什么是虚拟化?虚拟化首先是指将逻辑与物理相分离。简言之,虚拟化可使用称为虚拟机管理程序的软件层,让一台物理服务器充当若干不同的逻辑机器。尽管虚拟化在大型计算机中的应用可追溯到20世纪60年代,但其相对于英特尔体系结构服务器而言却是新生事物。随着虚拟化的优势日趋显著,该技术在各种规模的企业中都迅速获得了广泛应用。

因为对服务器采用虚拟化能够使一台机器在逻辑层面上看起来是许多机器,所以虚拟化是使数据中心中的每台服务器更高效的理想方法。企业可以在既有服务器上运行的虚拟机中部署新应用程序,这意味着不必购买新服务器就能运行该应用程序。因为原先只有15%至20%的处理能力能得到利用的物理服务器,现在在虚拟化环境中可发挥两、三倍的处理能力。

虚拟化所能节省的不仅仅是新服务器的费用,还可以减少容纳所有这些服务器所需的占用空间,并降低这些服务器的电力、散热和冷却消耗。许多企业都能够通过虚拟化来更高效地利用现有的设施,从而避免构建新数据中心。因此,在有关节能“环保”技术的任何讨论中,虚拟化通常都是焦点。

在系统管理方面,虚拟化可实现更多优势。管理员可以使用功能强大的工具来轻松创建新虚拟服务器,并在这些服务器上部署新应用程序,其速度远比在物理服务器上进行部署要快得多。启动后,虚拟机及其应用程序可从一台物理服务器移动至另一台物理服务器。这样可以实现更高水平的正常运行时间,因为即使在日常的服务器维护过程中,应用程序仍能够继续运行。相同的原理也适用于灾难恢复:在发生紧急事件时,虚拟机可以从主数据中心转换到备份位置,从而避免任何服务中断。

那是不是可以对每种应用程序都采用虚拟化呢?实际上,几乎所有类型的应用程序都可以轻松在虚拟机上运行。多亏了技术的进步,适合采用虚拟化的应用程序类型数量正在稳步攀升。同时,独立软件供应商正在认证越来越多的应用程序,以便在虚拟化环境中运行它们。

在虚拟机上运行的首批应用程序是数据库、ERP系统、消息传送工具、协作软件和Web服务器。Windows NT 4和Novell NetWare等传统操作系统在虚拟机中通常运行良好。不太适合采用虚拟化的是实时应用程序(例如那些用于视频会议或在线游戏的应用程序)或者需要专门硬件的应用程序(例如传真服务器)。通常,如果应用程序无法行,这是因为可以修正的配置问题,而非因为核心不兼容。

那么,第一步是什么?首先,企业应盘点所拥有的应用程序及其运行所在的服务器。这可能会导致出现一些令人吃惊的事情——发现应用程序和服务器完全没有利用的事例屡见不鲜。然后,制定计划,来部署虚拟服务器并为其分配应用程序。开始在虚拟机上测试一台或两台应用程序也很有必要。

不管IT计划是什么,可能都必须在执行虚拟化项目之前获得预算审批,这通常意味着将业务案例交给高级管理人员。采用虚拟化的优势之一是,尽管需要一些新虚拟化软件,但与在不采用虚拟化的情况下而必须购买任何新服务器所需的成本相比,该成本只是九牛一毛。如果还可以避免数据中心扩展,将虚拟化提上日程应该会更加容易。

任何虚拟化讨论都可能包括公共云计算解决方案的可行性。请记住,虽然托管应用程序和外包服务器处理能力的云服务可以降低成本,但企业的应用程序和数据将需要存储在异地。另一方面,虚拟化不仅可以降低成本,而且可以让IT部门全面掌控数据和存储。

中小企业资金少、IT基础设施薄弱,在这种情况下,更有理由使用虚拟化技术以减少开支,提高效率。随着虚拟化技术浪潮席卷大企业的一个又一个数据中心,小企业似乎处于孤立无援的境地。由于企业级服务器虚拟化产品的许可证成本不菲,谁能指责只有寥寥数台服务器的小企业取消部署虚拟化的念头呢?

除了高端虚拟化工具外,还有许多低成本,甚至免费的解决方案完全适合小企业的需求。一些虚拟化工具并不具有大规模环境所需要的高可用性、负载平衡或虚拟服务器迁移等功能,比如VMware Server、VMware ESXi、微软Hyper-V、思杰XenServer以及开源Xen。即便没有那些高级功能,这些工具还是对IT预算紧张的小企业大有帮助。

只要单单把服务器迁移至虚拟机上,就很容易把虚拟机拷贝、移动及整合到共享硬件上。因为所有虚拟化解决方案都支持快照,所以要是出现非预期的变化,比如被恶意软件感染,或更新程序出了问题,就很容易把虚拟服务器复原至以前的版本。万一硬件出现故障,用户就能在备用硬件上迅速启动虚拟服务器。换句话说,与大企业相比,虚拟化为小企业提供了同样的几种功能,只是缺少了自动化这个优点。

为了具体表明免费的虚拟化工具对小企业有何影响,我们不妨以典型的小企业网络为例。网络中可能有6台服务器,包括:运行DNS和DHCP服务的几个域控制器,另外可能有一台微软Exchange服务器、一台Web服务器、一台数据库服务器和一台文件服务器。这些系统可能运行在各种组合的硬件上,业务是使用最新、速度最快的服务器,而域控制器和文件服务器在旧设备上也能凑合着运行。对一个只有50个人的办公室而言,这种基础架构很普通。

如果关注一下这些服务器的利用率,十之八九,这些服务器没有一台的利用率在15%以上。也就是说,它们几乎没有充分利用自身配备的CPU和内存资源。显然,用户拥有的硬件数量远远超过了实际所需要的数量。

