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云服务器

服务器虚拟化在信息化建设中的作用

发布时间:2020-08-01 14:26:51

来源:硅谷      2012年14期   字体:大 中 小  打印当页正文

  摘 要: 随着企业信息化建设的深入进行,各类信息系统不断展开,使用传统的模式和技术手段已逐渐显现较多的问题,服务器数量剧增,单个服务器利用率较低,可管理性较差等。利用服务器虚拟化技术可以对服务器资源进行整合、提高资源利用率、简化资源管理,有效降低运营管理成本,提升IT管理的灵活性和系统的可用性,将会给信息化建设带来巨大的变革。
  关键词: 信息化建设;虚拟化;动态迁移;IT基础架构
  0 引言
  随着企业各类信息化的发展,信息化建设的不断深入,当前的传统模式与技术手段逐渐显现出了一些问题:不断增加的物理设备和有限存放空间的矛盾、维持运行环境的高能耗制冷设备成本、部署应用程序的兼容性问题,系统的可靠性和稳定性等,这些都将影响企业信息化建设的进程。虽然企业在不断加大投入,但总体资源利用率始终处于较低的水平。与此同时,科技的日益发展,处理器的制造工艺不断提升,架构变得越来越先进,核心数越来越多,处理器的计算能力与日剧增。为了提高资源的利用率,虚拟化技术应运而生。利用虚拟化技术可以对IT基础设施进行整合、简化管理、为信息应用提供很好的支撑。尤其是虚拟化动态迁移技术,在实际的应用中具有很强的实用性,能够帮助我们在线维护、在线升级服务器,还可以用于负载均衡,容灾等方面,极大的提高系统的综合性能,提升系统可靠性、稳定性[1]。
  1 服务器虚拟化概念
  服务器虚拟机,就是对一台物理服务器进行划分,通过使用软件模拟物理计算机,创建独立的操作系统,逻辑上与主机服务器相隔离,使一台物理服务器能够支持多个操作系统的并发执行,多个虚拟机之间彼此隔离,无需再为一方面服务器利用率低而另一方面为了部署新的应用而不得不购买新服务器的情况而支付额外的成本[2][3]。服务器虚拟化技术可以整合降低工作负载,解决机群管理中动态切换服务、降低硬件成本的需求,帮助企业节省大量的资金。
  对于管理员而言,虚拟机只是运行在物理计算机上的一个应用软件,但是对于虚拟机中运行的应用程序而言,它就是一台真正在工作的计算机。通过虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件配置过程,显著地提高服务器的工作效率。目前,针对X86架构的虚拟化技术已经成为业界的焦点,被广泛用于服务器领域。
  2 服务器虚拟化的价值
  2.1 现状描述
  随着企业各种应用软件的不断引入,各类系统不断的增加。出于操作系统版本的差异,软件开发运行的平台不同,开发商的不同,以及应用相互之间的协调和安全性方面的因素考虑,通常服务器都会采用独立运行、集中管理的模式,这种方式可以有效的解决各系统之间因潜在的兼容性,避免可能引起的冲突,但由此也会使得大部分的服务器只运行单一的应用,产生大量服务器资源闲置的状况。
