虛擬服務(wù)器管理技術(shù)在機(jī)房管理中的應(yīng)用

◆孟慶威

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司大慶煉化分公司 黑龍江 163000）

隨著企業(yè)信息化建設(shè)的步伐加快以及各項(xiàng)信息業(yè)務(wù)的大力推進(jìn)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)量近年來呈現(xiàn)驟增趨勢(shì)，所以企業(yè)中心機(jī)房需要對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)增設(shè)的新設(shè)備進(jìn)行安裝調(diào)試，同時(shí)，機(jī)房的服務(wù)器與設(shè)備數(shù)量也隨著多年來的發(fā)展而日漸增多，導(dǎo)致機(jī)房?jī)?nèi)部的空間、機(jī)柜資源等愈發(fā)緊張，而且每年機(jī)房運(yùn)行的電力消耗與硬件管理等方面投入的成本也在不斷增高，還伴隨著服務(wù)器利用效率低、系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)難等眾多不足[1]。因此，如何提升服務(wù)器設(shè)備利用效率、降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本則成了擺在企業(yè)面前的一大難題，而虛擬服務(wù)器管理技術(shù)作為一種依托于計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)而實(shí)現(xiàn)資源整合的方式，成了解決這一難題的有效途徑。

1 傳統(tǒng)機(jī)房管理模式存在的不足

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨促使越來越多的軟件基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)工作，而各應(yīng)用軟件運(yùn)行所處的操作系統(tǒng)版本、開發(fā)平臺(tái)等方面差異巨大，為了避免應(yīng)用軟件運(yùn)行出現(xiàn)軟故障，那么在傳統(tǒng)的機(jī)房管理中則要為新的應(yīng)用系統(tǒng)單獨(dú)配備服務(wù)器，隨著應(yīng)用軟件數(shù)量的增多，這種機(jī)房管理模式必然會(huì)造成服務(wù)器數(shù)量飆升，呈現(xiàn)出明顯不足。具體來講，體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：①靈活度不夠。在傳統(tǒng)的中心機(jī)房環(huán)境中，操作系統(tǒng)是系統(tǒng)運(yùn)行、升級(jí)、測(cè)試與維護(hù)的根本，如果系統(tǒng)出問題，那么與服務(wù)器相關(guān)的部分均會(huì)受影響。而且在對(duì)引入的新系統(tǒng)展開測(cè)試時(shí)，還需創(chuàng)建全新環(huán)境，再加上服務(wù)器數(shù)量不會(huì)因?yàn)閼?yīng)用系統(tǒng)的增多而增多，所以具有一定局限；②資源利用率不高。在傳統(tǒng)的機(jī)房管理模式下，物理服務(wù)器資源完全固化，即便某些服務(wù)器的利用率非常低，但冗余資源也無法臨時(shí)分配給對(duì)配置資源要求高的系統(tǒng)，為了確保臨時(shí)需要高資源的系統(tǒng)需求，往往要采取更高資源配置，因而造成更大的資源浪費(fèi)[2]；③災(zāi)難恢復(fù)困難。當(dāng)軟硬件出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)極易出現(xiàn)損壞與丟失，雖然傳統(tǒng)機(jī)房系統(tǒng)中有備份機(jī)制，但還是要保證系統(tǒng)的連續(xù)性一定要有雙機(jī)系統(tǒng)，否則會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)在災(zāi)難時(shí)恢復(fù)困難的情況。

2 虛擬服務(wù)器管理技術(shù)在機(jī)房管理中的應(yīng)用

隨著技術(shù)的快速更新，計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備也在不斷升級(jí)，尤其是多核處理器與內(nèi)存技術(shù)的全面革新，進(jìn)一步推動(dòng)了虛擬化技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了在單臺(tái)高性能多核服務(wù)器上創(chuàng)建多個(gè)虛擬機(jī)的可能，由此能夠完成過去需要使用多臺(tái)物理服務(wù)器才能完成的工作[3]。在機(jī)房管理中應(yīng)用虛擬服務(wù)器管理技術(shù)，主要體現(xiàn)在如下三方面：

2.1 虛擬化主機(jī)程序

作為中心機(jī)房虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)的核心組成部分，虛擬化主機(jī)程序可看作是擁有強(qiáng)大功能的虛擬層，主要采用的是基于底層硬件系統(tǒng)的軟件技術(shù)，能夠在物理服務(wù)器上直接安裝，然后再進(jìn)行虛擬服務(wù)器的創(chuàng)建。在單臺(tái)物理服務(wù)器上運(yùn)行多臺(tái)虛擬服務(wù)器，也是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)房管理模式的一種顛覆。

