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服务器虚拟技术

 2007-11-09 23:51:20 来源:WEB开发网   
核心提示:服务器虚拟技术 如今,越来越多的企业都将服务器虚拟化列入了自己的IT建设议事日程,服务器虚拟技术,根据Gartner的预测,到明年年底,” 可靠性,VirtualCenter和VMotion让Ruffieux能够自如地管理和操纵这些服务器,《财富》前1000强中有25%都将在部署其Windows服务器时使用一种关键的虚
服务器虚拟技术

如今,越来越多的企业都将服务器虚拟化列入了自己的IT建设议事日程。根据Gartner的预测,到明年年底,《财富》前1000强中有25%都将在部署其Windows服务器时使用一种关键的虚拟技术——分区, 并且到2008年,那些没有采用虚拟技术的企业将在IA服务器上多支出25%的费用,而在RISC服务器上的额外支出也高达15%,这其中包括硬件、软件、劳动力和占地空间等方面的各类成本。

不过,对于用户来说,要想充分了解各类服务器虚拟架构则是相当困难的,因为用户不仅要知道虚拟的策略是什么,还要知道什么才是最适合自己环境的架构、哪些架构能够适应存储和网络资源的虚拟需求以及这些架构会在多大程度上将自己与厂商的产品捆绑在一起。

还有一部分原因是,服务器虚拟化是一个“移动目标”。Yankee的高级分析师Jamie Gruener 说:“很多东西都可以算是虚拟,包括分区、工作负载管理、服务器部署和自动化等。许多厂商甚至希望将任何事情都归入虚拟的范畴,似乎虚拟就是一把能够对付所有钉子的大锤。”

用户能做的事情就是提出问题,Gruener指出:用户必须了解自己的环境中有什么服务器,如何将它们作为一个群组来管理,如何减少管理所需要的时间,并且问厂商如何在异构机的合并过程后使用自己的平台。

为了确定这些问题的基本方向,《Network World》与一些顶级的服务器厂商就虚拟架构进行了探讨,并且与VMware(目前已经是EMC的一家子公司)讨论了其普及率很高的x86服务器解决方案。下面我们就来看一看HP、IBM、Sun和EMC/VMware是如何定义虚拟技术的,并且了解他们的产品是如何满足虚拟定义的。

HP

虚拟化定义:HP的定义与其自己的总体虚拟构想密不可分,即动成长企业(Adaptive Enterprise)。动成长企业策略是将所有的IT资源集中到一个池中,并对资源的利用率进行优化,从而使供求之间的关系能够实现自动协调与平衡。HP指出,通过使用HP的存储、网络和应用虚拟化解决方案,用户可以将服务器虚拟集成为一个整体,并且得以建立一套完整的IT实用架构。

HP声称,通过使用服务器虚拟技术,企业的IT资源利用率将比目前高两倍。

虚拟的起点——HP-UX

在服务器虚拟中,HP的最强平台无疑就是HP-UX,该平台运行在HP公司的9000和Integrity系列动能服务器上。HP-UX平台允许用户在9000和Integrity服务器上创建多个虚拟分区(vPAR),这意味着不同的操作系统实例可以共存在同一个系统中,而且操作系统、应用和资源都是相互独立的。当工作负载要求发生变化时,用户还可以在vPAR之间动态分配CPU的处理能力。

在过去,工作负载只在服务器内部或者在相同机器之间切换,如今,可以从一台9000系列服务器直接跳转到Integrity Superdome中的一个分区里。通过使用VMware的VMotion,各类应用都可以从x86机器中移植到Integrity服务器的一个分区中。

而HP的虚拟服务器环境(Virtual Server Environment)由HP-UX Workload Manager(WLM)实现一种资源管理工具,可以对各类虚拟服务器资源进行协调控制。用户可以设定服务水平目标,而WLM则可以根据这些目标以及自己对资源使用情况的分析,自动提高或减少CPU资源分配。

HP-UX WLM已经与HP的服务器虚拟产品,例如资源管理组、分区、集群和即时容量点播(iCoD)等集成为一体,该系统可以启动或关闭物理分区或HP-UX服务器上的处理器,将资源调拨到急需的地方。

基于x86的虚拟

在Windows/Linux/x86领域,HP在其ProLiant Blade系列刀片服务器和独立系统中使用了VMware,HP还计划为即将推出的微软Virtual Server提供支持。

