1 引言
虛擬化(virtualization)是指計(jì)算系統(tǒng)在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，是采用軟硬件分區(qū)、聚合、部分或完全模擬、分時(shí)復(fù)用等方法來(lái)管理計(jì)算資源、構(gòu)造一個(gè)或多個(gè)計(jì)算環(huán)境的技術(shù)。虛擬化技術(shù)既能夠屏蔽底層復(fù)雜多樣的物理環(huán)境，又能夠?yàn)橛脩籼峁┛膳渲玫氖褂铆h(huán)境，是一個(gè)為了簡(jiǎn)化管理，優(yōu)化資源分配使用的解決方案。從而成為工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，特別是在2006年，由google提出以網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)、分布式計(jì)算(Distributed Computing)、并行計(jì)算(Parallel Computing)、效用計(jì)算(Utility Computing)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)(Network Storage Technologies)、虛擬化(Virtualization)、負(fù)載均衡(LOAd Balance)等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的云計(jì)算概念，迅速以其安全、便利、 數(shù)據(jù)共享等特點(diǎn)立即受到了業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。虛擬化作為其基礎(chǔ)技術(shù)也得到快速的發(fā)展，在虛擬化技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品不斷豐富，為我們實(shí)施虛擬化提供了前提條件。但我們也必須承認(rèn)，虛擬化技術(shù)體系架構(gòu)區(qū)別于傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的體系架構(gòu)，它具有物理服務(wù)器資源高度整合，資源共享，系統(tǒng)靈活等諸多方面的好處，同時(shí)也給我們的系統(tǒng)建設(shè)，安全防護(hù)以及運(yùn)維管理帶來(lái)了挑戰(zhàn)，本文主要探討如何利用虛擬化技術(shù)搭建數(shù)據(jù)中心的思路，使企業(yè)能更好的享受虛擬化技術(shù)所帶來(lái)的便利性，減少新技術(shù)可能帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
2 利用虛擬化技術(shù)搭建數(shù)據(jù)中心的總體思路
業(yè)界針對(duì)IT基礎(chǔ)架構(gòu)整合優(yōu)化的最佳實(shí)踐包括幾個(gè)部分:整合、虛擬化、自動(dòng)部署，通過(guò)系統(tǒng)虛擬化，消除資源物理邊界，提升資源利用率。
2.1 系統(tǒng)整合
在進(jìn)行數(shù)據(jù)中心建設(shè)的實(shí)施過(guò)程中，遵循“物理集中、系統(tǒng)整合、優(yōu)化管理”的實(shí)施路線。在系統(tǒng)整合階段，主要考慮服務(wù)器整合、存儲(chǔ)整合、整合效率評(píng)估評(píng)估等幾個(gè)方面的工作，通過(guò)整合使得系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)集中化，并進(jìn)一步實(shí)施統(tǒng)一集中的系統(tǒng)運(yùn)維管理平臺(tái)，系統(tǒng)集中監(jiān)控平臺(tái)等有效的降低基礎(chǔ)架構(gòu)的復(fù)雜度，并通過(guò)統(tǒng)一的管理平臺(tái)等手段，降低對(duì)數(shù)據(jù)中心維護(hù)人力資源的需求，提升業(yè)務(wù)彈性，降低運(yùn)行成本。
對(duì)于現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心的整合，則考慮的問(wèn)題更多是信息系統(tǒng)集中方案，系統(tǒng)遷移方面的問(wèn)題，同時(shí)，要考慮建設(shè)所需要的各類物理設(shè)備，包括主機(jī)，擴(kuò)展柜，存儲(chǔ)，光纖交換機(jī)以及KVM等設(shè)備的用電量需求，將其合理的分布到不同的機(jī)柜中，還需要充分考慮對(duì)于業(yè)務(wù)影響最小，系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)遷移的最佳方案，以確保業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。
