解读服务器虚拟化的十大误区
生活随笔
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解读服务器虚拟化的十大误区
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本文已于2007年7月24日發(fā)表在《存儲時代》,地址為:[url]http://server.zdnet.com.cn/stor-age/2007/0724/436162.shtml[/url] ? 盡管服務(wù)器虛擬化已經(jīng)逐漸普及,但是我們?nèi)圆荒芎鲆晫μ摂M化的理解誤區(qū),常見有如下十大理解應(yīng)用誤區(qū),下面在此逐一分析。
誤區(qū)1:虛擬化可以實現(xiàn)多臺物理服務(wù)器資源整合,從而實現(xiàn)單個應(yīng)用通過虛擬化而運行在多臺物理硬件上
實際上,虛擬化不能將一個應(yīng)用分布運行在多臺物理硬件上,那是分布式計算要去解決的問題。分布式計算環(huán)境和虛擬化環(huán)境是兩種不同的資源整合方式。當(dāng)然,如果想通過虛擬化實現(xiàn)一個應(yīng)用跨物理平臺運行技術(shù)上來說是可行的,只是為了解決不同硬件之間的CPU和內(nèi)存級指令、數(shù)據(jù)的同步,需要使用一些特別的技術(shù),比如Infiniband等,這會極大地增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。實際上,基于這種理念的虛擬化產(chǎn)品曾在實驗室實現(xiàn),但是由于成本等因素?zé)o法投入市場。今天能看到的所有服務(wù)器虛擬化解決方案都不提供一個應(yīng)用跨物理服務(wù)器運行,也就是說,虛擬化環(huán)境下一個應(yīng)用能使用的最大資源就是一臺獨立的物理服務(wù)器。
誤區(qū)2:服務(wù)器虛擬化就會陷入將多個雞蛋放到一個籃子的尷尬
通過虛擬化,提高了服務(wù)器的利用效率和靈活性。但同時也使得單臺服務(wù)器上運行了多個獨立的虛擬機,也就是多個不同的應(yīng)用。我們原來在一臺服務(wù)器上只運行一個應(yīng)用,服務(wù)器維護和升級時只會影響單個應(yīng)用。通過運行虛擬化,我們在維護和升級服務(wù)器時會影響該服務(wù)器上運行的所有虛擬機和應(yīng)用。這導(dǎo)致很多人認(rèn)為的問題:多個虛擬機放置在一臺服務(wù)器上的“雞蛋和籃子”問題。
實際上,VMware很早就意識到了這個問題,這個問題可以通過兩個方面的能力去解決。一是怎么保證虛擬化后的服務(wù)器物理硬件維護和升級的問題。二是物理服務(wù)器故障時如何保護這些虛擬機的安全。
首先,VMware創(chuàng)造性的發(fā)明了VMotion的技術(shù),解決了虛擬化后物理服務(wù)器的升級和維護問題。通過VMotion,VMware可以在服務(wù)器需要維護升級時動態(tài)將虛擬機遷移到其他的物理服務(wù)器,通過內(nèi)存復(fù)制技術(shù),確保每臺虛擬機任何對外的服務(wù)都不發(fā)生中斷,從而實現(xiàn)了:停物理硬件、不停應(yīng)用。下圖時VMotion的具體實現(xiàn),已經(jīng)有超過50%的VMware客戶部署了VMotion技術(shù)。
其次,VMware推出了VMware HA的功能來保護物理服務(wù)器的安全。一旦發(fā)生物理服務(wù)器故障,VMware HA可以智能檢測到這一事件,及時快速地在其他物理服務(wù)器上重新啟用這些虛擬機,從而保證虛擬機的安全性和可靠性。
誤區(qū)3:動態(tài)在線虛擬機遷移可以跨越任何硬件進行
目前VMware在業(yè)界推出了標(biāo)志性的創(chuàng)新產(chǎn)品功能VMotion,可以實現(xiàn)虛擬機動態(tài)在線跨越硬件服務(wù)器進行遷移。但是這是有一個兼容前提,也就是兩臺物理服務(wù)器要達(dá)到CPU指令級的兼容,或者是完全一樣的CPU,或者是同一家族的CPU。如果CPU指令不兼容,進行內(nèi)存復(fù)制后新機器CPU不能識別這些指令就會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。當(dāng)然,具體CPU指令級是否兼容,VMotion會自動進行判定。
