服务器虚拟化的未来之路

互联网周刊：服务器虚拟化的未来之路

作者：豆瑞星 | 出处：互联网周刊 | 2011-02-22 16:10:29 | 阅读 78次移动互联网和物联网的蓬勃发展，使得相关企业特别是运营商的后台数据压力明显增大，预计2011年，在巨大的市场需求带动下，服务器虚拟化将呈现出更加精彩的发展局面。

移动互联网和物联网的蓬勃发展，使得相关企业特别是运营商的后台数据压力明显增大，预计2011年，在巨大的市场需求带动下，服务器虚拟化将呈现出更加精彩的发展局面。

本刊记者豆瑞星

过去的一年是服务器市场由冷转暖的一年。去年中国GDP增长10.3%，摆脱了金融危机的阴霾，经济企稳回升并加速增长，IT市场也随之重新变得活跃起来。IDC统计数字显示，2010年上半年的服务器出货量达到431,153台，与去年同期相比增长率高达25.2%，绝大多数的服务器用于扩展或改造用户的数据中心。

购买新的服务器自然可以缓解数据压力，但是更重要的还是要提高服务器的利用效率。虚拟化技术被认为是最有效的IT资源管理技术，通过对数据中心中服务器、存储设备等信息化资源的优化和管理，虚拟化技术能够有效的提高系统使用效率，减轻空间、供电和冷却等各方面的压力。因此，2010年也是服务器虚拟化技术被更广泛应用的一年。

移动互联网和物联网的蓬勃发展，使得相关企业特别是运营商的后台数据压力明显增大，预计2011年，在巨大的市场需求带动下，服务器虚拟化将呈现出更加精彩的发展局面。

前世今生

服务器虚拟化不是一个新名词，上个世纪60年代就已出现，那时服务器只能执行简单的任务，服务器的数量增长很快，但是利用率却非常低，导致计算资源的浪费。虚拟化就是为了实现一种更加经济有效的利用服务器的办法。虚拟化是一个抽象层，它将物理硬件和操作系统分开，从而提供更高的IT资源利用率和灵活性。虚拟化允许具有不同操作系统的多个虚拟机在同一物理机上独立并行运行，每个虚拟机都有一套自己的虚拟硬件，可以在这些硬件中加载操作系统和应用程序，这样一台服务器的功能就被大大的拓展了。

虚拟化在大型机系统上已经运行了很多年，最初运行在z/VM、OS/390、z/OS的IBM大型机，后来又运行到IBM的iSeries和pSeries平台，以及惠普的HP9000和Integrity产品上。随着微型计算机和PC实现了更经济有效的方式来分配计算能力，20世纪80年代，虚拟化技术的使用范围大大缩小。到90年代，有人开始探索如何利用虚拟化技术解决一些新问题，例如服务器管理成本不断上升、易受攻击等，虚拟化技术的发展进入了一个新的阶段。

虚拟化被广泛接受缘于其在x86服务器上的普及，不过最初使用虚拟化技术的并不是x86服务器，而是IBM7044计算机。IBM在上世纪60年代开发了型号为Model 67的System/360主机，该主机通过虚拟机监视器虚拟所有的硬件接口。虚拟机监视器运行在底层硬件上，允许执行多个虚拟机，每一个虚拟机运行自己的操作系统，这是服务器虚拟化的最初形态。

后来虚拟化扩展到RISC服务器和小型机，RISC服务器与小型机通过IBM在1999年提出的逻辑分区的概念，发展成动态逻辑分区(DLPAR)技术，使得在不中断运行的情况下进行资源分配，不仅令系统管理更加轻松，而且更好地使用资源降低总成本。在这样的商业背景下，惠普和SUN等厂商也应用虚拟化技术到自己的服务器产品线，但是由于主要是针对于大型机和小型机用户，价格上的壁垒导致虚拟化技术并没有得到有效的普及。直到虚拟化技术应用在x86服务器上，虚拟化技术在服务器领域才得到了广泛的应用。

两大原因促成了这一局面。英特尔、AMD修改了x86处理器的指令集，相继宣布将推出内建虚拟技术的处理器，以实现硬件辅助虚拟化；同时x86服务器本身的性能也有巨大的提高，使得虚拟化技术随着x86服务器的快速普及而得到了广泛应用。虚拟化技术走出历史舞台，进入到一个趋于完整的服务器虚拟化的产业。

