虛擬化的數據中心IT資源整合論文范文

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一、虛擬化在資源整合中的應用

虛擬化的發展對提高數據中心的資源利用率起到了巨大的推進作用。本文將分別從存儲虛擬化、服務器虛擬化、軟件虛擬化、桌面虛擬化4個方面來探討虛擬化技術在資源整合中的應用。

（一）存儲虛擬化技術的應用存儲的虛擬化是較早應用于數據中心的虛擬技術。存儲虛擬化（StorageVirtualization）最通俗的理解就是對存儲硬件資源進行抽象化表現，如較常用的磁盤陣列技術（RAID，RedundantArrayofInexpensiveDisks），該技術通過將多塊物理磁盤組合成磁盤陣列，構成高性能的容錯存儲空間；網絡附加存儲技術（NAS，NetworkAttachedStorage）實現了對不同主機及應用系統的磁盤共享；存儲區域網（SAN，StorageAreaNetwork）則通過SCSI協議實現了計算機技術與存儲系統之間高效的數據傳輸。這些技術的應用使得集中存儲技術得以快速發展，同時為雙機熱備技術（如IBM公司的HA技術，HP公司的MC技術等）提供了可能。大容量高性能存儲設備可同時對不同的應用系統提供存儲服務，并根據各系統的存儲利用率進行存儲空間的調節，使存儲空間得以充分利用，達到資源整合的目的。

（二）服務器虛擬化技術的應用服務器虛擬化技術是最被廣泛接受和認知的一種虛擬化技術，該技術使一臺物理計算機上可以同時安裝和運行多個虛擬的操作系統，每一個操作系統均可作為獨立的服務器對外提供服務，而這些服務器則稱為虛擬機（VM，VirtualMachine）。服務器虛擬化技術的應用推動了數據中心的資源整合，根據服務器資源的不同可區分為PC服務器虛擬化技術、小型機虛擬化技術等。1．PC服務器資源的整合數據中心通常托管了大量的PC服務器，出于安全和性能的考慮，這些服務器基本只運行一個服務，資源利用率普遍較低；而PC服務器虛擬化技術的應用則可實現對數據中心內PC服務器的統一管理，進行資源的再分配，提高系統的硬件資源利用率。目前廣泛使用的虛擬化產品有Citrix公司的Xen，Microsoft公司的Hyper-V，VMware公司的VMwareESXServer等，數據中心可根據應用的特點進行選擇。典型的虛擬化資源利用模式如圖3所示。通過與存儲虛擬化技術相結合，PC服務器的資源整合得以現實。通過資源的再分配，該服務器集群可以虛擬出多臺虛擬機用于不同架構與應用的多個系統，硬件資源可以根據應用的負載進行再分配，充分發揮每一臺PC服務器的性能，從而解決單一的資源利用模式所造成的資源浪費與分配不均。同時，由于每一臺虛擬機均可獨立對外提供服務，多應用加載技術所涉及的問題也得以解決。此外，通過虛擬化技術對PC服務器進行統一管理還具有加速應用部署、快速系統遷移、優化備份策略等優點。2．小型機資源的整合數據中心除PC服務器外，通常具有大量小型機、中型機甚至大型機。這些服務器比PC服務器具有更高的性能和穩定性，應用系統的中心服務器往往由其構成，由于系統部署上線時對硬件資源的消耗估算不準，往往會造成資源的浪費。虛擬化技術的應用便可充分利用服務器的硬件資源，形成資源的整合，例如IBM公司的PowerVM，HP公司的VSE（VirtualServerEnvironment）。PowerVM是在基于IBMPower處理器硬件平臺上的虛擬化技術家族，它分為快捷版、標準版和企業版，是IBM公司虛擬化技術的統一品牌，包含PowerHypervisor虛擬化監視器，共享專用容量（SharedDedicatedCapacity），PowerVMLx86，虛擬I/O服務器（VirtualI/OServer），整合虛擬化管理器（IVM，IntegratedVirtualizationManager），共享、多共享處理器池（MultipleShared-ProcessorPool），動態邏輯分區（DLPAR，DynamicLogicPartition），以及實時分區遷移（LPM，LivePartitionMobility）和實時應用遷移（LAM，LiveApplicationMobility）等功能或技術。HP公司的VSE則包括硬件分區、虛擬分區、安全資源分區、IntegrityVM等技術，這些技術可根據用戶的要求組合使用，以增強系統的隔離和靈活性。以上虛擬化技術的應用，可使小型機的資源利用更為合理高效，其資源利用模式與PC服務器資源利用模式相似，除可單獨利用虛擬化后的小型機構建系統外，PC服務器與小型機兩種虛擬化技術可以結合使用，進一步完善數據中心的硬件結構和各系統的部署架構。例如利用PC服務器的虛擬化技術構建Web集群，而利用小型機虛擬化技術構建中間件集群及數據庫。數據中心的系統結構如圖4所示。服務器虛擬化技術的利用將大大促進數據中心的資源整合，對于控制數據中心運營成本、提升資源利用率、減少資源浪費、降低能源消耗起到積極作用。