资源利用率还不是惟一的问题。比方说,域控制器可能在拥有4GB内存的双CPU服务器上运行,实际上即使一半的内存容量也显得过多。同样,如果Web服务器只是用来服务于几个基于Web的应用程序以及几个内联网页面,那么这就是在浪费性能出众的双核处理器。

像这样的基础架构很适合部署虚拟化。在这种基础架构中,大量硬件资源被购置,但没有得到充分利用。实现虚拟化目标的第一步就是评估选择方案。对这个网络而言,可能只有四个方案可供选择:微软的Hyper-V、VMware Server、VMware ESXi和Xen。

对企业实际的网络环境而言,第一步就是确定应当对哪些服务器进行虚拟化。明显适合虚拟化的对象可能是Web服务器和其中一个域控制器。明智的做法是,要求每个活动目录域控制器在不同硬件上运行,以免出现单一故障点。只要主机硬件能提供足够的磁盘空间来容纳所要服务的文件,文件服务器也可以被虚拟化掉。

当然可以改变现有服务器硬件的环境以使之可当做虚拟化主机,但是通常比较妥当的做法是购买一台新的服务器,专门充当虚拟化主机。这台服务器应当至少有一个四核CPU(或两个双核CPU),以及在预算允许范围内、容量尽可能大的内存。如果文件服务器需要虚拟化处理,那么磁盘必须要有相应的容量。说到这里,用户要确保服务器有RAID控制器,并且确保服务器里面有足够数量的磁盘,以便配置成RAID5阵列时能提供必要的存储空间。

下一步是安装虚拟化软件。如果用户选择的是VMware ESXi,那么这个免费下载的软件可以刻录到光盘上。只要启动光盘、按照安装程序的提示逐步操作,就能完成安装。可以通过Web界面或软件包自带的VMware基础架构客户端(VMware Infrastructure Client)来管理VMware ESXi。思杰的XenServer安装过程实际上与VMware ESXi一样,也通过内置的客户端软件来加以管理。

虚拟化软件层安装完毕后,只要构建虚拟服务器、迁移服务,就能从物理环境迁移至虚拟环境。

虽然VMware、微软、思杰及其他厂商都提供物理至虚拟(P2V)迁移工具,但从头开始重建虚拟服务器常常比从物理主机迁移出去来得明智;对应当始终全新构建的域控制器以及运行了几年的任何服务器来说更是如此,花点时间安装新系统可以减少以后的麻烦。

在我们这个例子中,开始时有六台物理服务器:对一个域控制器、一台Web服务器、一台文件服务器、甚至可能数据库服务器(取决于负载大小)进行虚拟化后,我们把四台服务器减少至一台,剩下微软Exchange服务器仍在自己的物理服务器上运行。倒不是Exchange服务器无法成功实现虚拟化,而是Exchange上的负载常常太大了,安装的低端虚拟化工具处理不了。

因而,我们把物理服务器的总数减少了一半,同时又能提供网络所需的服务。另外,由于充分利用了虚拟化解决方案的快照功能,用户可以在打上服务包或应用更新程序之前,拍下虚拟机的快照,从而节省时间和精力。要是更新程序出了问题,就可以利用快照让服务器迅速恢复至以前的版本,马上恢复正常运行。

借助如今市面上的众多低成本、高性能的服务器和免费的虚拟化解决方案,实在没有理由不为中小企业的工具箱增添虚拟化技术这个工具。实际上,许多企业会发现,使用免费的虚拟化框架,自己只要两台服务器就能运行整套基础架构。与任何IT项目一样,虚拟化架构同样需要时间来调整,以满足企业的特定要求,不过效益非常明显——特别是考虑到准入成本很低。

今年3月底,IBM大中华区云计算研究中心发布了一项2011年中小企业面临的业务挑战和技术偏好的相关报告。首个“微软中小企业调查报告”将虚拟化与物联网、IT整合、业务智能化、SaaS(软件即服务)以及远程工作人员的支持确定为2011年中小企业优先考虑投资的技术。

该调查取自于5个国家的600多个IBM小型企业专家的调查。IBM发现,对中小企业技术投资影响比较大的是收入下降、与大企业的竞争以及常见的经济困难。因此,许多中小企业对能够直接让它们收益的IT投资比较看重,比如降低项目支出,提供员工生产力,或者吸引和保持原有客户。

调查发现,被调查的50%的小型企业专家将虚拟化或与中小型服务器的IT整合看作是极有可能降低运营成本的技术。IBM表示,今年使用SaaS的中小企业的数量将会增加20%,从2011年开始的66%增长到年末的86%。

另一份来自德国知名科学研究机构Fraunhofer的调查报告显示,在接受调查的中小企业当中,大约36%的x86服务器操作系统实例采用了虚拟化,而大企业采用虚拟化的操作系统实例只有31%。

这份新的调查报告大概统计了2600家美国及欧洲企业中的技术决策者的意见,其议题主要是关于大中小企业对新兴硬件趋势的看法。

据调查声称,31%的企业在实施应用程序虚拟化,另有17%计划这么做;15%表示,自己对这项技术没有兴趣。相比之下,18%的企业在实施瘦客户机硬件,15%计划这么做;而24%表示对这项技术没有兴趣。

在接受调查的企业当中,规模较小的企业,27%在实施应用程序虚拟化,18%计划这么做,而18%表示自己对这项技术没有兴趣。相比之下,只有18%的中小企业在实施瘦客户机硬件,15%计划这么做,27%表示自己对这项技术没有兴趣。

而在未来两年内,54%的大企业受访者表示将应用虚拟化操作系统,61%的中小企业受访者也期待使用虚拟化操作系统。

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