  一个比较明显的问题就是,企业的某些关键应用由于用户量的不断增加,当前运行的服务器硬件平台资源无法满足日益增长的服务需求,导致运行速度十分缓慢,严重时甚至会导致服务器宕机,服务中断的情况。考虑到这些系统的重要性,服务器硬迁移带来风险,这种状况很难得到改善。此相反的情况是那些最新购置的PC服务器,其处理器、内存和硬盘等各项指标都比以前有极大的提升,却只是运行了一些负载很低的应用,服务器的平均CPU利用率不到10%。
  还有就是随着业务信息量的迅猛增长,现有的离散式IT系统结构,导致企业数据中心大多资源没有得到充分利用,企业部门之间信息割裂,各部门之间无法有效的共享和传递信息,形成一个个信息孤岛。因而,如何提供具有灵活性、可扩展性、高可用性的IT基础设施架构,及时、可靠、动态管理整个业务数据信息,为不断变化与增长的业务提供支持变得尤为重要。
  2.2 应对现状解决问题
  上述中存在的问题,都可以通过虚拟化技术得到较好的解决。使用虚拟化技术最直接的优势就是能够最大程度的利用现有服务器硬件资源,帮助企业节省大量购置服务器的成本及机房的空间成本。虚拟化技术具有资源共享、负载动态优化、自动化管理、安全性、节省资金绿色环保、解决平台依赖问题的优势:
  1)资源共享,通过利用虚拟化的技术,可以将企业的一些硬件资源包括服务器、网络全部都整合起来,可以高效的利用这些资源,提高这些资源的利用率,减少资源的浪费。
  2)我们可以利用虚拟化技术实现负载的动态优化。动态优化包含两方面的内容:① 可以随着业务系统的工作负载动态变化来调整资源的供给,正是有了虚拟化才使得这个实现能够更加方便。② 从整个企业的数据中心资源利用率方面考虑,通过使用一些动态优化的算法就能够将这些虚拟化的服务器在不同的资源、机器里面进行调配,减少物理机器的数量。
  3)虚拟化技术还可以为我们带来统一管理的好处。面对极其丰富多样的基础设施,中间件和操作系统等,一方面我们可以通过虚拟化技术实现对硬件屏蔽底层的差异,不管是系统管理员还是上层的服务,都可以用统一的方式使用下层的资源,让管理和使用更加方便、高效。第二,利用虚拟化组件的技术可以将企业经常用的软件、服务等做成一个虚拟组件模板,实现一次创建模板到处可以使用的便捷方式,效的加快业务交互过程,提高IT系统响应能力。第三,为了维护数量庞大的服务器群的运维管理成本也因为整合服务器提高管理效率而得以降低,由于减少了服务器,通过控制台集中管理,简化了管理任务,使管理工作变得轻松易行。
  4)由于虚拟系统的硬件平台无关性,虚拟化技术可应对系统在突发情况下的安全性。当前的虚拟化计划可以做到在特定的时间对其上运行的系统进行“快照“抓取,有了“快照”即使服务器收到了恶意地攻击也能够很方便的进行恢复,对服务器的安全起到了很好的保障作用。
  5)企业数据应用复杂性非常高,在硬件、软件、散热等方面的资金投入非常大。为了避免应发生兼容性问题,一台服务器部署一个业务,造成服务器数量增加但档次较低,运行稳定性差。应用虚拟化技术,可极大地提高每一台服务器的利用率,降低整体服务器基础架构的总成本。由于物理服务器数量的减少,服务器能耗、制冷电器等的用电量也大大降低,还有利于创建更加绿色环保的环境,响应我国当前提倡节能减排的号召。

