虚拟化不再“雾里看花”

【编者按】 在绿色IT里，恐怕就数虚拟化技术最务实了。它早两年就已经获得了重点行业的青睐，并在用户并不知晓的情况下，为网络的安全和稳定运行立下了汗马功劳。

 

“虚虚实实，实实虚虚，我认为咱们数据中心里大多数设备都在应用虚拟化技术。远的不说，服务器、工作站、交换机、路由器，哪件没有？所以，我认为数据中心不必急着上虚拟化，在厂家没有推出更新的虚拟化产品时，我们可以坐观其变。”“老王，你的这个观点我可有异议。从硬件上来说，我们的服务器大多是2005年左右购买的，当时的芯片还没有实现VT（注：VT是VirtualizationTechnology的简称，也就是虚拟化技术），咱们运行的虚拟化软件性能并没有发挥最大的功效，这其实也是一种浪费。”这一段发生在一家大型医疗设备制造企业的对话，说出了来自IT管理层面的困惑，在产品不断更新、软件功能不断增添的今天，数据中心的管理者不仅要面对软硬件层面的革新、利用IT技术帮助企业减低成本，更重要的是，他们意识到虚拟化将会改变以往他们的工作习惯。
　　
　问题 PROBLEM　
　　
　　水利部办公厅2006年5月份下发的一份红头文件中，这样写到：“水利信息网络已成为水利工作中最为基础、最为重要的信息传输和处理平台。因此，我们要从为防汛抗旱等各项水利业务提供支撑和保障的高度，增强对网络管理和安全工作重要性的认识。”“其实在这个文件发布之前，信息系统技术对于水利信息网的贡献是相当巨大的。
　　
　　当时，北京的数据中心机房面积并不大，但是容积率相当高，每个机架上都放满了服务器，加起来有130多台服务器。如果再这样扩充下去，机房很快就会达到它的极限了。”中国水利部信息网网络中心副主任詹全忠对《CIOINSIGHT/信息方略》记者说起当时的情况，虽然脸上没什么表情，但是看得出来，他对于这种满满当当的机房结构很不爽。“130多台机器一起开动，机房里若是没有空调，蒸熟一屉包子那也不是没有可能的。”“大量的服务器带来了很多的问题，除了购置成本以外，管理运行成本也很高。电费每年是100多万元以上，虽然我们是部级机关，电费是由部里统一划出的，但是能节省最好节省啊，这些都是大家的血汗钱。”
　　
　　与IT打了十几年交道的詹主任说，“另外，设备保修维护成本也很高，还有运行成本也很高，信息化发展面临很大的问题。在这种情况下，我们派出了工程师学习队伍，了解了虚拟化技术后，我们觉得这些问题还是能够得到解决的。”
　　
　　
　　而在中国电信网络运维部的数据中心机房里，同样也是一番“热火朝天”的工作场景。“我们是最早接触IT技术的一批了，上个世纪电信行业的迅猛发展给了我们网络运维部很大的空间，上设备的审批流程速度很快，买回来后，看着那些工程师从安装调试到正式上架运行，一台服务器差不多也要一个月左右的时间。如果中途需要增加业务模块，一般都是再购置一批服务器，当时对于虚拟化技术还没什么感觉。”中国电信网络运维部王艳川主管说道，“因此，导致了很长一段时间内，我的工作总是处在审批设备采购上了。这么多设备采购回来，虽然它可以不吃不喝，但是它需要耗电、占用空间，还需要人力管理维护。”
　　
　　中国水利部信息网和中国电信网络运维部，都是属于国民经济生产中的重要部门，信息系统要为这些部门提供关键的应用。但是在业务迅速增长的时候，他们都发现了很多的问题。