2.2 虛擬化關(guān)鍵技術(shù)的選擇
針對(duì)X86平臺(tái)和UNIX操作系統(tǒng)平臺(tái)，不同的IT廠商提供了相應(yīng)的解決方案，UNIX主機(jī)廠商包括IBM，ORACLE SUN和HP 等，都針對(duì)各自的UNIX平臺(tái)主機(jī)提出了相應(yīng)的解決方案，以IBM 的虛擬化技術(shù)PowerVM為出發(fā)點(diǎn)，分析在UNIX平臺(tái)下主機(jī)虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)如下:
(1)動(dòng)態(tài)邏輯分區(qū)技術(shù):將一個(gè)物理服務(wù)器劃分成多個(gè)邏輯分區(qū)，每個(gè)邏輯分區(qū)之間是相互隔離的，并且每個(gè)分區(qū)運(yùn)行獨(dú)立的操作系統(tǒng)，一臺(tái)物理服務(wù)器上支持多種操作系統(tǒng)。
(2)微分區(qū)技術(shù):是對(duì)動(dòng)態(tài)邏輯分區(qū)技術(shù)的增強(qiáng)，支持將一個(gè)物理的CPU分成多份，如將一顆物理CPU劃分為10份。
(3)虛擬I/O服務(wù)器(即VIOS):通過(guò)統(tǒng)一管理物理的共享磁盤適配器、共享網(wǎng)絡(luò)適配器等，給VIOS下聯(lián)的Client分區(qū)提供共享的以太網(wǎng)絡(luò)供分區(qū)與外部的通訊，同時(shí)，多個(gè)分區(qū)可以使用相同和不同的物理硬盤，更少的用各類適配器和線纜，減少物理開銷并節(jié)省配置時(shí)間。
(4)動(dòng)態(tài)分區(qū)遷移技術(shù):針對(duì)所有I/O都通過(guò)VIOS分配的分區(qū)，可以將整個(gè)邏輯分區(qū)在運(yùn)行時(shí)從一個(gè)系統(tǒng)遷移至另一個(gè)系統(tǒng)，遷移包括了操作系統(tǒng)在內(nèi)的整個(gè)分區(qū)。
(5)虛擬機(jī)管理平臺(tái):該平臺(tái)對(duì)虛擬機(jī)的基本操作，系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控同時(shí) 可以對(duì)映像進(jìn)行生命周期的管理。
目前基于X86平臺(tái)虛擬化解決方案主要來(lái)自微軟和VMware兩家軟件廠商。以VMware的虛擬化解決方案為例，分析基于X86平臺(tái)的虛擬化解決方案，主要有以下幾方面:
(1)物理服務(wù)器資源的虛擬化:這是配置在物理服務(wù)其上運(yùn)行的虛擬化層，它將處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)和資源虛擬化為多個(gè)虛擬機(jī)。
(2)虛擬化管理:可以集中配置，管理多個(gè)虛擬化節(jié)點(diǎn)，提供基本的數(shù)據(jù)中心服務(wù)，比如訪問(wèn)控制，性能監(jiān)控以及報(bào)警等功能。
(3)虛擬機(jī)遷移技術(shù):可以將在線運(yùn)行的虛擬機(jī)從以太無(wú)力服務(wù)器遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器，在遷移的同時(shí)保持零停機(jī)時(shí)間，連續(xù)的服務(wù)可用性以及事物處理的完整性。
綜上所述，無(wú)論是在UNIX平臺(tái)還是在X86平臺(tái)的虛擬化方面，目前有相對(duì)成熟的解決方案，能滿足不同的虛擬需求，但同時(shí)要考慮的是，在打破物理邊界后，系統(tǒng)共享使用，系統(tǒng)之間的資源爭(zhēng)用問(wèn)題需要仔細(xì)考慮�？梢詮囊韵聨讉�(gè)方面考慮對(duì)于虛擬化技術(shù)的選型:
(1)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)平臺(tái)需求，不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)的需求直接影響到虛擬化技術(shù)的選型。