當(dāng)然,如果您可以離線進行虛擬機的遷移,就可以跨越任何ESX兼容的硬件進行遷移,就沒有CPU型號等的制約。
誤區(qū)4:數(shù)據(jù)中心虛擬化后可以節(jié)約虛擬機里運行軟件許可證的成本
虛擬化并未改變軟件許可證的發(fā)放方式,因此虛擬化并不意味著操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件許可證成本的節(jié)約,除非操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件廠商重新調(diào)整了軟件許可證策略。因此,想通過使用虛擬化來減少應(yīng)用軟件許可成本的想法是錯誤的。當(dāng)然,實施虛擬化也不會增加操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件的許可證成本。
誤區(qū)5:數(shù)據(jù)中心虛擬化只使用于邊緣應(yīng)用,對關(guān)鍵應(yīng)用或資源消耗較大的應(yīng)用目前還不能虛擬化
PC服務(wù)器的虛擬化已經(jīng)相當(dāng)成熟,在美國和歐洲已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。實際上,很多關(guān)鍵的業(yè)務(wù)應(yīng)用已經(jīng)運行在虛擬化的平臺上。對于資源消耗比較高的應(yīng)用,需要進行合理的規(guī)劃才能遷移到虛擬化上來,即使某個機器的資源消耗特別巨大,仍然可以通過升級服務(wù)器的內(nèi)存、CPU來使它順利遷移到高端PC服務(wù)器上來。當(dāng)然,某個虛擬機能夠支持的最大資源仍然是有限制的,比如運行在VMware的ESX Server 3.0上的虛擬機,最多可以支持16GB內(nèi)存和4顆虛擬CPU。如果這些資源仍然無法滿足某個應(yīng)用的需求,該應(yīng)用還是不能運行在虛擬化的平他上。基于一般考慮,大多數(shù)資源消耗較大的應(yīng)用仍然能夠安全運行到虛擬化平臺上。
誤區(qū)6:Intel和AMD都開始在CPU級支持虛擬化,已不需要再購買虛擬化軟件了
CPU的廠商Intel和AMD都在推行基于CPU的虛擬化,實際上CPU級的虛擬化就是在CPU指令級增加了許多虛擬化的指令而已,這并非說用戶可以不需要購買虛擬化軟件了,CPU級的虛擬化需要虛擬化軟件才能使用起來。目前所有的常用操作系統(tǒng)都不支持CPU級的虛擬化。而VMware提供的虛擬化平臺正是通過利用Intel和AMD提供的CPU指令的虛擬化,進而提高了虛擬化的效率,有效提高了虛擬機的性能,降低了虛擬化帶來的損耗,大大加速數(shù)據(jù)中心虛擬化的進程。所以說,CPU的虛擬化是對服務(wù)器虛擬化的極大推動,而不是限制VMware這樣的虛擬化產(chǎn)品的推廣。
誤區(qū)7:數(shù)據(jù)中心虛擬化會極大地降低服務(wù)器的性能
虛擬化有兩種基本架構(gòu):寄居架構(gòu)和裸金屬架構(gòu),兩種架構(gòu)如下圖所示。寄居架構(gòu)由于基于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)之上,所以性能消耗大,往往會對服務(wù)器性能影響很大。而裸金屬架構(gòu)基于專門為虛擬化而設(shè)計的虛擬化層而實現(xiàn),大大降低了虛擬化引入的損耗,可以極大改善虛擬機的性能,是企業(yè)級數(shù)據(jù)中心進行虛擬化的首選架構(gòu)。
因此,對用戶來說,為了滿足應(yīng)用對性能的追求,建議采用企業(yè)級虛擬化架構(gòu)――裸金屬架構(gòu),這可以盡可能降低數(shù)據(jù)中心虛擬化對服務(wù)器性能的影響,一般影響可以降到10%以下。
下圖是采用裸金屬架構(gòu)虛擬化對應(yīng)用性能的影響情況,這是VMware在中國某個用戶現(xiàn)場的實測結(jié)果,已經(jīng)很好說明了虛擬化帶來的消耗是很低的。
誤區(qū)8:虛擬化技術(shù)仍然不成熟,數(shù)據(jù)中心虛擬化還不能提上議事日程
