Exchange Server等需要強(qiáng)勁處理能力和巨大硬件資源的應(yīng)用系統(tǒng)；虛擬化主機(jī)程序中還設(shè)有虛擬交換機(jī)功能，可以將虛擬服務(wù)器劃分到不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。虛擬服務(wù)器的安裝方法、實(shí)際性能與物理服務(wù)器完全相同，具有良好的操控性。

    與傳統(tǒng)的物理服務(wù)器相比，虛擬服務(wù)器可以針對不同應(yīng)用系統(tǒng)分配不同的硬件資源，做到物盡其用。通常說來，中心機(jī)房同一批次采購的物理服務(wù)器配置差別不大。但是，不同應(yīng)用軟件對服務(wù)器配置的要求卻并不一樣，如DNS服務(wù)只需要一個(gè)很低配置的服務(wù)器就能夠運(yùn)行良好，而像SQL數(shù)據(jù)庫這樣高訪問率、高吞吐量的應(yīng)用軟件則需要高配置的服務(wù)器才能保證其穩(wěn)定運(yùn)行。這就意味著一些配置要求不高的應(yīng)用軟件同樣也占用了一臺高配置的物理服務(wù)器，造成應(yīng)用硬件資源的大量浪費(fèi)。物理服務(wù)器之間彼此獨(dú)立，即便其他服務(wù)器應(yīng)用硬件資源嚴(yán)重緊張，那些閑置的資源也無法調(diào)配給它們使用。采用虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)后，虛擬化主機(jī)程序可以通過創(chuàng)建資源池為虛擬服務(wù)器在運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)調(diào)配硬件資源。若有虛擬服務(wù)器出現(xiàn)現(xiàn)時(shí)段硬件資源不足的情況時(shí)，可以借用一臺或多臺非滿負(fù)荷運(yùn)行的虛擬服務(wù)器閑置資源，在線進(jìn)行重新分配；待應(yīng)用運(yùn)行壓力降低后，再將暫借的資源歸還給相應(yīng)的虛擬服務(wù)器，從而最大限度地提高這些虛擬服務(wù)器所在那臺物理服務(wù)器硬件資源的利用率。根據(jù)測試，傳統(tǒng)的物理服務(wù)器應(yīng)用方式，服務(wù)器硬件資源的平均利用率只有5%—15%；而采用虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)整合、調(diào)配后，服務(wù)器硬件資源的平均利用率可以達(dá)到60%—80%。

    2.1.2 數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)

    虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)中的虛擬服務(wù)器實(shí)際上由磁盤文件和配置文件組成，這些虛擬機(jī)文件存放在數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)中的虛擬存儲空間內(nèi)。數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的創(chuàng)建又有本地存儲或共享存儲兩種類型。

    本地存儲直接建立在安裝虛擬化主機(jī)程序的物理服務(wù)器上，由虛擬化服務(wù)器所配置的硬盤容量決定虛擬化存儲的空間大小。采用本地存儲方式，初期投入成本較低、結(jié)構(gòu)簡單，但擴(kuò)展性和功能性不夠理想。

    共享存儲需要借助專用的共享存儲設(shè)備，如SAN、ISCSI、NFS等。共享存儲設(shè)備和中心機(jī)房多臺安裝虛擬化主機(jī)程序的物理服務(wù)器建立連接后，便實(shí)現(xiàn)了共享存儲。在共享存儲設(shè)備上創(chuàng)建的虛擬存儲系統(tǒng)空間具有共享訪問的功能，同一時(shí)間多臺建立連接的服務(wù)器均可以同時(shí)訪問。共享存儲降低了對虛擬化服務(wù)器存儲的要求，讓虛擬化服務(wù)器專注于對應(yīng)用軟件的處理。在存儲容量不足的情況下，共享存儲設(shè)備還可以在線擴(kuò)容。采用共享存儲方式，初期投入成本較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但其優(yōu)越的擴(kuò)展性和功能性為虛擬化技術(shù)高級功能的實(shí)施打下了基礎(chǔ)。

    2.1.3 集中管理平臺

    為了對虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行高效的管理和性能的監(jiān)控，中心機(jī)房需要配置一臺獨(dú)立的集中管理服務(wù)器，為所有安裝虛擬化主機(jī)程序的物理服務(wù)器搭建集中管理平臺。登陸集中管理平臺，可以對所有加入集中管理的虛擬化服務(wù)器進(jìn)行一站式操作。

