中小企业实施服务器虚拟化技术小百科

作者：陈伟 朱燕珍 2011-07-04 09:16:31
运维
服务器运维
虚拟化 随着虚拟化技术浪潮席卷大企业的数据中心时，虚拟化在提高服务器利用率，降低能耗和噪音，减少机房占地。提高业务连续性，减少维护服务器时间和成本等方面给小企业也带来无可比拟的好处。本文在服务器虚拟化技术在中小数据环境中的选型、设计等方面做了一些粗浅的探讨，对准备实施虚拟化的中小企业有一定借鉴意义。

在信息化日益深化的今天，传统组织形式在一些领域已不能适应企业的需求。企业都在以最”经济”的手段整合自己的资源。从高科技行业到低技术含量的建筑业制造业。大家都试图以自己有限的资源撬动更大的市场空间，实现企业利益的最大化。虚拟技术让企业突破了传统企业的界限，通过实现对资源进行动态配置和优化，来适应新的市场浪潮，为企业做大做强提供了新的机遇。
 
　　虚拟化有多种应用形式：服务器虚拟化操作系统虚拟化存储虚拟化网络虚拟化应用虚拟化。其中服务器虚拟化也称为虚拟机管理程序，是最常见的一种虚拟化形式。它将物理服务器分离为较小的虚拟服务器。服务器虚拟化为我们带来以下好处：整合现有服务器资源，降低成本节省资金。提高IT服务质量，为管理和配置提高灵活性。
 
　　1、选型
 
　　当前，最知名和占有率最高的虚拟化解决方案提供商是VMware和微软。其中Vmware是虚拟技术的老牌厂商和领跑者。在技术的成熟度和领先性上有着更多的优势。在全世界。各种规模的企业都享受着VMware虚拟化带来的好处。数千家组织(包括财富100强中的所有企业)采用VMware的虚拟化解决方案。
 
　　比较VMware ESX/ESXI与采用Hyper-V的windows server 2008。前者磁盘占用空间小。ESXI仅70-100M。不依赖通用操作系统。面对外部威胁的受攻击面就越小，而且还可以大幅减少所需的补丁程序数量；这两方面的优势都可以提高产品的可靠性和数据中心的稳定性；前者还针对硬件供应商优化驱动程序，能够回收未使用的内存，消除重复的内存页；采用独有的VMFS虚拟机文件系统，是一种集群文件系统，允许多个ESX主机同时访问某一个虚拟卷，从而为通过光纤通道SAN、iSCSI、SAN或网络附加存储(NAS)实现共享存储资源铺平了道路。而后者含Server Core安装需要2GB，完整的Windows Server安装需要10 GB，依赖父级分区中的Windows 2008，不能回收未使用的物理内存或消除重复内存页。缺少集成的集群文件系统，父级操作系统中存在I/O瓶颈。
 
　　通过比较，可以知道VMware ESXi/ESX比采用Hyper-V的Windows Server 2008有较多优势，而且现已发展到第四代，已经在全世界数以万计的客户部署中经过生产验证，其虚拟化管理程序已相当成熟。具备了客户要求的可靠性可扩展性和性能所需的核心功能。因此。选择Vmware的产品。
 
　　2、服务器虚拟化设计
 
　　VMware虚拟化的工作原理是。直接在计算机硬件或主机操作系统上面插入一个精简的软件层。该软件层包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟机监视器(或称”管理程序”)。多个操作系统可以同时运行在单台物理机上。彼此之间共享硬件资源。由于是将整台计算机(包括CPU内存操作系统和网络设备)封装起来，因此虚拟机可与所有标准的x86操作系统应用程序和设备驱动程序完全兼容。可以同时在单台计算机上安全运行多个操作系统和应用程序，每个操作系统和应用程序都可以在需要时访问其所需的资源。
 
　　信息中心目前共有服务器7台(内网5台，外网2台)，其中已经有5台过了保修期，其中4台是内网的服务器，若出现故障，维修是个大问题。且机房空间狭小。服务器机柜几乎已满，还有塔式机箱放置于机柜外。财务部有2台服务器，人资部有1台服务器。也均已过保，而且缺少专业维护人员和必要的安全保障措施。存在很大的安全隐患。非常有必要将分散在各部门的服务器集中到信息中心统一管理。
 
　　虚拟化前，5台内网服务器CPU利用率分别为<10%<5%<5%<5%<15%。简单累加总的CPU利用率删；内存使用率分别为37%、25%、50%、60%、42%，简单累加使用内存为7G；5台服务器硬盘的实际已用容量约200G。
 
　　虚拟化技术解决方案分两期执行，第一期采购1台高性能PC服务器，Intel XEON平台Clovertown四核处理器。这款处理器基于Intel最新的酷睿2架构体系，在PE2950这款两路两U的平台上提供了多达8颗物理内核的运算能力，在处理多任务并发的应用环境下，能够在相同的空间密度内提供更丰富的CPU处理资源，特别对于VMware这样的资源池划分环境。更密集的处理器处理能力将能够负担更多的虚拟机应用需求。尤为引人注目的是，Intel XEON平台Clovertown四核处理器能够在芯片级别上通过Intel VT技术直接支持VMWare公司的虚拟化产品，大大提高了虚拟机的CPU性能。所以，在我们已经敲定的服务器平台上选择Intel最新的四核处理器是不二的选择。
 
