浅谈VMware虚拟化及其应用的便利性

摘 要：随着“互联网+”时代到来，传统的服务器模式已不能适应时代的发展，知名的阿里云、腾讯云等均广泛采用了虚拟化技术，通过整合数据中心，提供虚拟服务器给用户。本文简要介绍VMware虚拟化技术并通过其部分优点来阐述它在实际应用中的便利性。

关键词：虚拟化;VMware;服务器

当今社会已经发展到了信息化时代，更是数据爆炸的年代，服务器做为信息化中的关键一环已是必不可少，虽然现在比之前价格有所降低，但是每个单位信息化平台部署越来越多，服务器数量成倍增长，购买服务器仍是一笔不小的开支，而且随着服务器数量的增加，运维难度也逐步加大，此外各个服务应用对服务器性能要求参差不齐，存在大量的服务器资源浪费现象。这个时候服务器虚拟化技术有了广泛的应用空间，2018年中国服务器虚拟化市场规模为31.3亿元，同比增速达到19.8%，近五年来该市场均保持着接近20%的行业增速。按照销售额计算，2019年中国服务器虚拟化市场规模将达到37.4亿元。到2023年，市场规模将达到74.8亿元。其中VMware占到2018年中国服务器虚拟化市场份额的40.9%，位居第一[1]。

1 VMware虚拟化技术简述

虚拟化是为一些组件（例如虚拟应用、服务器、存储和网络）创建基于软件的（或虚拟）表现形式的过程。它是降低所有规模企业的IT开销，同时提高其效率和敏捷性的最有效方式[2]。虚拟化技术的核心就是可以同时运行多个操作系统，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或虚拟的主机上。就本文简单来讲虚拟化技术可以把产能过剩的物理服务器虚拟出多台主机环境，充分提高了服务器的利用率。从上个世纪60年代IBM提出虚拟化概念，到1998年VMware公司成立，通过不断的技术积累与创新，利用VMware ESXi裸金属架构，直接安装在硬件层面上，实现了对硬件资源的抽象，脱离了操作系统限制，管理所有硬件资源，占用资源少，系统稳定性高，在其上的任何一个虚拟机出现故障都不会影响其他的虚拟机的正常工作。虚拟化技术通过分区、隔离、封装、相对于硬件独立等四大特性实现了资源的最大化。

2 VMware虚拟化应用的便利性

2.1 构建模板快速部署虚拟服务器

在实际工作中经常会遇到这样的场景：1）采购服务器往往需要几天甚至上周的时间;2）现有服务器为了测试需要一个纯净的操作系统环境;3）部署一台新服务器需要进行大量重复繁杂耗时的基础配置、安装系统补丁及必备软件等工作。而VMware则可以通过事先建好的操作系统模板快速部署到应用虚拟服务器当中，部署后可以直接使用。当部署时虚拟硬盘模式选择“Thin Provision”（自动精简配置，又叫“超额申请”），占用的物理存储空间将不是设置的虚拟硬盘大小，而是实际占使用的大小，从而降低了宝贵存储空间的空闲率，使资源得到更为充分的利用。此外，交付使用时间可以从天变为分钟，极大地提高了工作效率。

2.2 硬件配置扩展支持热添加

系统在上线前对服务器CPU、内存、硬盘等所做规划与业务上线后实际需要的配置往往存在差异，在生产环境中如果再增减配置只能停机处理，但VMware虚拟化技术则可以使这个问题迎刃而解。它可以在线修改CPU虚拟插槽数（注意：插槽的内核数只能在关闭虚拟服务器的情况下修改），内存可以实时增大或减少，硬盘空间不足时，可以随时修改硬盘空间大小，然后进入服务器后通过磁盘管理，可以发现新扩充的硬盘大小，选择合并空间或者新增盘符即可。

2.3 虚机迁移

现实中如有需求将正在运行的一台物理服务器进行关机维护，VMware Vmotion可以通過内存复制技术，将源ESXi1服务器中虚拟机当前内存数据复制到目的ESXi2服务器内存中，在复制过程中发生的内存数据块的变动，通过内存位图（Memory Bitmap）记录下来，当完成复制动作，ESXi1会停止虚机服务，ESXi2会根据内存位图中的地址变动将对应地址中的内存数据的变动拷贝过去，并在ESXi2上恢复虚拟机的运行，整个过程在千兆网络下可以不超过2秒，实现正在运行的虚拟机在不关机、网络连接不丢失、不影响在线业务的情况下实时迁移到其他物理服务器或者存储中，前台用户几乎没有感知，保证了业务的连续性。

2.4 快照功能

很多服务器管理人员深知操作系统补丁的重要性，但是每次安装前却往往思虑再三，因为安装补丁后，有时会导致与应用程序不兼容，操作系统崩溃等风险，这时可以利用VMware的快照功能，它可以在某一时间点建立虚拟机磁盘文件的复本，该复本变为只读状态，不再写入任何数据，后续的操作系统会创建第二个虚拟机磁盘文件，这个文件存储着进行快照后虚拟机所有写入的东西，这样可以在快照后，安装系统补丁，当如果发现有问题可以及时回滚到快照的时间点，一切顺利则可以删除快照，把两个虚拟机磁盘文件重新合成一个。

2.5 高可用性HA（High Availability）

服务器首先要求的就是稳定性，这是一切应用运行的基础与前提条件。VMware HA通过集群中所有活动的ESXi主机选举选出一台首选主机（Master），它能够通过持续监控ESXi集群资源池中所有物理服务器，将出现故障的ESXi主机上的虚拟机在其他ESXi主机上启动起来。集群中的ESXi主机通过心跳信号确定相互之间的连通性，当一台ESXi主机检测不到其他ESXi主机的心跳信号了，如果自身的问题则系统会解除该主机上虚拟机磁盘文件的独占方式，以便让其他ESXi主机接管;如果是其他ESXi主机的问题，则尝试接管上面的虚拟机。如果首选主机故障，从属主机（Slave）将自动再次参与选举选出新的首选主机。VMware HA在配置合理的情况下可以在无需人工手动干预的情况下自动处理有故障的虚拟机或重启虚拟机，还可以配合分布式资源调度程序（DRS），优化资源分配，确保了ESXi主机间的负载均衡，增强了灵活性。

3 总结

通过使用VMware虚拟化技术打破了物理间的壁垒，减少了基础架构成本，提高了运维效率，给单位节省了大量资金成本，虚拟化技术未来必将具有越来越广阔的应用前景。

参考文献

[1]计世资讯.行业云不断落地持续驱动中国服务器虚拟化市场发展[EB/OL].（2019-06）.

http：//www.ccwresearch.com.cn/view_point_detail.htm？id=786448

[2]VMware.虚拟化[EB/OL].https：//www.vmware.com/cn/solutions/virtualization.html

作者简介

王晓霞，中国海洋大学信息科学与工程学院。