虛擬化案例:現(xiàn)代企業(yè)信息化建設(shè)中堅(jiān)力量
“忽如一夜春風(fēng)來,千樹萬樹梨花開。”如詩人的古詩一般,在信息化建設(shè)領(lǐng)域,我們偶一回首,發(fā)現(xiàn)曾經(jīng)還是掛在嘴邊概念化的服務(wù)器虛擬化技術(shù)已經(jīng)走入了千萬家企業(yè),成為企業(yè)信息化建設(shè)的中堅(jiān)力量,實(shí)實(shí)在在的運(yùn)用在了管理、生產(chǎn)、服務(wù)等領(lǐng)域了。
虛擬化一詞在很多行業(yè)都被使用,在IT服務(wù)器領(lǐng)域里虛擬化主要指把一臺(tái)物理實(shí)體服務(wù)器虛擬成若干個(gè)獨(dú)立的邏輯服務(wù)器,這些虛擬服務(wù)器之間相互隔離,用戶可以把其視為一臺(tái)臺(tái)真實(shí)存在的獨(dú)立服務(wù)器,在這些虛擬服務(wù)器上運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。服務(wù)器物理平臺(tái)上直接運(yùn)行的是虛擬化操作系統(tǒng)軟件,通過虛擬化操作系統(tǒng)軟件作為底層架構(gòu)支持,建立多個(gè)虛擬機(jī),調(diào)度分配CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)等,使其共同協(xié)調(diào)使用。在虛擬機(jī)上可以安裝Windows、Linux等操作系統(tǒng),并且多個(gè)操作系統(tǒng)都在相互獨(dú)立的磁盤空間內(nèi)運(yùn)行而不會(huì)互相影響,每套系統(tǒng)都可以看做完全獨(dú)立真實(shí)的系統(tǒng),可以顯著的提高服務(wù)器的工作效率和安全性。最初虛擬化被用于大型機(jī),在大型機(jī)上,一個(gè)用戶不會(huì)使用大型機(jī)的全部資源,機(jī)器資源閑置浪費(fèi),虛擬化工具可以幫助大型機(jī)提高利用效率,到上世紀(jì)九十年代末,可以運(yùn)行Unix和Windows服務(wù)器的新型虛擬化軟件被開發(fā)出來,虛擬化應(yīng)用范圍得到了極大擴(kuò)展,這些軟件可以建立虛擬硬件,劃分虛擬分區(qū),使多個(gè)虛擬操作系統(tǒng)在一臺(tái)物理機(jī)器上運(yùn)行,但從邏輯上又是完全獨(dú)立的,每一臺(tái)都具備完整的硬件部件。
在服務(wù)器領(lǐng)域虛擬化的推廣過程中,作為一種新生事物,虛擬化技術(shù)的推廣還是比較順利的,因?yàn)樘摂M化技術(shù)確實(shí)解決了企業(yè)面臨的一些實(shí)際工作問題。具體來說有以下幾個(gè)方面:
1)硬件投入:傳統(tǒng)的方法里,需要投資多臺(tái)服務(wù)器,硬件資金成本大,利用效率低,硬件損壞幾率比較高,需要維護(hù)人員多,結(jié)果造成了硬件的投入及維護(hù)都有很大的障礙,花費(fèi)了很多成本,資源浪費(fèi)了,卻沒有起到好的效果。
2)應(yīng)用軟件:新增服務(wù)器非常繁瑣,從操作系統(tǒng)基礎(chǔ)安裝到補(bǔ)丁更新到安全軟件部署等都要重復(fù)一次,一個(gè)小型應(yīng)用系統(tǒng)占用一臺(tái)硬件主機(jī)過于浪費(fèi),幾個(gè)系統(tǒng)共用一臺(tái)硬件主機(jī)又有沖突的情況發(fā)生,非常的令人頭痛。
3)配套設(shè)施:服務(wù)器過多帶來很多一系列的配套設(shè)施問題,如機(jī)房空間要求大,電源能耗增加,空調(diào)制冷增加,UPS負(fù)載功率過大。浪費(fèi)了大量的電力、機(jī)房空間和配套設(shè)施的投入。
4)其他方面:系統(tǒng)備份、主機(jī)故障切換等,還需要其他大量軟件支持。
