中小企业虚拟化解决方案选择指南

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虚拟化是将一台主机资源划分成多个可执行环境的框架或者方法,它需要借助诸如硬件和软件分区、分时、机器仿真、质量服务等技术和概念来实现。通过虚拟化,可以充分利用空闲的服务器整合工作量,提高工作效率和使用率,减少数据中心UPS和网络设备费用。

虚拟化是将一台主机资源划分成多个可执行环境的框架或者方法,它需要借助诸如硬件和软件分区、分时、机器仿真、质量服务等技术和概念来实现。通过虚拟化,可以充分利用空闲的服务器整合工作量,提高工作效率和使用率,减少数据中心UPS和网络设备费用。与此同时,它还可以帮助扩大硬件容量,简化软件的配置过程,减少宕机事件的发生,对整个IT基础设施和资源利用进行简化。
 

 
虚拟化与非虚拟化的比较
 
  需要指出的是,虚拟化技术与操作系统上的多任务和处理器上的超线程技术完全不同。虚拟化技术可以实现多个操作系统同时运行,而多任务仅仅是在单个操作系统下多个程序的同时运行;超线程技术也仅仅是将两个逻辑内核模拟成两个物理芯片,让单个处理器都能使用线程级并行计算,提高CPU使用效率,模拟出来的CPU必须通过一套特殊硬件指令才能进行协同工作。

  通常来说,虚拟化包含有各种类型,包括有硬件虚拟化、软件虚拟化、内存虚拟化、存储虚拟化,以及数据、网络虚拟化。硬件虚拟化或者说平台虚拟化,指的是搭建运行有操作系统虚拟机,虚拟机上运行的软件与底层硬件资源相脱离。比如,运行有Windows的主机可以通过对主机进行虚拟化实现运行Ubuntu Linux系统的目的,从而使得基于Ubuntu的软件能够在虚拟机上运行。
 
  硬件虚拟化一般有三种不同类型:
 
  1、全虚拟化:对硬件的完全模拟,以使得包含客户端操作系统在内的软件能够在未修订的情况下实现运行。
 
  2、半虚拟化:对部分目标环境的模拟。为此,某些客户端程序可能需要经过修订才能在虚拟化环境下运行。
 
  3、泛虚拟化:硬件环境完全不进行模拟,但客户端程序在各种独立的域里面进行运行,犹如在各个独立系统中运行一样。客户端程序需要详细修订才能在此种环境下运行。
 
  硬件辅助虚拟化(Hardware-assisted virtualization)可以提升硬件虚拟化效率,它包括采用特别设计的CPU和其他硬件组件,以帮助提升客户端环境的性能。
 
  另外,硬件虚拟化完全不同于硬件仿真:在硬件仿真中,一个硬件可以模拟成另一个硬件,而在硬件虚拟化中,hypervisor可以模拟成某个特定计算机硬件或者整个主机进行模拟。此外,hypervisor与仿真器也完全不同。虽然它们都是计算机程序可以模拟硬件,但是使用环境完全不同。
 
  软件虚拟化通常指两个方面,操作系统虚拟化和应用(程序)虚拟化。前者可以在一个OS实例上托管多个虚拟化环境,而后者指独立于底层OS环境下单个应用程序的托管。
 
  内存虚拟化也包含两方面,内存虚拟化和虚拟内存。前者通过网络相同将RAM资源汇集到一个内存资源池中,后者是指给应用程序持续不断的内存,实际上它被分割成多个物理内存,还有部分暂存与外部磁盘系统中。
 
  存储虚拟化则主要是指将物理存储抽象成逻辑存储的过程和分布式文件系统。数据虚拟化包括数据虚拟化和数据库虚拟化两方面,网络虚拟化则指桌面虚拟化和网络虚拟化,考虑到中小企业虚拟化方案的选择和部署,本文重点讨论硬件虚拟化和软件虚拟化两方面。

#p# Symantec Workspace Virtualization(缩写为SWV)是由赛门铁克推出的针对Windows的应用程序虚拟化解决方案,现在则被为 Symantec Endpoint  Virtualization Suite(SEVS)。
 

 
altiris logo

起初,是由Altiris发起并命名为软件虚拟化解决方案(Software Virtualization Solution),SWV允许应用程序和数据放入到虚拟层中(应用层和 数据层)而不是像往常那样安装到文件系统中和注册表中。这需要通过使用一种称之为过滤驱动器和Altiris收购FSLogic获得的分层技术来实现。
 

  
altiris-svs

 通过将应用程序和数据放入到管理层的称之为虚拟软件包(VSP),SWV支持应用程序的激活、失效和重置,以避免应用程序之间发生冲突,而且删除应用程序的时候也不会改变基本的Windows安装。
 
  后来,Altiris与AppStream合作提供应用程序流。根据国外媒体DABCC.com介绍,这将有助于“实现虚拟化,按需应用交付和管理”。
 
  Altiris被Symantec Corporation收购后,SWV试用版成型,但如果要获得全部功能需要购买。
 
  需要指出的是,纯软件虚拟化解决方案存在很多不足。客户端操作系统大部分情况下是通过虚拟机监视器VMM与硬件进行通信,由VMM决定其对其他所 有虚拟机的访问。在这种方案中,VMM在软件套件中的位置是传统意义上操作系统所处的位置,而操作系统的位置是传统意义上应用程序所处的位置 。这一额外的通信层需要进行二进制转换,以通过提供到物理资源(如处理器、内存、存储、显卡和网卡等)的接口,模拟硬件环境。这种转换必然会增加系统的复杂性。
 