虛擬化已經(jīng)獲得了廣泛地應(yīng)用,財富100強的所有用戶都已經(jīng)部署了VMware的虛擬化解決方案,財富1000強中超過800家都是VMware的用戶。實際上,VMware的企業(yè)級用戶數(shù)量已經(jīng)超過20000家,而所有用戶的數(shù)量已經(jīng)超過四百萬家。VMware的服務(wù)器虛擬化方案已經(jīng)久經(jīng)考驗,成為整個IT業(yè)界津津樂道的熱點,虛擬化已經(jīng)成為企業(yè)級用戶構(gòu)建新型數(shù)據(jù)中心的利器,成為值得信賴的可靠、穩(wěn)定的企業(yè)級解決方案。
誤區(qū)9:虛擬化由于引入了新的層次,會增加數(shù)據(jù)中心的管理難度
在數(shù)據(jù)中心引入虛擬化確實增加了一個虛擬化層,但并非因此而增加了管理難度。由于虛擬化的管理軟件能夠很好的管理控制虛擬平臺的同時,簡化了雜亂的服務(wù)器的管理,從而大大降低了大型數(shù)據(jù)中心的管理復(fù)雜性。如VMware VirtualCenter就是很好的例證,Virtual Center提供了直觀的管理界面,提供了豐富的資料和數(shù)據(jù)來監(jiān)控整合虛擬化中心,為數(shù)據(jù)中心高效管理提供了強大的手段,成為新型虛擬化數(shù)據(jù)中心的必備工具。下圖是Virtual center對虛擬機的管理界面。
誤區(qū)10:服務(wù)器虛擬化很美好,從原來架構(gòu)遷移到虛擬架構(gòu)耗時費力,而且可能風(fēng)險巨大
如果遷移到虛擬化平臺是很多用戶的顧慮之一,因為虛擬化是一種架構(gòu)決策。VMware已經(jīng)進行了大量工作來簡化從物理架構(gòu)向虛擬架構(gòu)的遷移,VMware Converter可以讓用戶不需要重新安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用,通過打包方式,將原來的物理服務(wù)器輕松遷移到虛擬平臺上來。這不僅簡化了流程,也降低了整個的遷移風(fēng)險,目前很多企業(yè)級的用戶都在享受VMware Converter所帶來的好處。下圖是VMware Converter的一個操作主界面,用戶可以從VMware的網(wǎng)站免費下載VMware Converter的試用版來進行遷移試驗。
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誤區(qū)1:虛擬化可以實現(xiàn)多臺物理服務(wù)器資源整合,從而實現(xiàn)單個應(yīng)用通過虛擬化而運行在多臺物理硬件上
實際上,虛擬化不能將一個應(yīng)用分布運行在多臺物理硬件上,那是分布式計算要去解決的問題。分布式計算環(huán)境和虛擬化環(huán)境是兩種不同的資源整合方式。當(dāng)然,如果想通過虛擬化實現(xiàn)一個應(yīng)用跨物理平臺運行技術(shù)上來說是可行的,只是為了解決不同硬件之間的CPU和內(nèi)存級指令、數(shù)據(jù)的同步,需要使用一些特別的技術(shù),比如Infiniband等,這會極大地增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。實際上,基于這種理念的虛擬化產(chǎn)品曾在實驗室實現(xiàn),但是由于成本等因素?zé)o法投入市場。今天能看到的所有服務(wù)器虛擬化解決方案都不提供一個應(yīng)用跨物理服務(wù)器運行,也就是說,虛擬化環(huán)境下一個應(yīng)用能使用的最大資源就是一臺獨立的物理服務(wù)器。
誤區(qū)2:服務(wù)器虛擬化就會陷入將多個雞蛋放到一個籃子的尷尬
通過虛擬化,提高了服務(wù)器的利用效率和靈活性。但同時也使得單臺服務(wù)器上運行了多個獨立的虛擬機,也就是多個不同的應(yīng)用。我們原來在一臺服務(wù)器上只運行一個應(yīng)用,服務(wù)器維護和升級時只會影響單個應(yīng)用。通過運行虛擬化,我們在維護和升級服務(wù)器時會影響該服務(wù)器上運行的所有虛擬機和應(yīng)用。這導(dǎo)致很多人認(rèn)為的問題:多個虛擬機放置在一臺服務(wù)器上的“雞蛋和籃子”問題。