(2)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的重要程度選擇虛擬化技術(shù):企業(yè)有支持業(yè)務(wù)運(yùn)行，辦公管理，運(yùn)維支持等多方面的信息系統(tǒng)，比如，事先根據(jù)系統(tǒng)的重要性劃分等級(jí)，系統(tǒng)的重要性包括系統(tǒng)業(yè)務(wù)對(duì)于企業(yè)的影響級(jí)別，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，系統(tǒng)業(yè)務(wù)連續(xù)性要求，以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)重要程度等多個(gè)方面定義系統(tǒng)的級(jí)別;再根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，IT運(yùn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，行業(yè)內(nèi)最佳實(shí)踐等方面，適當(dāng)選擇相應(yīng)的虛擬化技術(shù)，比如，重要性最高的系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)的敏感性，系統(tǒng)邊界要起非常清晰的系統(tǒng)，可以考慮獨(dú)占整個(gè)物理設(shè)備，重要級(jí)別低的可以適當(dāng)?shù)倪x用資源獨(dú)享的分區(qū)或者共享資源的分區(qū)等等。同時(shí)適當(dāng)?shù)倪x擇相應(yīng)的系統(tǒng)保護(hù)反感，如虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)，HA技術(shù)等等。
(3)根據(jù)企業(yè)的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)對(duì)新技術(shù)進(jìn)行嘗試性使用。從安全的角度出發(fā)，在使用虛擬化等新技術(shù)時(shí)，可以考慮在系統(tǒng)安全級(jí)別較低的系統(tǒng)或者測(cè)試中心，災(zāi)備環(huán)境上實(shí)施，并通過(guò)實(shí)施進(jìn)一步制定相應(yīng)的規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而逐步將虛擬化技術(shù)推廣到其他信息系統(tǒng)。
2.3 利用虛擬化技術(shù)建設(shè)數(shù)據(jù)中心方案設(shè)計(jì)
在選定了相應(yīng)的虛擬化技術(shù)后，需要根據(jù)實(shí)際需求對(duì)數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，包括:
(1)針對(duì)不同平臺(tái)主機(jī)資源的劃分。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)于主機(jī)資源的需求，合理劃分，針對(duì)一級(jí)(重要)信息系統(tǒng)，對(duì)資源的使用采用獨(dú)占式的，以確保系統(tǒng)正常運(yùn)行的資源需求，避免出現(xiàn)資源爭(zhēng)用以及資源爭(zhēng)用可能帶來(lái)的業(yè)務(wù)連續(xù)性的問(wèn)題。同時(shí)針對(duì)此類信息系統(tǒng)還可以采用HA等技術(shù)與虛擬化技術(shù)同時(shí)使用，以確保系統(tǒng)的可用性。可以將重要信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng)部署在同一物理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源靈活調(diào)度。
(2)SAN實(shí)施方案規(guī)劃。 主機(jī)資源需要通過(guò)SAN交換機(jī)連接到存儲(chǔ)，通過(guò)對(duì)SAN交換機(jī)端口合理的劃分，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線路的冗余，提高可用性。
(3)確定數(shù)據(jù)中心的物理拓?fù)鋱D，邏輯拓?fù)�，機(jī)柜資源的分配方案，電源分配方案以及單臺(tái)主機(jī)適配器資源的劃分效果圖等等，確保實(shí)施方案的完整性。
(4)確定虛擬化資源的監(jiān)控管理方案。
(5)確定實(shí)施步驟，測(cè)試方案，系統(tǒng)遷移方案。
3 后記
虛擬化技術(shù)能給我們數(shù)據(jù)中心的建設(shè)帶來(lái)相應(yīng)的好處，如通過(guò)資源的共享提高系統(tǒng)靈活度，降低數(shù)據(jù)中心建設(shè)和采購(gòu)以及系統(tǒng)運(yùn)維成本，同時(shí)可用簡(jiǎn)化管理。但是在實(shí)施前關(guān)于技術(shù)方案的選擇，系統(tǒng)的規(guī)劃等等多方面也奠定了數(shù)據(jù)中心實(shí)施是否成功的基礎(chǔ)。因此，在建設(shè)初期對(duì)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃，確定實(shí)施路線圖，有助于企業(yè)在虛擬化實(shí)施方面取得成功。
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