對(duì)這些問題,服務(wù)器虛擬化提供了很好的解決辦法。硬件上來說,不再需要多臺(tái)服務(wù)器,一臺(tái)物理服務(wù)器可以變身為多臺(tái)虛擬服務(wù)器,硬件的損壞幾率和維護(hù)強(qiáng)度自然降低,軟件上來說,可利用模板快速部署起來一臺(tái)裝好系統(tǒng)及補(bǔ)丁軟件的服務(wù)器,并可為每一套應(yīng)用都分配一臺(tái)獨(dú)立的服務(wù)器,徹底解決軟件沖突問題。隨著服務(wù)器硬件的消減,配套設(shè)施壓力自然就降低,滿足現(xiàn)在建立節(jié)能綠色的數(shù)據(jù)中心的要求,同時(shí)現(xiàn)在虛擬化軟件提供了系統(tǒng)備份,主機(jī)故障切換等功能,可以滿足日常管理方面的需求。
目前在服務(wù)器領(lǐng)域虛擬化軟件主要有三款,首先思杰的XenServer是一款基于Xenhypervisor的開源虛擬化產(chǎn)品,它提供了一個(gè)開放性架構(gòu),與Linux保持了高度的集成性,當(dāng)使用Linux服務(wù)器的時(shí)候,XenServer是很合適的。其次,微軟的服務(wù)器虛擬化軟件:Hyper-V,它是微軟提出的一種系統(tǒng)管理程序虛擬化技術(shù),采用了Hyperisor內(nèi)核架構(gòu)并充分利用Windows驅(qū)動(dòng)模型。最后在業(yè)內(nèi)使用最多最廣泛的就VMware公司的服務(wù)器虛擬化軟件vSphere,它是在通用環(huán)境下分區(qū)和整合系統(tǒng)的虛擬主機(jī)軟件,同時(shí)也是一個(gè)具有高級(jí)資源管理功能高效,靈活的虛擬主機(jī)平臺(tái)。在這里我們以實(shí)例的辦法來重點(diǎn)介紹一下vSphere平臺(tái)實(shí)施及效果:
某企業(yè)信息化建設(shè)積累了大量的IT基礎(chǔ)設(shè)施,包括80多臺(tái)x86服務(wù)器以及多種存儲(chǔ)設(shè)備,運(yùn)行著SQL、ORACLE及郵件等多種應(yīng)用,隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)展,IT應(yīng)用不斷增加,企業(yè)不得不增加服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)量。服務(wù)器的蔓延使得企業(yè)數(shù)據(jù)中心不堪重負(fù),不僅使數(shù)據(jù)中心的空間緊張,難以繼續(xù)容納新系統(tǒng),讓UPS、空調(diào)制冷等設(shè)備面臨著巨大的壓力,提高了運(yùn)營維護(hù)成本,同時(shí)對(duì)服務(wù)器的監(jiān)控變得更困難,80多臺(tái)服務(wù)器沒有辦法做實(shí)時(shí)、完整的狀態(tài)監(jiān)控,CPU狀態(tài)內(nèi)存占用情況等無法實(shí)時(shí)了解,設(shè)備管理日益復(fù)雜化。更重要的是應(yīng)用系統(tǒng)的快速備份和恢復(fù)無法解決,系統(tǒng)一旦宕機(jī),將會(huì)嚴(yán)重影響到企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)于需要上馬的新應(yīng)用,也無法實(shí)現(xiàn)快速部署,整個(gè)系統(tǒng)的可用性和可靠性成為令人頭疼的問題。經(jīng)過考察比較,企業(yè)傾向于使用VMwarevSphere搭建虛擬化平臺(tái)來作為問題的解決方案,在解決方案出來之前,我們了解了數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器使用狀況,這里服務(wù)器使用率都不高,CPU、內(nèi)存使用率都只是在20%~30%,說明單臺(tái)服務(wù)器利用效率不足,在服務(wù)器虛擬化方面有很大的提高空間,虛擬化投資可以獲得高收益。