　　基于以上理由，采购一台专门为虚拟化技术设计的服务器DELL R810。具体配置：四核E6510 173GHz*2，12M缓存，内存16G*2 1333MHz，硬盘500G*6，5年服务当天4小时上门。采用6块500G硬盘，两两做RAID1。CPU内存有32G硬盘空间1500G，均足够用。
 
　　软件采用VMware vSphere Essendals，将5台旧服务器虚拟化到这台新服务器上。它为中小企业提供一体式解决方案，可以虚拟化三台物理服务器以整合和管理应用程序，凭借较低的前期投资可降低硬件和运营成本，每台服务器可拥有两个处理器。此版本是面向物理服务器数量低于20台的小型IT环境的自包含解决方案，未来也可以升级到任意高级版本以适应不断增大的IT环境。
 
　　由于信息化应用程度不高，业务系统也多是部门级的，使用范围不广，对服务器硬件要求普遍不高，所以未来5年内无需再采购服务器，部署部门级业务系统或其他保障系统等所需的服务器，在这台DELL R810上新建几个虚拟机系统就可以解决了。
 
　　基于安全性考虑，再将一台旧服务器DELL 2950扩充内存和硬盘后，作为虚拟机的备份，另外4台服务器可以用作其他用途。
 
　　虚拟化后，带来如下好处：
 
　　①降低服务器硬件采购成本，原计划每年滚动更新1台服务器，5年内更新5台，约花费2，5万x5=12万。而此次采购服务器以及升级花费约6万，加上VMware vSphere Essentials软件约2万，合计只花费8万。
 
　　②降低能耗方面，5台服务器减为1台服务器，功率至少减少500W，1天节省12度电，1年节省4000多度电。由于服务器数量的减少，带来发热量的减少，空调耗电量也会大大节省了，这也是无法估计的。
 
　　③维护服务器的时间和成本方面，虚拟化前。虽每年滚动更新1台服务器，但每年仍有约3台服务器过保，硬件故障产生的维修费用也较高，且维修时间更是无法预测。而虚拟化后，新服务器在未来5年内无需支付硬件问题产生的维护费用，维修时间也有保证。也不用担心系统的兼容性的问题。
 
　　④加快新服务器和新业务系统的部署，可以快速响应业务部门的需求，不再需要过去冗长的采购流程。
 
　　⑤提高了服务水平，可以帮助企业建立业务系统和IT资源之间的关系，将服务器资源作为一个整体，按需进行调配和管理。
 
　　⑥服务器数量的减少，除了大大节省机房空间，噪音也会大大降低，网线也减少了，极大地改善了机房工作环境。
 
　　⑦解放出旧服务器，可以用于其他业务应用(诸如测试和培训)，充分发挥作用。
 
　　根据第一期方案的具体实施情况，若未来业务系统有超出预期的进展，经过评估，则可以考虑在第二期再采购1台高性能服务器和1套存储设备，并将VMware vSphere Essentials升级到标准版或企业版，用户可以有选择地添加以下适合自己的组件，
 
　　VMware DRSVMware DRS实现按需自动调配资源，将可用资源与预定义的业务优先事务协调起来。比如在其中一台ESX服务器负载过重时，将某几台的虚拟机移动到其他的ESX服务器，达成负载平衡的目的。
 
　　VMware VMofion允许迁移正在运行中的虚拟机，实现了无，中断的IT环境维护。当需要计划内硬件维护或出现风扇故障磁盘错误时，可将运行的虚拟机移至其他物理服务器。维护完成后再将虚拟机移回原位置。从而大大减少计划内和计划外停机时间和成本。VMware HAVMware HA实现了经济高效独立于硬件和操作系统的故障切换功能。
 
　　VMware Consolidated Backup为虚拟机提供了易于使用集中化的备份工具。它使虚拟机内容能够从一个集中的Microsoft Windows 2004代理服务器(而不是直接从ESX Server)中进行备份。
 
　　Storage VMotion实现存储位置的在线移动。VMware Data Recovery可为虚拟机提供无代理的简单经济高效的备份和恢复功能，优化了备份存储使用情况，同时也是对现有备份和归档到磁带的数据保护解决方案的有益补充。
 
　　3、结束语
 
　　由于虚拟化对大多数用户来讲还是陌生的，如何更好的驾驭它，是我们今后要面对的主要课题。对于想尝试虚拟化技术但又没有充分准备好的企业。也可以利用VMware免费的ESXi，将一些非关键业务系统整合后放于单个服务器上运行，同样可以体验虚拟化带来的好处，以及积累虚拟化的经验。
 
　　展望未来，随着虚拟化技术不断普及，虚拟化应用也从最初的以服务器整合为目的，发展到透过实施虚拟化，全面提高企业信息管理水平；从最初节省成本，向注重管理来转变。

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