虛擬化主機(jī)程序的主要工作是向各虛擬服務(wù)器分配硬件資源，依據(jù)應(yīng)用運(yùn)行實(shí)際情況，將物理服務(wù)器的處理器、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)資源等按照實(shí)際需求分配給各個(gè)虛擬服務(wù)器。而每一臺(tái)虛擬服務(wù)器的關(guān)系就像是傳統(tǒng)意義上置身于機(jī)房中的物理服務(wù)器，不會(huì)因?yàn)榛谕挥布霈F(xiàn)影響[4]。對(duì)于用戶而言，虛擬服務(wù)器的體驗(yàn)與物理服務(wù)器并無太大差別：將Windows 或Linux 操作系統(tǒng)安裝在虛擬服務(wù)器中，隨后再安裝需要的軟件；單個(gè)虛擬服務(wù)器同樣需要同時(shí)用到多種處理器資源，用以支持需要強(qiáng)大計(jì)算能力的應(yīng)用系統(tǒng)，比如SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)等；虛擬交換機(jī)同樣能在虛擬化主機(jī)程序中實(shí)現(xiàn)，其能將虛擬服務(wù)器分配至不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。此外，不管是安裝方法還是性能表現(xiàn)，虛擬服務(wù)器與物理服務(wù)器并無差別，均擁有不錯(cuò)的操作體驗(yàn)。

當(dāng)然，相較于傳統(tǒng)的物理服務(wù)器而言，虛擬服務(wù)器的優(yōu)勢(shì)在于能夠按照不同應(yīng)用系統(tǒng)的需要去合理分配硬件資源，避免了資源浪費(fèi)。一般來講，機(jī)房的物理服務(wù)器大部分采購(gòu)于同一時(shí)間，所以配置相差不大。然而各類應(yīng)用軟件對(duì)服務(wù)器的配置需求卻千差萬別，比如DNS服務(wù)只需極低配置的服務(wù)器便可帶動(dòng)，但是SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)這種有著高訪問量與計(jì)算量的應(yīng)用軟件，對(duì)服務(wù)器的配置要求自然就高。因此，如果是對(duì)配置要求不高的軟件卻依舊要占用高配置的物理服務(wù)器，這樣便會(huì)帶來較大的硬件資源浪費(fèi)，而且物理服務(wù)器相互獨(dú)立，就算其他服務(wù)器的配置吃緊，也無法將冗余資源分配給其他服務(wù)器。反觀應(yīng)用虛擬服務(wù)器管理技術(shù)，虛擬化主機(jī)程序便能以創(chuàng)建資源池的方式，實(shí)現(xiàn)為虛擬服務(wù)器實(shí)時(shí)最優(yōu)分配硬件資源的目的。一旦有虛擬服務(wù)器發(fā)生硬件資源無法支撐的情況，便可調(diào)用擁有其他虛擬服務(wù)器的冗余資源支持；待應(yīng)用運(yùn)行壓力緩解之后，在線將借用的資源“交還”給原來的虛擬服務(wù)器，大大提高了虛擬服務(wù)器所基于的物理服務(wù)器的資源利用效率。據(jù)測(cè)試表明，傳統(tǒng)機(jī)房管理模式下物理服務(wù)器硬件資源利用率在5%～15%左右，而應(yīng)用了虛擬服務(wù)器管理技術(shù)且經(jīng)過調(diào)配之后的服務(wù)器，其硬件資源利用率可達(dá)到60%～80%，這無疑是巨大提升。

2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)

應(yīng)用虛擬化技術(shù)的虛擬服務(wù)器，本質(zhì)上由磁盤文件與配置文件構(gòu)成，而這些虛擬機(jī)文件主要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的虛擬存儲(chǔ)空間中。其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的創(chuàng)建主要分為本地存儲(chǔ)與共享存儲(chǔ)兩種：其一，本地存儲(chǔ)。該類型存儲(chǔ)直接創(chuàng)建在運(yùn)行虛擬化主機(jī)程序的物理服務(wù)器上，存儲(chǔ)空間則由虛擬服務(wù)器所分配到的硬盤容量決定。這種存儲(chǔ)方式前期無須投入過多成本且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是后期擴(kuò)展不便且功能不多；其二，共享存儲(chǔ)。依托共享存儲(chǔ)設(shè)備（比如SAN、ISCSI、NFS等）與機(jī)房?jī)?nèi)多臺(tái)運(yùn)行虛擬服務(wù)器的物理服務(wù)器構(gòu)建連接，實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)[5]。直接在共享存儲(chǔ)設(shè)備創(chuàng)建虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)空間，同時(shí)間所有建立聯(lián)系的虛擬服務(wù)器均可共享訪問，這一存儲(chǔ)方式大大降低了虛擬服務(wù)器存儲(chǔ)要求，將所有資源聚焦于軟件處理即可。即使存儲(chǔ)容量出現(xiàn)不足，共享存儲(chǔ)設(shè)備還能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，雖然這種存儲(chǔ)方式的前期投入高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但其憑借優(yōu)異的可擴(kuò)展性與功能性，為虛擬服務(wù)器運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，因此也正逐步成為主流。

2.3 集中管理平臺(tái)

