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虚拟化未来IT技术发展趋势

2012-09-10

中国建设信息化 2012年18期
关键词:虚拟化数据中心服务器

虚拟化技术突破了传统IT基础设施构架和管理构架,虚拟化的出现对IT领域的管理方式产生了巨大的影响,已成为IT领域的应用热点。经过不断的发展,虚拟化技术愈发成熟,同时,虚拟化技术的应用也越来越普及,它简化了IT基础设施的管理,使用户最大限度利用现有流程和资源,提高了资源利用率并确保业务连续性。未来,虚拟化将是大势所趋。

解决多种挑战的革命性工具

近几年来,从AMD到英特尔、从微软到Novell再到红帽公司,多个主流操作系统和硬件平台厂商都纷纷加入到这场虚拟化游戏中来。在过去几年内,虚拟化技术取得了重要的应用突破,从最初专注于大型数据中心以及服务器整合的应用,到后期虚拟化技术由概念阶段真正步入到实施阶段,不得不说是一个完美的加速过程。然而,实际情况是,在一台物理工作站或服务器上运行多个虚拟系统只是虚拟化技术的开始而已。

在虚拟化概念提出的早期,由于虚拟化基础设施的入门成本较高,而且应用相对有限,鲜有企业问津。随着x86平台这一廉价、强劲的虚拟化技术的出现,使得虚拟化技术第一次走近大众,而刚好在这个时间段,更多廉价、高性能、高可靠性的服务器硬件也出现在市场上。同时,随着越来越多的客户将虚拟化技术运用到生产过程中去,市场上对性价比高、质量过硬的虚拟化工具需求迫切,虚拟化技术领域的竞争开始逐步升温。虚拟化技术逐渐成为帮助IT经理解决多种挑战的革命性工具。

更为重要的是企业对虚拟化的兴趣愈加浓厚,对此,业内人士表示,自从几年前Windows 系统升级后,很多中小企业到了服务器更换周期。之前只需一次购买一、两台服务器的企业在更换周期可能一次要购买六、七台服务器,这在无形中给部署虚拟化技术提供了一个很好的机会。很多中小企业意识到以相当于或低于更换一台常规服务器的费用,就可以获得两台高冗余服务器上的虚拟化技术,更低的费用使虚拟化技术快速吸引中小型企业注意力。

对于大型企业来说,虚拟化更加具有吸引力。大型企业数据中心内部往往拥有几十台甚至数百台服务器,数目庞大的服务器支撑着企业数据中心的运转,看似有条不紊、运行正常的服务器中,有大量服务器的CPU闲在那里无所事事。拥有业界领先虚拟化技术的Sun公司估计大多数生产服务器的利用率只有15%,此外还消耗了保持硬件正常运行所需要的电能和HVAC(采暖通风与空调)资源。

为了对服务器进行有效的管理和监控,基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供了前所未有的响应能力、可维护性、效率和可靠性级别。虚拟化可以实现用户物理资源和资源池的动态共享,提高资源利用率,特别是针对那些平均需求远低于需要为其提供专用资源的不同负载。此外,利用虚拟化技术还可以减少必须进行管理的物理资源的数量,进而隐藏物理资源的部分复杂性,并通过实现自动化,获取更多详细信息从而实现中央管理,简化IT管理任务,最终实现负载自动化,有效降低管理成本。

通过虚拟化技术还可以实现动态的资源部署和重配置,满足不断变化的业务需求,提高用户的使用灵活性。同时,虚拟化技术可以实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分,实现对数据和服务进行可控和安全的访问,提高系统的安全性。根据不同的产品,资源分区和汇聚可支持实现比个体物理资源小得多或大得多的虚拟资源,这意味着用户可以在不改变物理资源配置的情况下进行规模调整,拥有更高的可扩展性。

与个体物理资源单位相比,虚拟化能够以更小的单位进行资源分配;与物理资源相比,虚拟化资源因其不存在操作系统和硬件方面的问题而能够在出现崩溃后更快地恢复,虚拟化资源也可提供底层物理资源无法提供的与各种接口和协议的兼容性,具有更高的可用性。另一方面,虚拟化技术可以在不影响用户的情况下对物理资源进行删除、升级或改变,具有较强的可用性,

虚拟化技术仍有完善空间

虚拟化技术使IT投资能够实现收益最大化,IT部门也能够以更加灵活的方式满足不同业务的要求。然而,作为一项突破性技术,虚拟化技术至今还未形成统一的虚拟化标准平台和开放协议,这也使虚拟化技术带来了传统IT中从未出现的问题。

对于企事业单位的信息部门来说,业务系统的可靠性和连续性是至关重要的。使用虚拟化技术必须在可靠性保证的前提下来进行,但是目前的虚拟主机软件并不能很好的解决这个问题。在实际运行过程中,一些用户多次遇到Windows系统的虚拟系统蓝屏,使得主机的Windows系统进而崩溃,从而影响到在主机里运行的其他虚拟主机。

此外,当一个服务器的负载较轻、利用率较低的时候,可以使用虚拟化技术来提高系统的整体利用率。但如果虚拟出来的系统运行效率过低,将造成虚拟出来的主机效率之和远远低于原本服务器独立运行的效率,形成1+l<2的状况,失去了虚拟化的价值。大多数情况下,我们的“寄宿”系统是通过VMM(VirtualMaehineMonitor,虚拟机监视器)等虚拟管理器来与硬件系统进行通信,并使用宿主系统的硬件资源。所以虚拟管理器的运行效率和资源调度算法对于虚拟机的运行效率来说十分重要。