（三）軟件虛擬化技術的應用服務器虛擬化技術實現了硬件資源的整合，而軟件虛擬化技術則從應用層次對虛擬化技術加以利用。IBM公司推出的WVE（WebSphereVirtualEnterprise）便是一款中間件的虛擬化產品，它能夠降低創建、管理和運行企業應用程序及SOA環境所需的運營和能源成本，提高應用系統的靈活性和敏捷性，更好地管理應用程序的運行狀況。其典型的架構如圖5所示。通常應用程序的中間件以靜態方式綁定在特定的服務器或虛擬機上，為滿足應用程序周期性的短暫負載高峰，數據中心不得不為系統分配更多的IT資源，這無疑將造成低負載時間段內的資源浪費，而WVE便可實現對中間件應用的虛擬化，多個應用程序通過WVEODR按需路由器動態分配應用資源而共享WVE應用池。與靜態環境相比，動態的資源分配可運行更多的應用程序，具有更高的硬件資源利用率，同時WVE還可提供自動化的監控及異常處理能力，進一步提升系統的可用性和可維護性。

（四）桌面虛擬化技術的應用所謂桌面虛擬化是將用戶的桌面環境與操作系統解耦和，以達到桌面使用的安全性和靈活性。用戶可通過瘦客戶端、個人電腦或具有足夠處理和顯示功能的終端設備，利用網絡訪問桌面環境。目前常見的桌面虛擬化技術有VMware公司的VMwareView，Citrix公司的XenDesktop，Microsoft公司的MicrosoftVirtualDesktopInfrastructure等。通過桌面虛擬化技術可實現企業級桌面系統的遠程動態訪問與數據中心的統一托管。桌面虛擬化將眾多終端的資源集合到后臺數據中心，以便管理者對企業數百上千的終端進行統一認證、統一管理和更為靈活的調配資源，可減輕數據中心安全管理（如防病毒管理、補丁分發管理、安全審計管理等）的負擔，并使數據中心所托管的用戶終端簡化為輕量級客戶端。與傳統的PC臺式機相比，采用桌面虛擬化的輕量級客戶端可減少硬件與軟件的采購開銷，實現個人終端的定制化，降低數據中心的內部管理風險與維護成本。隨著個人PC終端的快速更替、應用軟件復雜度的增加，桌面虛擬化技術將體現出重要的應用價值。

二、虛擬化技術應用的管理需求

數據中心管理員通常采取登錄系統或軟件控制臺的方式來進行系統的管理與操作，隨著虛擬化技術在數據中心的不斷應用，管理員還須對各虛擬環境進行管理與監控，虛擬機數量將不受成本限制呈爆發式增長，傳統的管理方式將給數據中心造成巨大的人員成本和管理負擔，因此對軟硬件及虛擬環境的統一管理需求應運而生。在虛擬化環境里，不僅需要實時監測各虛擬機的資源利用情況，還須根據業務的訪問量進行資源管理和調度。此外數據中心虛擬化管理員還應考慮各種常規的管理操作，通過流程的自動化來簡化管理成本。虛擬化管理技術又可進一步劃分為集中監控、快捷管理、動態優化和高效備份等技術。集中監控技術用于集中監控數據中心的所有資源，并記錄各虛擬機的運行狀態和生命周期；快捷管理技術則用于日程操作，如虛擬機的配置、虛擬機的遷移、應用的維護等；動態優化技術用于分析各虛擬機的負載，通過算法進行資源的動態調節，以彌補采用虛擬化后可能帶來的性能下降；高效備份技術則用于解決虛擬環境下的數據備份問題。目前主要的虛擬化公司均推出了虛擬化管理的相應產品，如IBM公司的TPM（TivoliProvisioningManager）和ITM（IBMTivoliMonitoring），VMware公司的vCenter，Microsoft公司的SystemCenter等。虛擬化管理技術的不斷發展與應用，將促進數據中心虛擬化技術的應用，對提高數據中心管理效率，降低管理成本起到積極的推動作用。

三、結束語

數據中心IT資源整合的研究還在不斷深入與發展。本文通過探討存儲虛擬化、服務器虛擬化、軟件虛擬化和桌面虛擬化在資源整合中的應用，闡述了虛擬化技術在整合資源中的價值，并對虛擬化的管理需求及技術進行分析。虛擬化技術的應用將對促進數據中心資源整合、提高資源利用率、降低運行成本起到十分重要的作用。

作者：王赫單位：中國人民銀行金融信息中心