HP认为,在刀片服务器领域,虚拟的关键就是快速部署和维护的能力。利用HP的ProLiant基本快速部署包(Essential Rapid Deployment Pack),用户可以在多个Windows 2000服务器上动态分配系统资源,如果要对一个具备8台刀片服务器的系统进行部署,所需的时间仅为10至40分钟。

WLM只适用于HP-UX,但HP准备在今年推出Global Workload Manager(gWLM),将自己的工作负载管理能力扩展到异构系统上。这一管理系统的第一版将支持运行在HP 9000和HP Integrity服务器上的Linux,以后的版本还将支持ProLiant服务器。最终,gWLM将使用户能够把所有的HP系统视作一个服务器池。根据服务水平目标,应用将被分配到一个资源域中,如果这些应用开始争夺资源,gWLM将负责对资源的分配进行仲裁。gWLM还将与HP Systems Insight Manager紧密集成在一起。

分析师观点

Summit Strategies 的分析师Tom Kucharvy指出: “HP目前提供的公用数据中心(Utility Data Center)是最全面的数据中心级虚拟解决方案。”他认为UDC是第一种上市销售的商业产品,并且具备配置完整的实用平台,能够对服务器、网络和存储资源实施有效的整合和虚拟。不过,UDC也存在局限性,即需要定制适配器,初期配置也比较困难,而且相对来说只适用于同型产品。

同时,企业管理协会(EMA)的研究主管Mark Ehr也指出,HP的产品缺乏统一协调组件,无法将虚拟战略所需要的所有功能完全集合起来。Ehr也认为,从成本上来看,HP的产品可能比IBM更能吸引中等规模企业的目光。

用户观点

匹兹堡公立学校(PPS)希望为学生和教师创造40000个虚拟环境。这所学校的首席技术官Elbie Yaworsky希望创造一个没有物理、虚拟或逻辑限制、高度冗余的环境。这一环境中的用户根本不需要知道服务器到底使用什么操作系统。环境中将集成众多的刀片服务器和处理器,并能对所有可用资源进行动态分配。他还希望使用存储区域网络和网络连接存储技术。

PPS选择HP来为自己建立这样一个环境,其中包括122台 HP ProLiant刀片服务器,用于前台Web接入服务器,还有22台HP ProLiant服务器用于运行五个关键任务应用。剩余的应用将在23台HP ProLiant DL380服务器上运行。PPS还将使用基于Linux或Windows的应用,并且已经在测试中发现,应用能够在两种操作系统间迅速切换。

IBM

虚拟化定义:当谈到虚拟时,IBM总是滔滔不绝,但随着虚拟引擎(Virtualization Engine)的发布以及使其i、p和x系列的计算机实现了大型机规模的虚拟,IBM已经证明自己不仅健谈,更善于将其付诸行动。

对IBM来说,虚拟意味着使物理资源与逻辑资源脱钩,从而提高当前资源的利用率,并且通过维护和工作负载管理来自由分配工作负载。

IBM的蓝图

多年前,IBM就已经成功地在其z系列大型机上取得了80%以上的利用率,所有的方法是将一个处理器分割为多个分区或系统,每个分区都独立运行自己的操作系统。随着虚拟引擎产品系列的引入,IBM目前可以将包括上述能力在内的许多新功能应用在其iSeries(AS/400),今后将应用于p系列(IBM AIX Unix平台)和x系列(基于x86的)服务器上。

虚拟引擎既包括技术,也包括多种服务。它的技术部分将重点放在CPU分区上,因此,虽然AIX的动态逻辑分区技术允许一台8处理器的服务器同时运行8个操作系统,并且能够在处理器之间转移工作负载,但虚拟引擎却可以创建微分区,使一块CPU变成10台虚拟服务器,即一台带4个处理器的服务器在运行时就像是40台不同的服务器。如果过去的利用率是50%,现有就可以多获得30%至40%的利用率。

和HP一样,IBM也向客户提供根据需求在IBM的pSeries系统上迅速添加容量的能力,与HP的iCoD不同的是,IBM的技术不能在需求减弱时削减分配的资源。通过与AIX的逻辑分区结合在一起,IBM的容量按需升级(Capacity Upgrade on Demand-CUoD)可以提供后备处理能力,从而满足用户的需求,并且不会对当前的运行构成任何干扰和影响。

xSeries之后

虚拟引擎的服务部分就是从IBM Director演生而来的,是针对IBM xSeries和BladeCenter的系统管理工具。该服务的最新版本被称为IBM Director Multiplatform,可通过单个控制点对IBM的所有四种系统平台和非IBM的系统、网格和集群实施管理。