随着虚拟化程度的提高,数量众多的应用系统会在用户的服务器上运行,如此一来,管理工作就变得越发重要。尽管虚拟化技术本身并不容易受到攻击,但虚拟化安全并不如物理安全那样简单,这为虚拟化技术带来了新的挑战。不同于传统的服务器管理模式,虚拟化技术对于系统状态的监测、网络流量的控制、存储数据的备份等,都需要更为细致的管理。虚拟化技术同时也改变了IT管理理念,传统的IT管理是以设备为度量,企业的各职能部门掌握本部门拥有并掌控多少台服务器等设备。采用虚拟化技术后,这样的管理理念发生了重大变化,企业的各职能部门由掌控服务器的多少转变成对响应时间和服务级别的全面掌控。对于这一种变革,有些部门并不想共享服务器资源,如果虚拟化不能在管理层面改变管理观念,使各部门充分认识到虚拟化技术在共享彼此资源的同时并不会损害各部门的利益,必然加大各部门间工作的协调难度。

由于虚拟化技术改变了网络架构,引发了新的安全问题。一些溢出漏洞让黑客从客户操作系统人侵主操作系统成为了可能,而同在一个宿主主机的系统也常处在同一个网络环境,更复杂的网络安全问题也就随之而来。例如在部署虚拟化技术之前,IT 技术人员可以在防火墙设备上建立多个隔离区,对各物理服务器采取不同的规则进行管理,即使服务器遭到攻击,危害也仅仅局限在一个隔离区内。而部署虚拟化技术后,所有虚拟机集中连接到同一台虚拟交换机与外部网络通讯,使得原来可以通过防火墙采取的防护措施失效,如果有一台虚拟机发生问题,安全问题就会通过网络扩散到其它的虚拟机。

虚拟化技术成功减少了需要管理的物理资源,但却增加了一层虚拟软件,这可能会带来虚拟机数量过多,导致虚拟服务器不受限制地蔓延,从而加大管理环境的复杂性。一旦应用出现故障,故障点定位将变得更加复杂,甚至在极端情况下,由于应用系统与硬件之间联系的链条过长,技术人员无法全面理解虚拟化的架构和架构中各实体之间的关系,架构的调优将成为一项艰难的任务。

虚拟化技术是全球软件产业中发展最快的领域之一,各大厂商纷纷推出虚拟化解决方案,然而每种产品都有各自的技术路线。目前的虚拟化产品和管理产品都是相对独立的,导致相互之间不能兼容,难于扩展升级,削弱了系统的灵活性。缺少跨服务器、网络、操作系统、存储的一体化虚拟化管理产品,各种虚拟化产品很难在同一环境下整合,不能和服务器进行一体化管理。如果用户要对数据中心开展全面的虚拟化,则会面临每个虚拟化领域都有一套虚拟化管理工具的尴尬,导致额外的管理开销,甚至导致用户被锁定在某种产品上,增加用户投资风险的同时也增加了用户的管理难度。

虚拟化市场将持续增长

虚拟化技术犹如一把“双刃剑”,在为用户带来全新技术改革的同时也带来了传统IT技术从未出现过的新风险。虚拟化产品厂商和IT管理者需要充分认识这些潜在的风险并采取相应的对策,从而消除风险或将风险最小化、达到虚拟化技术应用效益最大化的目标。

当前,虚拟化软件的发展方向更像是一个全面的操作系统。虚拟化技术的出现,是信息时代的重大变革,它为企业增强生产力,提高资产利用率,并有效地管理企业运营环境提供了很好的支撑,而不同的虚拟化技术能给用户提供不同方面的支持。

早在2009年,IDC咨询公司就表示虚拟服务器管理软件市场将有望在2013年实现超过21%的增长率,销售额达到23亿美元。眼下,各大IT厂商纷纷推出各种解决方案的虚拟化产品,包括VMware、Xensource、Parallesl、OPenVZ、QEMU等,这些虚拟机的大规模配置将极大的推动虚拟服务器管理软件的增长,特别是Windows,Unix和Linux平台环境。从整体上来看,这些新技术飞速发展,虚拟化技术的形势甚是乐观。

目前,国内数据中心的虚拟化技术应用水平不断提高,几乎所有新建和改造的大型数据中心都开始使用或研究虚拟化技术。采用虚拟化技术的用户也在从金融、电信等IT基础较好的行业发展到制造业、政府乃至中小企业,所运行的虚拟化技术也逐渐向企业核心应用发展。

同时,IDC发现虚拟化技术和高端x86服务器捆绑的趋势正在变得更为明显。很多服务器厂商将虚拟化软件预装在刀片服务器或4路以上的x86服务器中,提供给改造数据中心的用户。许多企业也都开始将虚拟资源管理流程与物理资源管理流程结合起来,或者将虚拟服务器管理实践与TTIL(IT基础架构库)管理标准结合起来。

未来的虚拟化应该是通过几种技术来实现,并由某一种主要的虚拟层结合起来的。而未来的虚拟化操作系统也应该是一个高度分布式、企业级的操作系统。技术的进步推动虚拟化朝着标准化的方向发展,制定统一的虚拟化标准平台,打破软、硬件设备间的壁垒,保障虚拟化平台安全地互连互通、兼容共享。

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