實際上,VMware很早就意識到了這個問題,這個問題可以通過兩個方面的能力去解決。一是怎么保證虛擬化后的服務(wù)器物理硬件維護和升級的問題。二是物理服務(wù)器故障時如何保護這些虛擬機的安全。
首先,VMware創(chuàng)造性的發(fā)明了VMotion的技術(shù),解決了虛擬化后物理服務(wù)器的升級和維護問題。通過VMotion,VMware可以在服務(wù)器需要維護升級時動態(tài)將虛擬機遷移到其他的物理服務(wù)器,通過內(nèi)存復(fù)制技術(shù),確保每臺虛擬機任何對外的服務(wù)都不發(fā)生中斷,從而實現(xiàn)了:停物理硬件、不停應(yīng)用。下圖時VMotion的具體實現(xiàn),已經(jīng)有超過50%的VMware客戶部署了VMotion技術(shù)。
其次,VMware推出了VMware HA的功能來保護物理服務(wù)器的安全。一旦發(fā)生物理服務(wù)器故障,VMware HA可以智能檢測到這一事件,及時快速地在其他物理服務(wù)器上重新啟用這些虛擬機,從而保證虛擬機的安全性和可靠性。
誤區(qū)3:動態(tài)在線虛擬機遷移可以跨越任何硬件進行
目前VMware在業(yè)界推出了標(biāo)志性的創(chuàng)新產(chǎn)品功能VMotion,可以實現(xiàn)虛擬機動態(tài)在線跨越硬件服務(wù)器進行遷移。但是這是有一個兼容前提,也就是兩臺物理服務(wù)器要達(dá)到CPU指令級的兼容,或者是完全一樣的CPU,或者是同一家族的CPU。如果CPU指令不兼容,進行內(nèi)存復(fù)制后新機器CPU不能識別這些指令就會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。當(dāng)然,具體CPU指令級是否兼容,VMotion會自動進行判定。
當(dāng)然,如果您可以離線進行虛擬機的遷移,就可以跨越任何ESX兼容的硬件進行遷移,就沒有CPU型號等的制約。
誤區(qū)4:數(shù)據(jù)中心虛擬化后可以節(jié)約虛擬機里運行軟件許可證的成本
虛擬化并未改變軟件許可證的發(fā)放方式,因此虛擬化并不意味著操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件許可證成本的節(jié)約,除非操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件廠商重新調(diào)整了軟件許可證策略。因此,想通過使用虛擬化來減少應(yīng)用軟件許可成本的想法是錯誤的。當(dāng)然,實施虛擬化也不會增加操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件的許可證成本。
誤區(qū)5:數(shù)據(jù)中心虛擬化只使用于邊緣應(yīng)用,對關(guān)鍵應(yīng)用或資源消耗較大的應(yīng)用目前還不能虛擬化
PC服務(wù)器的虛擬化已經(jīng)相當(dāng)成熟,在美國和歐洲已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。實際上,很多關(guān)鍵的業(yè)務(wù)應(yīng)用已經(jīng)運行在虛擬化的平臺上。對于資源消耗比較高的應(yīng)用,需要進行合理的規(guī)劃才能遷移到虛擬化上來,即使某個機器的資源消耗特別巨大,仍然可以通過升級服務(wù)器的內(nèi)存、CPU來使它順利遷移到高端PC服務(wù)器上來。當(dāng)然,某個虛擬機能夠支持的最大資源仍然是有限制的,比如運行在VMware的ESX Server 3.0上的虛擬機,最多可以支持16GB內(nèi)存和4顆虛擬CPU。如果這些資源仍然無法滿足某個應(yīng)用的需求,該應(yīng)用還是不能運行在虛擬化的平他上。基于一般考慮,大多數(shù)資源消耗較大的應(yīng)用仍然能夠安全運行到虛擬化平臺上。
誤區(qū)6:Intel和AMD都開始在CPU級支持虛擬化,已不需要再購買虛擬化軟件了