虚拟引擎还包括IBM的Tivoli分部研制的企业工作负载管理和部署、维护能力,因此用户可以根据商业策略对所有计算资源中的应用进行优化。

IBM还将提供一系列基于开放网格服务架构(Open Grid Services Architecture)和WebSphere技术的网格工具箱,这将使应用能够以网格计算的方式在所有四种平台上运行。

分析师观点

Illuminata的分析专家Gordon Haff认为:“IBM拥有非常强大的虚拟技术库,这种局面可以追溯到大型机时代。”EMA的Ehr也指出:“IBM拥有最强大的虚拟战略,原因有两点:该公司与VMware是长期合作伙伴,而且该公司与各类标准制定机构保持着紧密的联系,这样就能确保所有新兴的虚拟标准都能够与IBM的硬件相互兼容。反之亦然。”当然,IBM的方案费用高昂,这在任何全面的虚拟实施计划中都是一项巨大的不利因素。

用户观点:

Alpine Electronics是一家移动电子产品供应商,当该公司需要简化其IT基础设施来支持快速增长的业务时,他们决定以一台运行SAP应用的IBM p670 Unix服务器替换原有设备、另外还添加了三台入门级的p630服务器,用于运行Alpine的电子商务交易和企业测试环境。

该公司称,之所以会选中p670,就是因为它具备在一个拥有逻辑分区的环境中执行多个任务的能力。p670可以被分割为最多16个虚拟服务器,并能让多套AIX和Linux混合运行,从而使多项应用共享一台服务器。该公司还利用了IBM的CUoD技术,用于在月末运行ERP应用时为该应用获得更多的内存和CPU处理能力。由于实现了更高的服务器可靠性、合并和逻辑分区能力,公司预计每年的维护成本将下降20%。

Sun

虚拟化定义:如果希望理解Sun对服务器虚拟化的作法,就必须熟悉网格(Grid)这一概念。所谓虚拟只是该公司N1 Grid战略中的一个组件。N1 Grid指的是“将‘n’个计算机作为1台计算机来管理”,这也是Sun对优化网络计算的一种构想。在这一宏大的计划中,N1 Grid System包括所有的核心服务,用于根据商业策略来建立、分区、维护和管理网格。它还可以实现数据中心的虚拟,包括存储、服务器和软件。

扩展

Sun允许用户“扩大”或“缩小”服务器资源的规模。对于那些喜欢将服务器资源集中到一个大型系统中的用户,Sun一直都能通过其动态系统域提供硬件分区能力,并可通过Solaris 9操作系统提供基本的软件分区能力。到明年年初,该公司还在Solaris 10上的N1 Grid Containers中提供逻辑分区能力。

利用N1 Grid Containers,用户将能够在一个Solaris 10上创建多个软件分区,还可以创建最多4000个可将错误隔离开的软件分区(也称为“容器”),每个分区都有自己的IP地址、内存空间、文件区、主机名和根口令。系统还可以根据商业目标对资源进行分区内部或跨分区的动态调整,而且由于这些容器是与硬件分离的,它们可以很容易地移植到其他系统上。

该技术将适用于所有的Sun服务器平台,包括基于UltraSPARC和x86的系统,以及Sun的混合架构(x86和SPARC)Sun Fire Blade。

集中

“扩展”表示使共享资源形成分布形态,而“集中”则使分布资源形成共享形态。

为实现这一目标,我们的眼光必须超越操作系统。Sun公司负责高性能技术计算的副总裁Shahin Khan说:“如果我有24台服务器,我希望只为它们配置一套软件,并让它们看起来像是一台机器。应用看到的只是基本的软件,而软件看到的则是下层的硬件。惟一的问题是,今天的这种软件还不成熟,还缺少许多内容。”

N1 Grid系统可以实现服务器虚拟的组件包括: N1 Grid控制台(N1 Grid Console)、N1 Grid服务维护系统(N1 Grid Service Provisioning System)4.1(从对CenterRun的收购中获得了关键帮助)、N1 Grid引擎(N1 Grid Engine)软件(通过收购Gridware而获得)、N1数据平台(N1 Data Platform)、N1 Grid Provisioning Server 3.1 Blades Edition (通过收购Terraspring获得)。