  除此之外,客户端操作系统还受限于虚拟机环境的支持。在纯软件解决方案中,软件堆栈带来的复杂性,意味着这些环境难于管理,会对系统可靠性和安全性带来不利影响。
#p# 计算机硬件虚拟化是对计算机或者操作系统的虚拟化。它将计算平台上的物理特性与用户进行隔离,展示的是一个抽象的计算平台。控制虚拟化的软件通常称之为“控制程序”,现在则更多的冠之以“hypervisor”或者“virtual machine monitor”称谓。
 
  硬件虚拟化方案,更多的是通过CPU、主板芯片组、BIOS和软件协同支持来实现。支持虚拟化技术的CPU拥有经过优化的指令集来控制虚拟过程,这些指令集可以帮助提高VMM性能。由于虚拟化硬件提供有全新架构,无需进行二进制转化就可以支持操作系统运行,避免了性能消耗简化了VMM设计,从而帮助设计人员按照通用标准编写VMM,使得其性能更加强大。
 
  此外,硬件虚拟化解决方案可以避免纯软件虚拟化解决方案的不足,64位处理器的广泛应用,可以实现对64位操作系统的完美支持。
 
  在CPU虚拟化技术领域,芯片巨头Intel和AMD都推出了各自的虚拟化技术。早在2005年的时候,Intel就推出了Intel Virtualization Technology(Intel VT)虚拟化技术,并将这些技术应用在包括桌面、服务器和工作站平台上的一系列处理器上。在服务器处理器中,比较知名的有至强5000系列、至强5100系列和至强7500系列、乃至最新的至强E7系列处理器。
 

 
采用Intel虚拟化技术的MILS架构

而AMD也发布了自己的虚拟化技术AMD Virtualization Technology(AMD VT),在AMD的多个系列处理器中都应用了这一虚拟化技术,包括应用在服务器领域的皓龙处理器也集合了虚拟化技术。
 
  硬件虚拟化使用软件来创建模拟物理计算机的虚拟机,创建起来的操作系统环境独立于主机服务器,能实现在单个物理主机上同时运行多个操作系统,减少未利用服务器的支付费用,同时还可以实现工作负载均衡,减少物理主机的数量和占用空间以及由此带来的管理人员和管理维护成本。

#p# 中小企业在部署虚拟化的时候,首先需要了解不同虚拟化解决方案的特点。考虑到中小企业在IT架构和技术人才储备方面的不足,在应用虚拟化的时候特别需要选择比较成熟的虚拟化解决方案。
 
  就目前来说,最知名、市场占有率最高的莫过于VMware和微软两大巨头的虚拟化解决方案,其中尤其以VMware的虚拟化技术更为成熟。在全球,各种规模的企业都享受着VMware虚拟化带来的种种好处,数千家组织机构(包括财富100强的所有企业)也都采用了VMware虚拟化解决方案,前段时间Gartner最新的魔力象限报告显示,VMware仍是x86架构虚拟化的领导者。
 

 
Gartner:VMware在虚拟化市场中仍占头号地位 
 

 通过虚拟化提高中小企业IT资源和应用程序的效率和可用性,充分利用已有硬件资源,消除旧的“一台服务器、一个应用程序”模式,在每台物理机上运行多个VM虚拟机。让您的IT管理员腾出手来进行创新工作,而不是花大量的时间管理服务器。
 
  VMware ESX/ESXi是在可靠性、性能和体系支持方面确立行业标准的虚拟化管理程序体系结构,它具有磁盘占用空间小,操作系统兼容性强,减少不必要的系统补丁数量和攻击风险,整体上提高产品的可靠性和稳定性。其中特别值得一提的是,VMware vSphere Hypervisor,它基于VMware ESXi,是着手实现虚拟化的最简单途径,而且是免费的。通过将应用程序整合到更少的服务器上,可减少硬件、电力、散热和管理成本,从而开始节省资金。使用 VMware vSphere Hypervisor,可以帮助中小企业在单台服务器上运行多个应用程序,更轻松地备份和恢复应用程序,对关键业务应用程序进行虚拟化并实现更为环保绿色节能的数据中心。
 

 
VMware ESX/ESXi网络连接和端口架构图解

 中小企业在部署虚拟化的时候,需要重点考虑如何节省成本和方便管理,选择合适的虚拟化解决方案,合理有效地规避虚拟化过程中的风险。中小企业在选择虚拟化解决方案的时候,也正如选择职业生涯的“男儿”一样,千万别“入错行”以免悔憾终生。
 
    在软硬件虚拟化解决方案中,考虑到当前技术的成熟和未来的应用,推荐硬件虚拟化解决方案,并从VMware或者微软等知名虚拟化服务厂商中,根据自身情况仔细衡量并选择性价比高又不失灵活性和可靠性的虚拟化方案。

【编辑推荐】

  1. 数据中心需要操作系统 噱头还是潮流?
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  3. 拔云见日,揭开惠普“疑云”
  4. Gartner魔力象限:VMware虚拟化老大位置将不保
  5. 升级或技术革新:服务器硬件升级的那些事儿
  6. 中小企业实施服务器虚拟化技术小百科
责任编辑:张玉 来源: 中关村在线
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