CPU的廠商Intel和AMD都在推行基于CPU的虛擬化,實際上CPU級的虛擬化就是在CPU指令級增加了許多虛擬化的指令而已,這并非說用戶可以不需要購買虛擬化軟件了,CPU級的虛擬化需要虛擬化軟件才能使用起來。目前所有的常用操作系統(tǒng)都不支持CPU級的虛擬化。而VMware提供的虛擬化平臺正是通過利用Intel和AMD提供的CPU指令的虛擬化,進而提高了虛擬化的效率,有效提高了虛擬機的性能,降低了虛擬化帶來的損耗,大大加速數(shù)據(jù)中心虛擬化的進程。所以說,CPU的虛擬化是對服務(wù)器虛擬化的極大推動,而不是限制VMware這樣的虛擬化產(chǎn)品的推廣。
誤區(qū)7:數(shù)據(jù)中心虛擬化會極大地降低服務(wù)器的性能
虛擬化有兩種基本架構(gòu):寄居架構(gòu)和裸金屬架構(gòu),兩種架構(gòu)如下圖所示。寄居架構(gòu)由于基于傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)之上,所以性能消耗大,往往會對服務(wù)器性能影響很大。而裸金屬架構(gòu)基于專門為虛擬化而設(shè)計的虛擬化層而實現(xiàn),大大降低了虛擬化引入的損耗,可以極大改善虛擬機的性能,是企業(yè)級數(shù)據(jù)中心進行虛擬化的首選架構(gòu)。
因此,對用戶來說,為了滿足應(yīng)用對性能的追求,建議采用企業(yè)級虛擬化架構(gòu)――裸金屬架構(gòu),這可以盡可能降低數(shù)據(jù)中心虛擬化對服務(wù)器性能的影響,一般影響可以降到10%以下。
下圖是采用裸金屬架構(gòu)虛擬化對應(yīng)用性能的影響情況,這是VMware在中國某個用戶現(xiàn)場的實測結(jié)果,已經(jīng)很好說明了虛擬化帶來的消耗是很低的。
誤區(qū)8:虛擬化技術(shù)仍然不成熟,數(shù)據(jù)中心虛擬化還不能提上議事日程
虛擬化已經(jīng)獲得了廣泛地應(yīng)用,財富100強的所有用戶都已經(jīng)部署了VMware的虛擬化解決方案,財富1000強中超過800家都是VMware的用戶。實際上,VMware的企業(yè)級用戶數(shù)量已經(jīng)超過20000家,而所有用戶的數(shù)量已經(jīng)超過四百萬家。VMware的服務(wù)器虛擬化方案已經(jīng)久經(jīng)考驗,成為整個IT業(yè)界津津樂道的熱點,虛擬化已經(jīng)成為企業(yè)級用戶構(gòu)建新型數(shù)據(jù)中心的利器,成為值得信賴的可靠、穩(wěn)定的企業(yè)級解決方案。
誤區(qū)9:虛擬化由于引入了新的層次,會增加數(shù)據(jù)中心的管理難度
在數(shù)據(jù)中心引入虛擬化確實增加了一個虛擬化層,但并非因此而增加了管理難度。由于虛擬化的管理軟件能夠很好的管理控制虛擬平臺的同時,簡化了雜亂的服務(wù)器的管理,從而大大降低了大型數(shù)據(jù)中心的管理復(fù)雜性。如VMware VirtualCenter就是很好的例證,Virtual Center提供了直觀的管理界面,提供了豐富的資料和數(shù)據(jù)來監(jiān)控整合虛擬化中心,為數(shù)據(jù)中心高效管理提供了強大的手段,成為新型虛擬化數(shù)據(jù)中心的必備工具。下圖是Virtual center對虛擬機的管理界面。
誤區(qū)10:服務(wù)器虛擬化很美好,從原來架構(gòu)遷移到虛擬架構(gòu)耗時費力,而且可能風(fēng)險巨大
如果遷移到虛擬化平臺是很多用戶的顧慮之一,因為虛擬化是一種架構(gòu)決策。VMware已經(jīng)進行了大量工作來簡化從物理架構(gòu)向虛擬架構(gòu)的遷移,VMware Converter可以讓用戶不需要重新安裝操作系統(tǒng)和應(yīng)用,通過打包方式,將原來的物理服務(wù)器輕松遷移到虛擬平臺上來。這不僅簡化了流程,也降低了整個的遷移風(fēng)險,目前很多企業(yè)級的用戶都在享受VMware Converter所帶來的好處。下圖是VMware Converter的一個操作主界面,用戶可以從VMware的網(wǎng)站免費下載VMware Converter的試用版來進行遷移試驗。
《新程序員》:云原生和全面數(shù)字化實踐50位技術(shù)專家共同創(chuàng)作,文字、視頻、音頻交互閱讀
總結(jié)
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