要想實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)管理與性能監(jiān)控，則要在機(jī)房?jī)?nèi)配備獨(dú)立的集中管理服務(wù)器，并且為所有運(yùn)行虛擬服務(wù)器的物理服務(wù)器組建集中管理平臺(tái)，只需要用戶登錄該平臺(tái)，便能對(duì)平臺(tái)內(nèi)的虛擬服務(wù)器進(jìn)行集中化管理與一站式操控。在集中管理平臺(tái)的監(jiān)測(cè)與管控下，不管是虛擬化主機(jī)程序還是共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，均能發(fā)揮虛擬服務(wù)器管理技術(shù)中的眾多高級(jí)功能，比如虛擬資源動(dòng)態(tài)分布、故障自動(dòng)切換保護(hù)等[6]。借助共享存儲(chǔ)設(shè)備，集中管理平臺(tái)還能對(duì)加入的物理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)跨越式資源動(dòng)態(tài)分配，真正實(shí)現(xiàn)了物理服務(wù)器的硬件資源共享，甚至能讓各個(gè)虛擬服務(wù)器跨越物理服務(wù)器的限制實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)遷移，實(shí)現(xiàn)真正意義上的負(fù)載均衡。在集中管理平臺(tái)的24 小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)下，機(jī)房中的物理服務(wù)器一旦出現(xiàn)硬件故障，集中管理平臺(tái)都會(huì)及時(shí)報(bào)警且將故障機(jī)的虛擬服務(wù)器自動(dòng)切換遷移至無故障的物理服務(wù)器上，這一自動(dòng)化操作能確保應(yīng)用系統(tǒng)的持續(xù)化運(yùn)行。

總而言之，唯有上述虛擬化主機(jī)程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)以及集中管理平臺(tái)的協(xié)調(diào)配合，才能保證虛擬服務(wù)器的穩(wěn)定高效運(yùn)行。

3 虛擬服務(wù)器管理技術(shù)在機(jī)房管理中的應(yīng)用成效

相較于傳統(tǒng)的機(jī)房管理模式而言，虛擬服務(wù)器管理技術(shù)在機(jī)房管理中有著無法比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①降低運(yùn)營(yíng)成本。虛擬服務(wù)器管理技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)物理服務(wù)器的硬件資源最大化使用，從而無須過多的增設(shè)物理服務(wù)器。隨著物理服務(wù)器數(shù)量的減少，無論是前期的購(gòu)置成本，還是后期的維護(hù)成本、能耗成本等，均能得到有效縮減；②提高運(yùn)營(yíng)效率。傳統(tǒng)機(jī)房管理中引入新的應(yīng)用系統(tǒng)必須進(jìn)行服務(wù)器購(gòu)置、安裝、調(diào)試等工作，而虛擬服務(wù)器只需要磁盤文件與配置文件構(gòu)成，新應(yīng)用系統(tǒng)的引入直接復(fù)制文件即可，大大節(jié)省了配置時(shí)間；③提升服務(wù)水平。隨著虛擬資源動(dòng)態(tài)分配、故障自動(dòng)切換保護(hù)等高級(jí)功能的實(shí)現(xiàn)，保證了虛擬服務(wù)器的應(yīng)用系統(tǒng)能連續(xù)、安全地運(yùn)行，機(jī)房管理人員無須投入過多時(shí)間對(duì)硬件進(jìn)行維護(hù)，將主要注意力放在系統(tǒng)維護(hù)方面，從而提升了客戶服務(wù)水平。

4 結(jié)束語

綜上所述，虛擬服務(wù)器管理技術(shù)作為依托于計(jì)算機(jī)虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源整合的一種方式，無論是技術(shù)、操作、管理還是理念方面，均是巨大轉(zhuǎn)變。通過應(yīng)用虛擬服務(wù)器管理技術(shù)，能夠打造出高效化、生態(tài)化的中心機(jī)房，再加上Intel、AMD 等巨頭企業(yè)不斷有多個(gè)服務(wù)器與虛擬化架構(gòu)系統(tǒng)的問世，在系統(tǒng)集成商的推進(jìn)下，目前虛擬化技術(shù)更是得到了快速發(fā)展，這對(duì)傳統(tǒng)的中心機(jī)房管理模式形成了巨大沖擊。當(dāng)然，在應(yīng)用虛擬服務(wù)器管理技術(shù)對(duì)中心機(jī)房進(jìn)行管理時(shí)，需要遵循適度原則，一方面不能為了虛擬化而虛擬化，否則容易矯枉過正；另一方面則講究?jī)?yōu)化整合、循序漸進(jìn)，先對(duì)運(yùn)行壓力小的服務(wù)器予以虛擬化改造，有了一定經(jīng)驗(yàn)與能力之后，再嘗試對(duì)運(yùn)行壓力大的服務(wù)器實(shí)施虛擬化。從目前發(fā)展來看，服務(wù)器虛擬化技術(shù)應(yīng)用之下的機(jī)房管理模式必然是未來主流，并且有著廣闊的發(fā)展前景。