如何享受虚拟化的部署之旅(二)

服务器虚拟化的优势和缺点

服务器虚拟化是我们为耳熟能详的虚拟化应用。当人们谈及“虚拟化”时，通常都是指服务器虚拟化。对于服务器虚拟化的概念我们在《如何享受虚拟化的部署之旅(一)—探寻虚拟化技术的前世今身》一文中就做了解释。通过服务器虚拟化，用户就能享受到虚拟化所带来的好处：实现服务器集群的整合，在提高资源利用率的同时，降低运行成本，减少项目管理费用等。目前，用来实现服务器虚拟化的产品主要有以下几种：

VMware Server/Workstation/Player/ESX Server
微软的Virtual PC/Virtual Server
Xen
Virtual Iron

在服务器虚拟化领域， VMware无疑是虚拟化应用的领航者，占据了整个市场的半壁江山。和其它虚拟化软件相比，它大的优势是不仅可以支持Windows平台、而且也可以支持Linux和Unix平台，而其它对手目前还做不到这一点。另外，在新功能的实际应用层面，VMware目前也处于领先的地位。因此，下面我们就以VMware Infrastructure 3(以下简称VI3)为例，来看看它为平台的虚拟化带来了什么。

VMware ESX Server软件包

需要说明的是，VI3不是一款服务器虚拟化软件，而是一系列服务器虚拟化软件的集合，由VMware ESX Server、VMFS(Virtual Machine File System)、DRS(Distributed Resourced Scheduler)、Virtual SMP、VMware HA(High Availibility)、VMware Vmotion、Consolidated Backup以及Virtual Center等软件组成。其中，VMware ESX Server是VI3的核心；Vmotion和Virtual Cente则是服务器虚拟化应用管理的主角，提供了动态移动虚拟机和自动监测资源可用性等功能，可以帮助用户佳地利用企业计算资源。

Vmotion实时迁移原理图

从技术上看，VMware ESX Server使用的是半虚拟化技术，服务器上不需要预装任何操作系统，用户可直接将VMware ESX Server安装在服务器上，在把服务器分割成数台虚拟机的同时，直接有效地分配系统资源。

VMware ESX Server将每个虚拟机及其相关硬件资源与其它虚拟机隔离，确保在某个虚拟机崩溃时不会影响其它虚拟机。虚拟机之间不会泄露数据，而且应用程序只能通过配置的网络连接进行通信。其中，VMotion实时迁移功能是VI3大的亮点，这也是很多企业用户选择VI3的重要原因。它可以将工作负载从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器，而不需要停机(此前，VMware只能通过P-V(Physical to Virtual，物理机向虚拟机迁移)功能在停机状态下进行应用负载的迁移)。当一台虚拟机发生故障时，管理员可以平滑地将这台虚拟机的资料在线迁移到另外一台虚拟机上。在这个过程中，服务器不需要停机，从而有效保证了服务器运作的连续性。

Virtual Center

那它是怎么做到的呢？首先，源虚拟机的整个状态由存储在共享存储器上的一组文件封装起来。虚拟机的活动内存及精确的执行状态则通过高速网络快速传输目标虚拟机，并立即从源ESX Server切换到在目标ESX Server。一旦整个内存和系统状态拷贝到目标ESX Server，Vmotion将中止源虚拟机的运行，将位图拷贝到目标ESX Server，并在目标ESX Server上恢复虚拟机的运行，整个过程在以GB/s的千兆网上需要不到两秒的时间。后，虚拟机使用的网络也被底层ESX Server虚拟化，确保即使在迁移后，虚拟机的网络身份和网络连接也能保留下来。一旦目标虚拟机被激活，Vmotion就会与网络路由器联系，以确保它知道虚拟MAC地址的新物理位置，以此实现平滑的过渡。不过需要注意的是，VMotion的实时迁移功不能在Intel和AMD处理器之间进行，之前甚至还不支持不同系列的处理器。而新版本的Vmotion则通过修改硬件底层CPUID掩码的方式实现对不同系列CPU的支持。

除了VMotion之外，VMware ESX Server还可以将服务器底层硬件资源分离出来供虚拟机使用，甚至还具有使用超量内存的功能。这意味着虚拟机的内存总量可以安全地超过服务器的实际物理内存，以此提高服务器内存的整体效率。

虚拟化的管理软件能够很好地管理控制虚拟机，从而降低了大型数据中心的管理复杂性，如VMware Center就是很好的例子。Virtual Center提供了直观的管理界面以及丰富的资料和数据来监控整个数据中心，为数据中心的虚拟机管理提供了强大的手段，成为新的虚拟化数据中心的必备工具。通过Virtual Center，VMware ESX Server虚拟化平台可以实现高效的资源监控，从而有效地降低运营成本。用户可以通过Virtual Center管理上百台服务器，使硬件维护时宕机几率为零。Virtual Center的大优势在于可以用单个控制台管理一个分布式虚拟结构，当然，这只在你确实有那么一大堆服务器的情况下它才能体现出价值。

服务器虚拟化带来的好处是显而易见的，不仅可以在单一服务器上支持不同的应用软件和操作系统，而且还能够动态地将资源分配到需要的地方，可以减少数据处理过程中所需的服务器数量。有了虚拟机，企业在每次部署新的操作系统时，就无需迁移现有的应用软件，从而能延长那些虽然已经过时，但仍非常重要的应用软件的使用周期。这样，那些基于Windows NT的应用程序就可以再次焕发生机。

但是，虚拟化也是一柄双刃剑。对企业来说，它也意味着要将所有的“鸡蛋”放在一个篮子里，增加了风险。虚拟化服务器系统常见的问题就是某一台虚拟机突然崩溃。过去用户可以在他们的多台物理服务器上运行20项工作负载，当其中一台服务器宕机时，虽然情况很糟糕，但不至于波及整个服务器，20项工作负载可以连续运行。但是在虚拟化环境里，如果20项工作负载都在一台服务器上运行，那么一旦该物理服务器宕机，就意味着所有的工作负载都会陷入瘫痪，对企业来说就是灾难。当然，通过合理的部署，这样的危险也可以降到低。但是，服务器虚拟化所带来的整合和成本优势却是企业级用户所不能抗拒的。