人工智能

服务器虚拟化火热 用户认知是关键

作者:孙永杰来源:中国电子报发布时间:2008-08-06 09:20我要评论
  优势明显 硬件虚拟是关键

  目前,一般企业内的服务器仅能达到15%%-30%%的系统处理能力,绝大部分的负载都低于40%%,大部分的处理能力并没有得到利用,IT投资回报率偏低。同样,存储设备上也有类似的问题。如何让IT资源尽可能多地被用户和应用程序有效使用,一直都是虚拟技术发展的源动力。
  经过记者对于主流服务器厂商的采访,总体来看,各厂商宣传的服务器虚拟化能带来的好处主要有以下几个方面:首先是减少服务器的数量,提供一种服务器整合的方法,减少初期硬件采购成本;其二是简化服务器的部署、管理和维护工作,降低管理费用;其三是提高服务器资源的利用率,提高服务器计算能力;其四是通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩数据中心成本,通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力;其五是提高可用性,带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境;其六是支持异构操作系统的整合,支持老应用的持续运行;其七是在不中断用户工作的情况下进行系统更新;其八是快速转移和复制虚拟服务器,提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。
  目前,x86服务器虚拟化策略主要有三种方法:首先是软件的虚拟化。虚拟化软件管理系统资源,并充当主服务器和客户操作系统之间的“翻译器”。使用这种方法,无须改变主机操作系统,但因为负荷增加,应用程序的运行效率会明显降低;第二种方法是操作系统虚拟化。使用这种方法,主机操作系统和虚拟软件要么是同一个软件,要么实现紧密集成。第三种是基于处理器的虚拟化。在这种方案下,处理器直接支持虚拟化,机器服务于虚拟化软件利用的存储区,由此创建一个物理资源的分割区。采用处理器虚拟化方法,减少了上层软件,从而使服务器的性能全面提升,并获得更高的安全性。
  CPU的虚拟化技术是一种硬件方案,支持虚拟技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制虚拟过程,通过这些指令集,VMM会很容易提高性能,相比软件的虚拟实现方式会在很大程度上提高性能。虚拟化技术可提供基于芯片的功能,借助兼容VMM软件能够改进纯软件解决方案。由于虚拟化硬件可提供全新的架构,支持操作系统直接在上面运行,从而无须进行二进制转换,减少了相关的性能开销,极大简化了VMM设计,进而使VMM能够按通用标准进行编写,性能更加强大。另外,在纯软件VMM中,目前缺少对64位客户操作系统的支持,而随着64位处理器的不断普及,这一严重缺点也日益突出。而CPU的虚拟化技术除支持广泛的传统操作系统之外,还支持64位客户操作系统。

  多核加速硬件虚拟化

  双核处理器及64位平台支持功能为虚拟化技术提供了一个更加稳定可靠的平台基础。继去年英特尔宣布在X86服务器平台支持硬件辅助虚拟化技术之后,博锐商用桌面平台也引入了虚拟化技术,而64位安腾平台也将在今年实现对VT技术的支持。
  虽然虚拟化的概念和实施最早来源于大型服务器主机,但随着以英特尔、VMware和微软等为代表的软硬件厂商将虚拟化技术引入X86平台,一个崭新的时代即将到来。著名的市场调研和分析机构Gartner认为未来十年内,虚拟化将是PC行业所面临的最具革命性的一种技术。毫无疑问,虚拟化将重新定义PC产业。这是普遍虚拟化计算时代到来的一个明显信号。
  由于多核处理器的诞生,使虚拟化技术可以分配的硬件资源得到了扩充,因此不仅仅是在服务器平台上,即使是在工作站和桌面平台上,硬件辅助虚拟化的价值也将越来越明显。
  在服务器领域,虚拟化可以带来更高的部件及系统级利用率,带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境,以及更为简洁、统一的服务器资源分配管理模式。
  英特尔公司相关人士告诉《中国电子报》记者,虽然说虚拟化技术起源于30多年前,来源于大型机,但是近几年在IA服务器上的发展,主要是软件方式,有代表的是VMware和微软的Virtual Server,Intel的虚拟化称之为硬件辅助的虚拟化。通过硬件辅助能实现三样:第一,现在支持了64位OS,功能性要扩展了,过去纯软件没办法支持32位和64位OS同时运行的系统,现在可以了;第二,我们给VMM创建了一个特殊的特权级,带来的好处是有一些工作由硬件完成,所以我们叫硬件辅助的虚拟化,这样会使VMM本身做得小一点、简单一点、可靠一点;第三,可以支持多种VMM,不同种的OS的支持。比如Xen 可以支持Linux和Windows,微软的Virtual Server可以支持Windows和非Windows,比如Linux。英特尔的虚拟化技术是平台技术的一部分,也是一个长期的战略。2007年甚至更远还会有更多的虚拟化技术出现,比如I/O的虚拟化。
  目前,英特尔已经发布了具有Intel VT虚拟化技术的一系列处理器产品,包括桌面平台的Pentium 4 6X2系列、Pentium D 9X0系列和Pentium EE 9XX系列,还有Core Duo系列和Core Solo系列中的部分产品,以及服务器/工作站平台上的Xeon LV系列、Xeon 5000系列、Xeon 5100系列、Xeon MP 7000系列以及Itanium 2 9000系列;同时绝大多数的英特尔下一代主流处理器,包括Merom核心移动处理器,Conroe核心桌面处理器,Woodcrest核心服务器处理器,以及基于Montecito核心的Itanium 2高端服务器处理器都将支持Intel VT虚拟化技术。
  此外,为了更好让用户了解虚拟化给他们带来的利益,英特尔在今年4月北京的IDF上展示了新的虚拟化基准测试工具vConsolidate,并宣布将进一步加强和合作伙伴,包括国际和本地的OEM厂商,共同推进虚拟化应用普及以及多核处理器的应用水平,为企业信息基础建设提供更多安全高效经济的选择。
  vConsolidate评测工具通过真实地模拟典型虚拟化部署环境中的负载来达到测试服务器虚拟化性能的目的。此次在IDF上展示的vConsolidate基准测试表明了英特尔在虚拟化时代即将到来时的新策略:联合伙伴,共同推进虚拟化的应用水平,更好的利用多核时代带给我们的出色性能。同时,合作伙伴们纷纷表达了对英特尔公司积极推进多核应用水平这一举措的支持,浪潮和联想公司还在IDF现场展示了vConsolidate在其公司服务器上的测试结果。
  与英特尔相比,AMD方面也已经发布了支持AMD Virtualization Technology(AMD VT)虚拟化技术的一系列处理器产品,包括Socket S1接口的Turion 64 X2系列以及Socket AM2接口的Athlon 64 X2系列和Athlon 64 FX系列等等,并且绝大多数的AMD下一代主流处理器,Socket F接口的Opteron都支持AMD VT虚拟化技术。