其实业内在什么是服务器虚拟化上还没有一个确切的定义，不同的厂商有不同的理解，但是广义上讲，虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，虚拟化技术可以扩展硬件的容量，简化软件的重新配置过程。虚拟化技术将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，或者让几台服务器变成一台服务器来用，从而提高计算资源的利用率。

弊端的一面

服务器虚拟化好处多多，不仅可以提高服务器计算资源的利用效率，降低企业的IT成本，还有助于提升服务器的稳定性。不过虚拟化也带来了不少问题。首先并不是所有的服务器都适用虚拟化技术。服务器的虚拟化在提高服务器利用率的同时，也加大了服务器本身的损耗。虚拟化的应用程序运行效率差异很大，有的能够做到接近原始物理环境下运行的效率，有的则低劣到终端用户所难以接受的程度。那些像大数据库系统或者微软的Exchange应用，需要占用大量的I/O和内存资源，并不适合实施虚拟化技术。

还有安全问题，进行虚拟化改造就必须将原来运行不同操作系统的大量物理机迁移到虚拟机上，在迁移的过程中有可能导致数据的遗失，并且影响现有业务的运作。一台物理机部署多台虚拟机之后，其承担的任务将会明显加重，一旦出现点击故障，如果不能及时恢复将给企业带来灾难性的后果。

企业部署虚拟化，整个网络架构变动很大。当多台虚拟服务器上线运行后，它们之间的网络如何被相互隔离，它们采用什么样的方式来彼此通信，如何保证这些通信不被侦听都是随之而来的问题。尚未进行服务器虚拟化之前，企业可以在前端的防火墙设备上设置多个

隔离区，针对不同功能的服务器套用合适的存取规则进行管理，如果有服务器不幸遭到攻击，危害通常也仅局限在单一个DMZ区之内，不容易对所有运作中的服务器都造成影响。虚拟化之后，所有的虚拟机器很可能就集中连接到同一台虚拟平台，与外部网络进行通讯。在这种架构之下，原本可以透过防火墙采取阻隔的防护就会消失不见，届时只要一台虚拟机器发生问题，安全威胁就可以透过网络散布到其它的虚拟机器。

还有管理问题，使用虚拟化技术必须防止数据被窃取，因为虚拟机只是存储在实体硬盘的几个文件，一旦有办法取得存取硬盘扇区的权限，就能将这些文件复制到其它装置，然后从企业内部流出。因此必须采取一系列措施避免这一情况的发生，相应的必然会增加管理的难度和成本。而且虚拟化割断了硬件与软件之间的联系，安全人员将看不到他们的网络安全设备背后究竟发生了什么，会给基础设施管理带来混乱。

由于每台虚拟机对应一个固定的逻辑卷，那么哪台虚拟机对应哪条逻辑卷需要管理员自己去找。如果虚拟机的数量非常多，管理员就要非常辛苦的一个一个的找到对应的逻辑卷，而虚拟机又是不断迁移的，管理员千辛万苦找到了虚拟机与物理机以及存储逻辑卷的映射表，可是有几台虚机迁移了，跑到别的物理机上，管理员又得重新来过，疲于奔命，还不一定能做到虚拟机和逻辑卷的实时对应。

虚拟化还需要其他基础设施的配套，例如供电和制冷设施。虚拟化提升了服务器的处理能力，也由此带来了更大的电力消耗，同时负载在不同虚拟机之间的移动会带来电力需求的波动，很容易造成电力过载，因此必须确保现有的供电和制冷基础设施足以应对这种高密度计算环境。而现有的绝大多数传统的制冷基础设施是基于完全静态的密度设计，并不适用于高密度热负载不断迁移的虚拟化环境。企业很可能需要因此购买新的供电和制冷设备，增加支出。

服务器虚拟化之后，其高密度热点是不断移动的，因为虚拟化环境下，应用程序动态的启动并终止，在服务器之间移动，机房中的热密度不仅随时间在变化，其位置也在变化。无论是从容量上还是从位置上，房间级制冷系统均无法探测到这些变化，并根据不断变化的密度自动调整制冷，满足其制冷需求。所以传统的方法只能通过不计成本的过度制冷整个机房来应对这些移动的热点，这无疑将导致制冷设施的过度支出和资源的浪费。

未来之路

2011年，服务器虚拟化将致力于解决目前存在的关键问题，同时也将抓住新的发展机遇，例如云计算。2011年，服务器将呈现出以下的发展趋势：