　　
　解决 SOLUTION　
　　
　　一是应用无法在服务器上整合，一些新的业务不断地提出增加配置服务器的要求。为了避免冲突和兼容性，希望一个业务一台服务器，所以每个业务希望自己是单独服务器。詹主任说：“有时觉得还挺有趣，咱们有多少个大的应用系统，数数服务器就知道了。”二是在数据中心机房中，服务器数量庞大，动辄几十台上百台服务器，直接后果就是机房面积需要不断扩展，在地价不断上升的今天，导致了企业的运营成本高居不下。三是服务器的耗电庞大，运行需要用电，散热需要用电，就连备用电源UPS也随之“水涨船高”，不断投入。四是数量庞大的服务器群所带来的运行维护成本直线上升。
　　
　　2005年年底，英特尔推出了面向硬件的虚拟化支持技术及相关的处理器产品。这是第一次在X86平台上实现了本机虚拟化，将基于X86架构的服务器的虚拟化技术应用，推向了一个新的台阶。不约而同，水利部信息网和中国电信网络运维部都在这个时候开始真正关注虚拟化技术。
　　
　　2006年上半年，詹主任和其他工程师发现，其实在他们网络中心的每台服务器上，实际运行的CPU利用率特别低，平均下来是10%左右，还有90％的资源处于闲置状态，浪费程度很高。在那个时候，他们就开始关注利用虚拟化技术进行服务器整合。一开始，他们配置了两台服务器进行虚拟化应用，把多个应用配置在一台服务器上，在测试阶段，从一台服务器逐步演进到虚拟5台、10台服务器的应用，一直到测试阶段完毕，两台服务器承担了近20台服务器的工作。测试阶段的半年过后，他们就把能够进行虚拟化应用的服务器全部“虚拟化”了。詹主任说，他们水利信息网主要是采集各个省、市、地区的水利工程、水文、水质等方面的数据，要把一切资源数据化，以期水利部在进行水利决策时提供尽可能详尽且准确的信息。他们的业务方式就是接收来自于下级单位上传的所有数据，几乎是时时都有数据传上来，业务系统的运行一刻也不能停顿。
　　
　　目前水利部信息网主要在管理应用、网络监控、防汛管理这几个部分进行了服务器的虚拟化技术。水利部信息中心共采购了4套服务器虚拟化产品，总共替代下来30台服务器。对于节省下来的设备，詹主任说：“还有利用价值的就留下接着用，不能用的，超过服役年限的也就退伍了。”设备数量减少了，利用率增加了，还节省了很多空间。测试阶段完成后，又试运行了半年左右的时间。
　　
　　“在虚拟化实施期间，我们做了大量测试，发现这些虚拟机还算比较稳定，我们才大着胆子把更多的应用放在上面。”而中国电信网络运维部王艳川主管则认为，他们选择服务器的虚拟化过程，主要是“耗费不起在上系统时，安装操作系统、应用软件、测试联调时所浪费的时间成本。”中国电信网络运维部主要是对电信网络的运行维护进行管理，负责全国各省、地、市电信的网络设备及基础设施的数据集中管理，并接受来自网管监控层的调配指令，实施相关故障修复、资源调配的工作。由于电信部门处于非常重要的地位，几乎不允许关键业务出现中断，所以他们对于虚拟化技术的尝试仅仅是在一些测试系统环境中。王主管说：“经过一些测试，我们发现，如果在一台服务器上运行有5个以上的虚拟机，使用虚拟化软件就比买服务器划得来。”看来他们已经考虑在节省预算、成本方面应用虚拟化技术。

