【拥抱虚拟化3.0】虚拟化

　　在上期《进退两难?对症下药!――企业服务器虚拟化应用思辨》一文中，我们曾经对服务器虚拟化过程中企业CIO／CTO可能遇到的问题进行了针对性的分析。通过这些内容，相信大家对如何应用服务器虚拟化技术实现服务器资源整合，以及在整台的基础上动态分配服务器资源已经有了更为深入的了解，展望未来，我们觉得可以称之为“虚拟化3.0时代”。所谓虚拟化3.0，是相对于侧重资源整合的虚拟化1.0和强调动态资源分配的虚拟化2.0而言的。它的核心是自动化和资源动态可扩展，而其目标就是要满足云计算或云应用的需求。因为云的目标，就是要依托互联网，视用户需求，为他们提供可即时获取和便于访问的计算及服务，其基础就是要实现对所有IT资源的灵活扩展和自动化调配。那么在具体实施过程中，对于IT虚拟化的需求应该如何应对，以实现IT应用与虚拟化技术的完美融合呢?我们特意搜集了几个这方面的成功案例，相对能对大家的实际操作有所启发。
　　
　　扩张应用　降低能耗――连锁零售商的服务器整合需求
　　
　　Orchard Supply Hardware公司在北美拥有超过90家连锁零售门店，Moon Son作为公司的数据中心IT基础架构总监，在四年前加入了这家规模不小且高度依赖IT的连锁企业。他被要求上马两套新的财务系统和一套法规遵从系统，同时降低数据中心的能耗超过三分之一。
　　
　　应对
　　
　　Moon Son决定采用最直接的办法，削减老旧的，处于生命周期末期的服务器，以及那些性能低下的旧款存储系统。更新前该公司的数据中心最高峰时曾经拥有45台物理服务器，其中大部分都将被淘汰。他计划更换30台使用期在3年以上的服务器，并将剩余的15台服务器中的13台进行全面的虚拟化改造。
　　首先，他准备在13台服务器上运行125个虚拟服务器，并在每个虚拟服务器上运行1个独立的应用程序(这是公司的要求)。如果这13台服务器成功实施虚拟化。那么剩余的30台新服务器也将全部进行虚拟化改造。这种操作在成本上具备明显优势。以软件成本为例，在13台虚拟主机上部署Windows Server 2003或2008的许可证授权成本为40794美元(每个主机有2个CPU)；而为125台服务器购买Microsoft Enterprise Server许可证授权则需要花费192250美元，软件授权成本降低约78.8％。
　　其次，与许多虚拟化用户不同，Moon Son在VMware虚拟机上也要运行公司的微软SQL Server数据库。Moon Son将他们从企业/每台服务器许可证授权转换为每个CPU许可证授权的方式，同时将SQL Server实例的数量从14减少为8个；这种变化增加了8台虚拟数据库服务器的工作负担，但是大量的测试表明这几台服务器可以承担所增加的工作量。通过这种改造，Moon Son为公司节约了22500美元的成本。
　　值得一提的是，Moon Son在整个过程中遇到了一个棘手的问题，就是如何确保虚拟化服务器上的虚拟机和应用如何在新旧服务器之间平稳迁移。以前虚拟机的实时迁移必须在同样的芯片平台之间进行，而在x86指令集范围内，即使是同代的处理器平台也存在细微的差别，迁移虚拟极存在发生故障的风险，即使EVMware提供的vMotion工具也是一样，此时就需要VT FlexMigration技术确保迁移平滑过渡，同时还可以通过虚拟处理器标识(VPID，Virtual ProcessorIDS)技术跟踪每个虚拟CPU的TLB，实现IMM可以动态分配非零虚拟处理器的ID来迅速匹配(OID给VMM自己使用)，从而避免了TLB的转存与清除的操作。
　　
　　业务增加　预算降低――地产商的节支解压妙招
　　
　　需求