  6)虚拟化技术还可以支持异构操作系统的整合,很好的处理软件对运行平台的依赖问题。企业中或有一些遗留的、极度依赖特定的硬件平台、特定的操作系统及版本等运行环境的软件。可以通过虚拟化来解决,在一台物理主机上安装多个操作系统,运行遗留软件所需的系统平台,支持老应用的持续运行。
  2.3 动态迁移技术
  服务器虚拟化的另一个重要价值体现在它能够将虚拟机转移到不同的物理服务器中。当前虚拟机迁移技术[4]有动态迁移和静态迁移这两种技术。静态迁移必须先关闭虚拟机然后再拷贝数据,等迁移完成后再开机运行,很显然静态迁移效率较低并且需要较长的关机时间;动态迁移,或称实时迁移,是在虚拟机运行的状态下进行虚拟机迁移。动态迁移技术的基础是虚拟机保存与恢复[5],即将整个服务器虚拟机的运行状态完整的保存下来,在需要恢复的时候用保存的文件快速恢复到指定的硬件平台上去,即它能在迁移完成后自动恢复到系统原来运行状态,保存服务器的持续可用。使用动态迁移可轻松实现服务器的在线维护在线升级等操作,也可用于负载均衡、灾难恢复等方面,有效的提高了系统的可靠性,具有很强的实用性。
  随着虚拟化技术的不断发展,虚拟化迁移技术逐渐得到了IT界的关注和广泛的认可。显然,虚拟化迁移技术能够极大地增加应用的灵活性,尤其在系统备份和零停机维护等方面有用武之地[4]:
  1)数据库备份:备份数据对于大型数据库而言是一项复杂而艰巨的工作。我们可以在虚拟机上运行数据库,保存整个虚拟机就如同备份了整个数据库时,而且这样还能将虚拟机中数据库的所有数据、数据库的状态同时做好备份。
  2)运行环境还原:重现故障或测试时的运行环境在我们日常的服务器性能测试或者调试工作时尤为有用,使用虚拟化技术可以很轻松的帮我们做到这一点,我们能够随时保存当前的运行环境和状态,待到需要时只需要恢复保存的虚拟机状态即可重现当时的运行环境。
  3)系统维护:服务器硬件设备大多需要定期进行维护,必须关闭电源,势必会影响到用户的使用。利用虚拟机动态迁移技术,可以方便快速地将需要维护的服务器迁移到另外一台备用服务器上,等维护完毕之后再从备机上迁移回来,对于用户来说这一过程是透明的,不会影响任何系统服务的正常使用。
  3 服务器虚拟化不足之处
  当然世上不存在任何完美无缺的事物,再先进的技术也会有它的不足之处,虚拟化技术也一样。虽然有着诸多的优点,但也不可不顾及到服务器虚拟化现存的不足之处:
  1)当前仍缺少统一的虚拟化标准,虚拟化标准还需要大力发展,这将是一个长期的,持续的过程,因而决定了虚拟化技术在企业中得到应用也将会是一个较长的过程;
  2)虚拟机技术的层面还有待提高,虽然目前在硬件虚拟化上已经有了较为成熟的技术,但是在应用程序的虚拟化方面仍有很大的提升空间,我们期待硬件级的虚拟化能够和应用级的虚拟化技术相互结合,相得益彰才能使服务器利用率最大化;
  3)尽管使用虚拟化技术可以带来很多安全上的保障,但凡事没有绝对,虚拟化也会有风险存在,例如将多个服务部署到同一物理服务器上,万一出现任何致命性的硬件故障还是会对其上的应用有很大的影响,而这种威胁目前很难完美的得到解决,我们期待服务器迁移技术在将来能够很好的解决这个问题。
  4 总结
  虚拟化应用将在企业的IT基础设施和日常运营中发挥主导作用,无论是在服务器虚拟化还是在其他方面,虚拟化技术都将为企业信息化建设、IT基础架构部署、信息系统运营和管理带来革命性的变化。总之,虚拟化将会是信息化建设趋势所在。尽管虚拟化技术还存在着不少问题,但它所带来的诸多好处和利益都让厂商和用户都为之着迷。因此可以肯定的是,在不久的将来,目前虚拟化中存在的诸多问题都会得到很好的解决,服务器虚拟化将迎会有一个美好的未来。
  参考文献:
  [1]刘庆磊、信师国、李晓林,虚拟技术在IT运维管理中的应用研究[J].信息技术与信息化,2010(1):43,45.
  [2]泮春莲、李梅,服务器的虚拟化走入应用市场[J].计算机世界,2006.
  [3]李琳、祁天,服务器虚拟化技术探讨[J].信息科技,2010.6.
  [4]于洪梅,基于虚拟机的动态迁移技术的研究及应用[D].吉林大学,2010:14,15.
  [5]郑宾,虚拟机在计算机实验教学中的应用[J].福建电脑,2009(12):196,168.


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