    在集中管理平臺的檢測、協(xié)調(diào)下，虛擬化主機(jī)程序、共享數(shù)據(jù)存儲可以實(shí)現(xiàn)虛擬化技術(shù)中的高級功能，如虛擬資源動態(tài)分配、虛擬服務(wù)器動態(tài)遷移和故障切換保護(hù)等功能。利用共享存儲設(shè)備，集中管理平臺可以對相連接的跨物理服務(wù)器資源實(shí)施動態(tài)分配，使多臺物理服務(wù)器上的硬件資源完全共享；甚至可以對各虛擬服務(wù)器實(shí)施跨物理服務(wù)器的動態(tài)遷移，使服務(wù)器資源真正達(dá)到負(fù)載均衡。集中管理平臺不間斷地對中心機(jī)房進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)物理服務(wù)器被檢測出有硬件故障時(shí)，集中管理平臺能夠迅速反應(yīng)，將故障機(jī)上的虛擬服務(wù)器主動遷移到其他相連接的物理服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)了故障切換保護(hù)的自動化進(jìn)程，保證了應(yīng)用系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。

    在虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)中，虛擬化主機(jī)程序、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、集中管理平臺三部分緊密合作，為虛擬服務(wù)器穩(wěn)定、高效、安全的運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保證。

    2.2 中心機(jī)房虛擬化應(yīng)用的優(yōu)勢與原則

    對比傳統(tǒng)的中心機(jī)房管理模式，虛擬化技術(shù)下的中心機(jī)房管理模式具有無可比擬的優(yōu)越性：

    2.2.1 降低運(yùn)營成本

    虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用，充分利用了物理服務(wù)器的硬件資源，有效減少了物理服務(wù)器的數(shù)量。隨著物理服務(wù)器數(shù)量的減少，服務(wù)器購置成本、硬件維護(hù)成本、軟件管理成本、服務(wù)器運(yùn)行能耗、空調(diào)等機(jī)房附加能耗等都相應(yīng)降低。

    2.2.2 提高運(yùn)營效率

    傳統(tǒng)模式中，新應(yīng)用系統(tǒng)方案的實(shí)施需要服務(wù)器采購、安裝、調(diào)試等環(huán)節(jié)。虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)中的虛擬服務(wù)器由若干個(gè)磁盤文件和配置文件組成，要?jiǎng)?chuàng)建新的虛擬服務(wù)器只需要直接復(fù)制這些文件。直接復(fù)制文件能夠快速部署新應(yīng)用系統(tǒng)，大大降低了創(chuàng)建配置時(shí)間，有利于滿足客戶端需求，提高了運(yùn)營效率。

    2.2.3 提升服務(wù)水平

    虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)中高級功能的應(yīng)用，尤其是虛擬資源動態(tài)分配、虛擬服務(wù)器動態(tài)遷移、故障切換保護(hù)等功能，確保了應(yīng)用系統(tǒng)能夠獨(dú)立自主地連續(xù)、安全運(yùn)行，使中心機(jī)房管理人員不再需要投入大量時(shí)間去維護(hù)硬件系統(tǒng)。而能夠?qū)⒅饕�精力放在對�?yīng)用系統(tǒng)的維護(hù)中，從而有效提升客戶服務(wù)水平。

    虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠打造出生態(tài)、高效的中心機(jī)房環(huán)境。即便如此，對中心機(jī)房進(jìn)行虛擬化改造也要遵循適度的原則，以“高穩(wěn)定、低成本”為最終目標(biāo)：一是不能為了虛擬化而虛擬化，避免矯枉過正。要最大限度利用中心機(jī)房原有的設(shè)備及資源，嚴(yán)格按照物理機(jī)的方式進(jìn)行管理，并充分考慮到虛擬化實(shí)施后的可擴(kuò)展空間，以適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展趨勢。二是不能一蹴而就，避免好大喜功。對中心機(jī)房服務(wù)器和應(yīng)用程序平臺要分批進(jìn)行優(yōu)化整合，循序漸進(jìn)。先對應(yīng)用壓力較小的服務(wù)器進(jìn)行虛擬化架構(gòu)，積累了足夠經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)對能力后，再逐步遷移應(yīng)用壓力大的服務(wù)器。

    虛擬化技術(shù)作為一種新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)，是對技術(shù)、操作、應(yīng)用、管理，甚至是理念的根本轉(zhuǎn)變。在這種背景下，作為IT業(yè)界的領(lǐng)導(dǎo)者Intel、Amd不斷推出多核服務(wù)器和虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)，加上系統(tǒng)集成商的大力推進(jìn)，使得虛擬化技術(shù)飛速發(fā)展，局域網(wǎng)的虛擬化應(yīng)用已成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究的一個(gè)熱點(diǎn)，正在對傳統(tǒng)的中心機(jī)房管理模式提出挑戰(zhàn)。打造虛擬化技術(shù)下的中心機(jī)房管理模式，必將成為未來發(fā)展的趨勢，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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本文標(biāo)題：打造虛擬化技術(shù)下的中心機(jī)房管理模式

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