　价值 VALUE　
　　
　　中国水利部信息网网络中心詹主任认为，在整个部署的过程中几乎没有太多的技术难点，反倒是部署的速度让他们很惊讶。虚拟化软件配置过程，大致能在一个星期左右的时间内完成。詹主任说：“如果是像传统的安装服务器的时间，安装这么多台服务器，这在以前几乎是不可能完成的任务。”
　　
　　在安装了虚拟化软件后，整个网络中心的一些工作流程也相应有了调整。“以往一到上新系统的时候就得打起十分精神，从操作系统到应用软件，哪个环节都不能出错。而现在虚拟的服务器就是物理服务器下的一个文件夹，管理好文件夹就能管理好服务器。在这些过程中若是出现了偏差，只要把这个文件夹删掉，重新配置一个新的文件夹就行了。”IT部门的工作流程变得越发简单。而在电费的节省上，一台X86服务器一年的耗电量在8000度左右，平均下来大约是5000元左右的电费。节省下30台服务器，就相当于每年节省了15万元的电费。
　　
　　VMware大中华区技术总监张振伦在谈到他与客户的交流时，说到了一个他最近碰到的事情。某大中型企业的客户由于业务增长迅猛，一年要买上百台服务器，可是有个问题他们怎么也绕不过去，那就是机房的用电配额已经超过了当初的机房设计。新买来的服务器有地方放置，电费他们也不是特别在意，就是电力配额不够，新买的服务器供不上电。机房的电力系统负荷已经达到了极限。如果要让这些新买来的服务器能够顺利地工作，要么新建一个数据中心，要么就要改造目前这个数据中心的电源系统，而时间可能会是一到三年。如果采用虚拟化技术，这个问题至少可以在目前得到极大的缓解。
　　
　挑战 CHALLENGE　
　　
　　正如中国电信的王主管所认为的，在关键业务的软件应用层面部署虚拟化软件还是应该比较谨慎。这主要有如下几点考虑：一是在“稳定压倒一切”的行业应用里，购买服务器的预算不会缺少，虚拟化软件目前阶段也不便宜，如何高效地应用虚拟化软件是第一要考虑的事情，并且不能有一丝一毫的出错的可能；二是在同一个系统上的多个虚拟机之间的通信所带来的隐患。虚拟化软件虽然能够把运行中的虚拟机从一台机器转移到另一台机器，但这也使得网络安全的效果大打折扣；三是在安全性的考核上，未来必须要创建安全可靠的虚拟机管理程序；四是虚拟化技术带来了额外的软件占用空间，各虚拟机之间的通信所占用的资源也是不可忽视的；五是虚拟化技术没有通用的标准化，如果没有做出慎重选择，企业可能会发现自己被锁定在某家厂商上，从而导致在技术成熟时采用其他方式变得困难和费用高昂；六是不同的硬件处理器之间进行虚拟化转移会存在一定的障碍。只能从Intel转到Intel，而不可能从Intel转到AMD。
　　
　　在应对业务的连续性方面，虚拟化软件目前用两种方式来实现。一是在单独的一台物理服务器上的虚拟机出现应用软件的异常，它可以很快地在另外一台物理服务器上重新启动，以保证业务的连续性。这从用户端来说是感觉不到的。另外一种解决方法就是在两个不同的物理服务器上，完全运行一样的应用，实时同步。这两个物理服务器之间，如果其中一台出现故障，另外那台就会承担所有的工作任务，以保证业务不中断。这两种方式都能有效地避免硬件出现故障所导致的业务中断。
　　
　　而对于出现的逻辑故障，却是无法避免的。比如在一个数据库中写入了一个错误的数据，有时一招不慎全盘皆输，这个错误只能靠数据库本身去修正，或人工进行修正。
　　
　趋势 TREND　
　　
　　已经部署了虚拟化产品的水利部信息网，他们希望未来能够在数据中心远程办公室能不能也采用虚拟化的部署方案，将远程办公室与数据中心联系起来。
　　
　　Citrix公司认为，在多核技术、64位技术的带动下，X86平台的计算能力有了飞速发展，从而推动了服务器虚拟化的快速发展。在这些强大的计算环境的支撑下，CitrixXenDesktop使几十台桌面PC的环境通过虚拟机技术运行在服务器中成为可能，用户只要通过图形终端来访问服务器上对应的虚拟机即可。采用虚拟桌面架构可以保留完整的桌面计算环境，按需虚拟PC上面包含了操作系统、应用软件和各种配置。系统管理员通过管理软件集中管理所有运行在后台服务器上的虚拟PC。最终用户使用PC机或瘦客户机，通过远程桌面显示软件访问和使用他们的企业桌面系统。
　　
　　虚拟化技术在应急与突发情况下的表现是值得期待的。可以通过在远程的办公室将异地的业务系统通过虚拟化技术进行全盘接管，以降低系统业务中断所带来的风险。并且虚拟化技术还能让技术主管们集中进行配置、管理，并保证安全的应用访问，从而减少了构建远程办公室所需的时间和金钱。不需要派遣IT员工到异地提供服务，因此企业可以专注于更为重要的方面，比如市场营销、客户关怀等等。从目前来看，人们很难预计未来的用电量。
　　
　　回头看看5年前或10年前的X86服务器，现在的X86服务器的用电量大约是以前的4倍。还有最近涌现出来的刀片服务器，以前数据中心内，一个标准19寸机架的用电量和现在的一个标准机架的用电量是完全不一样的。正如20年前，人们装修办公室时会考虑是否需要网络系统，而现在这已经变成一个必备的基础设施。同样对于虚拟化软件来说，未来数据中心在进行采购时，不必再考虑是否需要购买虚拟化软件，而是在服务器出厂的默认设置中就已经装备好了。

 

注：本文摘自CIO Insight，原文地址 [url]http://www.cioinsight.com.cn/html/tech/2008/06/454.html[/url]