  虚拟化普及 用户认知待提高

  尽管虚拟化已经成为服务器领域的热门技术,但其在目前的发展过程中,依旧存在着一些问题。
  首先是业界还没有统一的虚拟化标准平台和开放协议,提高了用户投资风险;其二是硬件级虚拟化和软件级虚拟化要相互结合才能使系统使用率最大化;其三虚拟化也存在一定风险,把多个应用放到一台服务器上类似于多个鸡蛋放在一只篮子,一旦出现重大硬件故障可能会影响到所有的应用,这种威胁很难消除,除非在服务器出现故障前,有能力迅速将虚拟服务器转移到另外一台新的物理服务器上;其四是服务器合并和虚拟化,使用户购买的硬件减少,从而导致服务器硬件厂商的销售量和收入下降;其五是虚拟化也许会带来安全隐患。系统级的虚拟化技术有可能让用户在完全不知情的情况下被黑客入侵。不久前,就有黑客在支持“Pacifica”虚拟化技术的AMD处理系统上成功地演示了这种攻击的可能性,并且被攻入的系统中所安装的安全工具完全没有察觉该攻击;其六是服务器虚拟化要走向流行,从技术角度讲,负载均衡是应用的一个重要问题,这一问题解决得好坏直接影响系统的性能。目前一些厂商的工作负载管理软件只支持单一服务器资源和工作流的管理。
  此外,就是服务器虚拟化的软件许可收费。譬如在典型的“每个服务器一个应用”的数据中心内,如果有5部单插槽的服务器,每一部运行一个应用,这时每个服务器可能仅使用了其能力的10%%-15%%。为了节约费用,可能将5个应用整合到一个采用更强大处理器(很可能是多核处理器)的服务器上。服务器虚拟化技术允许在这部服务器上运行5个虚拟化的操作系统,这样,服务器的能力就被使用了50%%-75%%。
  用户只用了处理器的1/5,但并没有支付软件许可费用的1/5;为获得运行虚拟化的服务器的权力付出了额外的费用,而事情可能会变得更糟;如果将数据中心管理外包,那么还要向服务提供商支付费用;而当考虑采用拥有16个、32个、64个或更多处理器的大型服务器,或是考虑采用多个服务器的横向扩展环境时,情况会变得更加复杂。
  最后需要说明的是,虽然厂商们都在力推虚拟化,但对于用户来说,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。对于国内的用户而言,除了上述的问题外,对于服务器虚拟化走向普及最重要的因素是认知度。对于国内用户来说,买一台服务器回来划分成若干个不同分区来跑不同的操作系统、不同的数据库、不同应用,如果系统一旦出了问题,后果不堪设想,这从一个侧面反映出厂商没有让用户真正了解虚拟化的实质。
  为此,IBM相关负责人告诉《中国电子报》记者,这主要是因为目前中国的用户进行IT采购的时候都是按照需求的最高峰值来进行采购的,CPU、服务器、存储以及应用软件,使用的平均值目前没有达到饱和的状态,所以对单纯虚拟技术的需求显得不明显,而且用户通常是从IT治理、IT整合的范畴去思考问题,而虚拟化是融合在解决方案之中的。

责任编辑:电子信息产业网
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