分析师观点

Illuminata公司的Haff说:“Sun已经缩小了其N1原本的宏大规模,并且利用其对CenterRun的收购将注意力集中在跨系统虚拟和部署、维护上。在单系统层面上,Solaris 10的N1 Grid Containers可以提供很大的帮助,弥补Sun在过去只依靠物理分区技术的弱点。”

其他分析师,如EMA的Ehr则批评Sun缺乏异构系统解决方案。

用户观点

北美的一家主要的金融服务商使用了N1 Grid Engine软件用来计算投资组合数据,其主网格运行在由Sun Fire 4800服务器和Sun Fire V880服务器组成的网格群集中,并由Sun StorEdge 3910实现数据存储。

每天夜间,投资组合数据都被收集到系统中,然后便开始模拟其他相关的计算,整个计算过程是在网格中并行完成的。据该公司称,这种方式减少了公司的IT成本,并且改善了其资产的回报率。

VMware

虚拟化定义:VMware的方法与传统系统厂商的虚拟作法大相径庭,他并没有在操作系统中建立分区。VMware在操作系统和硬件之间插入一个虚拟硬件层,其作用是操作系统和物理软件之间的中介。这种方法最终实现的是可移植的“虚拟机”,因为操作系统需要依靠的是虚拟硬件层,而非物理硬件。

VMware负责营销的副总裁Michael Mullany说:“在操作系统和下层软件之间不存在依存性,可以将虚拟机从一套系统,如运行在RAID阵列上的IBM应用,移植到运行在存储区域网络上的Dell服务器上,操作系统只需要带着虚拟硬件就可以运行。

任何运行在基于x86上的系统都可以运行VMware,其中包括所有版本的Windows、Linux和NetWare。EMC收购了VMware后,正在将服务器虚拟扩展成为虚拟基础设施(Virtual Infrastructure)。

ESX服务器

VMware的ESX服务器可以在任何基于x86的平台上直接实施,最多可支持两个处理器的环境。

用户可以通过VMware的虚拟基础设施管理软件VirtualCenter来管理由ESX服务器组成的资源池。该软件让管理员能够对资源进行切换,从而将未使用的容量减到最小,并且对服务器进行快速部署和维护。

许多VMware的用户都将ESX服务器用于灾难恢复、测试/开发和数据中心整合。

分布式虚拟

作为VirtualCenter的一部分,VMware还开发了一种“分布式虚拟”系统,称为VMotion。这种系统可以将正在运行的虚拟机移植到一个不同的物理服务器上,并且不会对服务造成任何干扰。Mullany说:“这种能力让用户能够立即对硬件池中的系统资源进行工作负载方面的重新平衡。如果在一台服务器上运行两个操作系统,就可以将其中的一个转移到另外一台服务器上,而且不会丢失任何用户。”

这在进行系统维护过程时是非常有用的。因为可以将用户从服务器中移走,但又不会影响处理过程,用户还可以使用VMotion对负载进行随时随地的平衡操作。

分析师观点

Yankee集团的Gruener说:“需要跨越硬件平台的地方所需要的惟一工具就是VMware。”

EMA的Ehr说:“VMware提供的是完全分离的分区。如果在分区A中出现了什么问题并导致系统崩溃,在VMware的帮助下,就不需要关闭整个操作系统。”微软也在利用其Virtual Server 2003向这一方向迈进。但Ehr指出:“我们希望微软能够在核心操作系统中做出更多的改进。”

用户观点

Gannett Media Technologies International (GMTI) 最近完成了一个全新的Web主机基础设施,用以向其客户提供按需供应的IT服务。据该公司负责技术的副总裁Chris Ruffieux称,通过使用ESX服务器,GMTI可以在四台运行Windows和Linux的Dell PowerEdge 6650服务器上创建40台虚拟机,这些服务器还连接着容量为30TB的EMC存储区域网络。GMTI目前还在使用VirtualCenter和VMotion。

据Ruffieux称,这套系统的优点有如下三项:

经济性。它使得该公司能够减少物理服务器的数量,同时将某些功能隔离到特定的虚拟服务器中。

扩展能力。Ruffieux指出:“我们一直希望能够将IT功能从物理上分解开来,而不是将许多服务都放在一台机器中运行。VMware让我们能够在不增加管理和采购额外服务成本的前提下实现这一目标。”

可靠性。VirtualCenter和VMotion让Ruffieux能够自如地管理和操纵这些服务器,不需要在维护时关闭机器。

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