　　老方是某外资地产公司的IT部门主管，他表示近年来公司对IT部门的业务需求不断增加，而IT系统预算却在逐年缩减。回忆起以往的日子老方表示：“以前天天担心业务那边提需求，一提需求就是业务分析会，然后评估服务器状态，采购或者合并业务，然后再架设新系统，新业务，非常繁琐的一套流程。”为了应付IT预算紧缩和大量的新业务需求，从2008年老方开始使用虚拟化技术整合服务器资源。
　　
　　应对
　　老方认为，任何一个公司在研究自身是否适合虚拟化技术的时候，都要首先弄清自身的业务需求来自于哪几个方面。老方总结后认为公司对IT业务的需求主要集中在三个方面：一是工程设计部门提交的大量房屋楼宇的建筑效果渲染作业和相关CAD图，带来大负荷运算需求；二是房产公司在银行信贷、资金投放与多项目结算方面提出的周期性计算需求；三是公司分散在全国各地的IT系统间通讯和协作应用的需求。
　　分析业务需求后，2008年底老方以4台IBM X3850 M2服务器做虚拟化平台，通过运用VMware EsX服务器虚拟化软件将这4套系统虚拟成一个计算资源池，并通过微软Hyper-V和思杰桌面虚拟化等多种平台组合打造了一整套从服务器到业务应用再到桌面端的虚拟化解决方案。经过了2年左右的实践，服务器虚拟化为公司节约了大量的服务器成本、软件许可成本、人力成本和运维成本。老方现在为业务部门开新应用只需要10分钟，测试20分钟就可以交付，而容灾备份也仅仅需要做一个虚拟机快照即可。
　　
　　提高利用率和系统可用性――虚拟化治愈医院IT系统痼疾
　　
　　需求
　　广州市中医院是广州唯一的一家国家三级甲等中医院，在过去的数年中建立了完善的内部计算机网络系统，实现了计算机辅助管理及信息的电子化交流，在过去几年一直是广州市属医院中信息化工作的典范。由于医疗过程中产生的信息数量庞大、增长迅速，同时医院各部门之间，医院同院外(如医保机构)数据交换频繁，因此引进全面的信息化解决方案和服务、加强信息化管理，建立数字化医院等，对于广州市中医院来说是必须解决的问题。但是，由于现有硬件性能不能充分发挥，限制了解决方案的运行效率，成为该院信息化进程中的一大障碍。例如广州市中医院原有的信息系统，处理器利用率低下：在服务器连接30个终端和连接60个终端两种情形之下，硬件资源使用情况差异不大，处理器最大使用率约为20％，内存使用仅为1GB。此外，服务器容错功能不强：在应用服务器出现故障或需要维护的情况下，所有连接该应用服务器的客户端都将无法正常工作，只有等待应用服务器修复正常或重新连接备用应用服务器才能恢复客户端的正常工作。
　　
　　应对
　　为了促进信息化医院，数字化医院的进一步发展，广州市中医院选择广州市慧通计算机有限公司对其信息系统和服务器系统进行改造和升级。慧通公司在项目实施中，在一台物理服务器上虚拟出2～5个虚拟服务器操作系统，每个系统上都能够运行慧通医院信息系统，从而提供更高的硬件设备利用率和灵活性，以及保证单个应用的快速响应。应用虚拟化技术后，慧通医院信息系统后台CPU使用率达到约为60％-80％，内存使用为4GB左右。
　　同时，通过硬件虚拟化技术广州市中医院还提高了虚拟化系统的稳定性，硬件虚拟化技术减轻了虚拟机(VMM)软件的计算负担，VMM不再需要使用半虚拟化或二进制译码。此外，EPT(Extended Page lables，扩展页表)技术加速了从虚拟机地址到主机物理地址的转换过程，节省了传统软件处理方式的系统开销，降低了虚拟机退出时的系统开销(也减少了虚拟机退出的频率)，提升了在单一虚拟机上运营多种程序的效率。
　　
　　写在最后
　　随着技术的进步和硬件层面的支持，虚拟化技术在性能开销，功能应用等方面正在向自动、高效，可管理、高可用性的方向快步前进。对于企业用户来说，接受概念、应用评估，系统测试，实施部署虚拟化的过程，既是在客观需求增加压力推动下的进步，也是在提升效率、降低能耗，节约成本意识促进下的革新。相信随着虚拟化进入自动、智能、动态扩展的3.0时代，企业IT基础架构将会迎来新的变革。