根據(jù)建設(shè)思路,結(jié)合企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)情況,并考慮業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)處理能力的要求,保證能夠滿足未來三至五年業(yè)務(wù)的發(fā)展需要,本著“經(jīng)濟(jì)、使用、先進(jìn)、開放”的選型原則,在以保有原服務(wù)器,提高自有資產(chǎn)利用率的原則下,我們選用了以前的10臺(tái)配置較高的服務(wù)器作為ESXI物理主機(jī)使用,應(yīng)用VMwareVsphere軟件系統(tǒng),進(jìn)行虛擬化部署,配合使用VMware的P2V工具、VMotion功能和HA高可用性,實(shí)施服務(wù)器虛擬化應(yīng)用,通過最大限度提高應(yīng)用程序吞吐量來降低資金和運(yùn)營成本。在安全性方面,優(yōu)先考慮網(wǎng)絡(luò)隔離,即提供足夠的物理網(wǎng)卡進(jìn)行應(yīng)用分離,根據(jù)應(yīng)用類型采用不同網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡,采用一個(gè)單獨(dú)網(wǎng)卡進(jìn)行控制管理。在存儲(chǔ)方面,選用一套EMC的磁盤柜做為整體存儲(chǔ),將10臺(tái)物理主機(jī)服務(wù)器通過光纖交換機(jī)連接后端共享存儲(chǔ),為保證系統(tǒng)可用性,通過虛擬化的DRS(動(dòng)態(tài)資源分配)技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用自動(dòng)負(fù)載遷移。即當(dāng)其中某臺(tái)物理服務(wù)器上的資源不夠時(shí),運(yùn)行在上面的部分虛擬機(jī)可以平滑遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)應(yīng)用級(jí)別的負(fù)載均衡。設(shè)置集群HA,當(dāng)任一臺(tái)物理服務(wù)器發(fā)生故障,所有的虛擬機(jī)可以實(shí)時(shí)在另一臺(tái)物理服務(wù)器上重新啟用。安裝VCenter軟件,對(duì)物理服務(wù)器及其上的虛擬服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化資源調(diào)配。
實(shí)施完成后,在這10臺(tái)物理服務(wù)器上面運(yùn)行著原來的80臺(tái)以上服務(wù)器,我們可以看到,通過實(shí)施VMware服務(wù)器虛擬化解決方案,降低了服務(wù)器閑置率,減少了能耗需求,同時(shí)節(jié)省了資金,提高了服務(wù)器的利用率。通過在服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)虛擬服務(wù)器的方式,完成了傳統(tǒng)方式下需要幾十臺(tái)服務(wù)器才能完成的工作,在降低物理服務(wù)器數(shù)量的同時(shí),還大大降低了對(duì)機(jī)房環(huán)境的需求,降低能耗需求,支持環(huán)保,同時(shí)具有更靈活穩(wěn)定的管理特性。進(jìn)行虛擬化后,計(jì)劃內(nèi)宕機(jī)損失為零,計(jì)劃外宕機(jī)接近與零。整合后的系統(tǒng)管理大大簡(jiǎn)化,運(yùn)維成本也大幅下降,簡(jiǎn)化了IT管理。VCenter為IT環(huán)境提供了集中化管理、操作自動(dòng)化、資源優(yōu)化和高可用性?;谔摂M化的分布式服務(wù)為數(shù)據(jù)中心提供了前所未有的響應(yīng)能力、可維護(hù)性、效率和可靠性級(jí)別。通過使用vRangerPro或VMwareConsolidatedBackup軟件,為虛擬服務(wù)器提供易于使用、集中化的備份工具,實(shí)現(xiàn)集中化的備份管理,并可與其他商業(yè)備份軟件完美協(xié)調(diào)工作。通過部署VMware服務(wù)器虛擬化解決方案,幫助該企業(yè)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的整合,將服務(wù)器數(shù)量降低到最小程度,簡(jiǎn)化服務(wù)器的管理,提升系統(tǒng)的可用性,為該企業(yè)IT系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性做出貢獻(xiàn)。
我們可以看到,虛擬化作為一種成熟的實(shí)用軟件技術(shù),正迅速改變著IT的面貌,并從根本上改變著IT方式。未來虛擬化的應(yīng)用前景將會(huì)越來越廣闊。