虚拟化技术应用的必要性

2014-10-21雷卫

计算机光盘软件与应用 2014年24期

关键词：虚拟化运维服务器

摘要：虚拟化是计算机应用的发展方向，也是“云”的基础。本文对虚拟化种类进行了分析，阐述了在计算机领域应用虚拟化技术的必要性。

关键词：计算机；虚拟化

中图分类号：TP393.09

虚拟化是当今最炙手可热的IT技术之一。尤其在全球金融危机之后，虚拟化技术吸引了越来越多的企业，他们希望由此来减少企业的IT成本，降低运维开销以及提高信息安全水平。毫不夸张地说，虚拟化技术是IT技术中为数不多的既叫好又叫座的角色。

1 定义

虚拟化这个概念很早就有。在1970年代，彼此独立的多个操作系统实例就同时在大型计算机上运行。随着软硬件技术的发展，在中低端服务器上使用虚拟化技术成为可能。

但，虚拟化技术并不仅仅应用于虚拟服务器，网络虚拟化、CPU虚拟化、存储虚拟化等技术也在广泛使用中。

虚拟化抽象的是计算机资源。不论是对应用程序还是最终用户，虚拟化隐藏了计算资源的物理特性，它可以将一个物理资源虚拟成多个逻辑资源，或将多个物理资源虚拟成一个逻辑资源。通俗的讲，用户看到的资源是并不是真实的硬件，而是虚拟的逻辑资源，它实现了真实环境中的部分或全部功能，而具体的硬件实现细节，用户是看不到的或者说不用看到。

2 虚拟化的种类

虚拟化的核心是虚拟机，它可以安装一个操作系统和多個应用。由于每个虚拟机都是完全隔离和独立的，因此一台计算机上可以有很多虚拟机同时运行。在其上运行的操作系统会觉得独占的这台机器，而不是和其它操作系统共用。

如果以宿主操作系统是否存在分类，虚拟机可分为原生和寄居两种架构。我们把直接运行在物理资源上的虚拟机，专门为虚拟化提供服务，其上可以运行多个操作系统的结构，称为原生架构。在已经安装好的操作系统上才能运行的虚拟机称为寄居架构。

以虚拟化的程度区分，可以分为完全、硬件辅助、操作系统级和寄居环境等几种。完全虚拟化的特点是客户端操作系统不需要做任何修改，就可以在此类虚拟机上运行。硬件辅助虚拟化的特点是必须靠系统的硬件来实现虚拟化。操作系统级虚拟化只能安装和宿主机同类的操作系统。寄居环境虚拟化最常见的就是Linux下的User-Mode。

3 虚拟化技术应用的必要性

虚拟化并不是简单的将服务器合并就完成任务了，也不是仅仅为了节省用电和购买设备的费用。虚拟化在IT运维过程中还会发挥更大的作用。

3.1 降低服务器采购运维成本，提高硬件的应用效率

由于网络环境的不断膨胀，服务器占用的空间、电耗、散热等费用持续提高，CPU、内存等资源利用率却很低，造成了硬件资源的极大浪费。

桌面应用和企业应用存在着根本的差别。企业环境要求安全、稳定、可靠和管理便捷，因此“服务隔离”是一个基本原则。如将网站服务和数据库服务安装在同一个操作系统下就不明智，原因是在多个服务之间会争抢资源，从而使所有服务都变慢，并且一个服务崩溃会导致操作系统死机。所以在一个操作系统上安装一个服务是最好的。

如图所示。采用虚拟化技术，将一台服务器虚拟成多台，可以实现1：15甚至更高的整合率。硬件利用率也可从5%-15%提高到80%以上，而对性能没有影响。每台虚拟机分配4-8G内存、2GHz单核至强CPU，对大多数软件来说是足够的。虚拟操作系统在不使用时，是不会占用资源和耗电的，只有启用以后才使用资源。同时，还可以减少空调制冷、UPS、网络设备的费用和机房所占用的空间等，还能大量减少碳排放量（服务器数量减少，整体电力消耗大幅降低），实现绿色、节能、环保。

3.2 确保业务连续性

由于发生系统停机或关键数据丢失、被盗，导致公司关门歇业（即便是暂时的）是很常见的。事实上，遭受灾难的49%的企业都再也没有重新开张。

虚拟化可确保所有应用都可以随时访问，从而创造高可用环境。如果某一节点或服务器发生故障，它的所有虚拟机都可在另一服务器上自动重启，不会发生停机或数据丢失。由于虚拟服务器的隔离性，应用和数据可以得到更大程度的保护。这种安全性具有自适应性，当虚拟机在主机之间迁移时，可以保护它们免受恶意软件和攻击的侵扰。

业务连续性的另一个方面是灾难恢复。除了缩短停机时间和提高安全性之外，虚拟化还为灾难恢复的规划和准备奠定了基础。在虚拟环境中，操作系统、应用软件和数据都是被封装成一系列的虚拟机文件存贮在物理机上。正是这种方式，我们可以将这些文件复制到备份区域，采用非常简单的方法就可以快速恢复整个应用系统，使通常情况下平均四十小时的恢复时间缩短为不到一小时。

3.3 简化IT管理

维护物理环境中的服务器是非常耗时的。每十个部门就有九个需要花费至少一半时间执行日常管理任务，如添加和管理新服务器工作负载、添加新员工或开发和启动新应用。虚拟化管理工具会提供智能自动化功能。这些工具可以主动检测和解决这些问题，而无需用户介入，员工无需在多台物理机上手动执行日常的维护和故障排除。

很多已实施虚拟化的公司表示，他们的IT工作效率有所提高，73%的公司发现他们花费在日常管理任务上的时间大幅缩短。

3.4 能够将IT资源再分配到更具战略意义的地方

借助虚拟化，以前必须手动完成的很多任务实现了自动化，为IT员工腾出时间从事更加重要的任务。在一项调查中，66%的IT经理表示，虚拟化能够改进运维，支持和管理效率得到提高。

3.5 提高业务响应能力

业务响应能力对任何规模的公司都是非常关键的。虚拟化创建了一个动态基础架构，帮助企业在高度竞争的环境中对变化做出更加快速的反应。如分布式资源调度可将资源动态分配给应用。如果业务需要，资源可以每季度甚至每天通过这种方式进行分配。无论对应用的需求如何，虚拟化还有助于保持它的高可用和高性能。

很明显，虚拟化正在迅速成为高效管理IT环境的标准方式。尽管削减成本仍将是虚拟化的主要动因，但具有竞争优势的公司抓住了这次机会，利用虚拟化来确保业务连续性、简化管理、重新分配IT资源以及提高业务响应能力。

参考文献：

[1]胡嘉玺.VMware vSphere运维实录[M].北京：清华大学出版社，2011.

[2]刘之光.虚拟化技术在中职学校数字化校园建设中的应用[J].信息通信，2013（03）

[3]夏建兵，廖大强，林苹.虚拟化技术在高校数据中心机房的应用[J].计算机光盘软件与应用，2014（06）.