构建虚拟化平台实战全解析(一)

日期: 2008-03-03 来源:TechTarget中国

  物理服务器的筛选


  要构建虚拟化平台,首先的工作就是确定提供平台运行的物理服务器。这项工作远比想象中的要耗时费力得多,绝非随意指定一台就了事,毕竟所选的物理服务器确立了后来虚拟化平台的根基,是关乎整个平台能否高效运行的基础。


  确立了构建虚拟化平台的物理服务器集群后,一定不能忽视对整个服务器群进行全面的性能检测,并保存测试数据以便进行性能规划。这一点常常被认为自己服务器负载并不高、性能足够用的IT管理员所忽略,然而这样的服务器有时会在性能分析中查出存在瓶颈。


  如果真的不幸出现瓶颈,我们要做的就是中断计划、处理瓶颈问题,将在虚拟化环境中性能表现不佳的物理服务器移出,因为有可能会影响整个体系的运转状况。相比而言,提前在服务器群评估中发现问题总比部署完毕后来的容易得多。除了检查可能存在的瓶颈,性能评估中的平均负载、峰值负载等数据对于我们宿主物理机的性能划分、虚拟化应用都是很重要的依据指标。


  从上我们可以看到,并不是任何一台物理机都可以虚拟化的。这里有三个因素决定服务器虚拟化的可行性:是否是虚拟化固有的屏障、是否需要虚拟特殊硬件、产品支持度。


  虽说虚拟化的屏障随着虚拟化技术的发展可能越来越小,但就目前状况而言,还是需要认真考虑的。比如I/O负载的问题就使得对于一些数据交换量很大的服务器无法顺利地应用虚拟化。数据库和邮件系统这两个很典型的数据高交互的服务器就很难将架构迁移到虚拟环境下。由于这两种类型的服务器I/O数据流过高而很大程度上影响了虚拟机性能,所以有时这种迁移就不推荐。


  第二点就是虚拟平台下特殊硬件的需要。当前的虚拟软件已经可以虚拟出一系列标准的硬件,但对于一些用户所需的特殊专业硬件设备,虚拟厂商也是无能为力。随手举个很实际的例子,游戏玩家和CAM/CAD工程开发人员需要的是新一代、具有强劲图形图像处理能力的显卡设备,这个愿望目前是无法在虚拟环境中实现的。


  第三点需要考虑的是选用产品对于虚拟化的支持度。虚拟化的流行不过是近两年的事情,厂商为虚拟化对自身产品的更新一直比较缓慢。原因无外是虚拟架构下,影响性能的因素太多,问题也很多。微软同时作为操作系统和虚拟化解决方案的供应商,其产品应用在自身的Virtual Server环境下也仅仅是勉强支持,直至今日还有一些Windows Server特性无法在虚拟环境下实现。


  现今的虚拟化解决方案都有不同的厂商所支持,因此其中的差异也显而易见。如果采用了不被支持的厂商产品,即使通过了长时间的检测,我们也极力不推荐,因为你不知道它遗留的隐患什么时候会被触发。


  站在产品支持的角度来看,要确定虚拟化选用的产品,应该从硬件、操作系统、应用程序、第三方虚拟化软件四方面来协同考虑。


  硬件厂商,大如IBM、HP之类的,有能力为虚拟化提供坚实平台和一些外置服务,通常这类企业的产品有自身的技术,能评估服务器是否适于虚拟化,这些虚拟化评估工具有IBM Consolidation Discovery和Analysis Tool (CDAT)。


  操作系统提供商向来没有真正关心过虚拟化,也没有发布过虚拟化工具之类的产品。不过虚拟化发展的态势改变了他们的态度,从微软到Sun, 经Novell至Red Hat,无一例外地表示要在自身的平台上加入hypervisors层,并承诺为虚拟化提供优化管理工具。


  应用软件开发商也许是对虚拟化最不积极的一族,也许是加入对虚拟化支持的开发难度使他们不敢轻易尝试风险,有时甚至是明知掌握的技术已成熟,依旧畏首畏尾、不敢前行。好在有消息传来,现在开发出一个评测工具,可以对比物理和虚拟环境下,应用程序运行的性能数据。相信有了这种比较,开发商应该会拿出更大的勇气来;而对于我们用户,可以更直观地了解是否需要将这款应用软件置于虚拟化环境下。


  就目前来说,中立的虚拟化软件供应商提供的产品应该是最实际的一个评估方案了。最有名的莫过于PlateSpin公司的PowerRecon,它能提供一个对数据中心物理机完整记录、全面评估的方案,并最终将数据传输到P2V工具上,使之能根据所得数据灵活地生成、分配虚拟机,达到资源最优化设计。


  资源的规划


  资源规划是迁移过程中最为复杂的一个环节,需要精心考虑才行。如评估物理机中虚拟机的分布和数量,就需要综合处理器种类、内存大小、大容量存储容量和种类、冗余主板架构等数据才能做出决定。划分出来的虚拟机还要求能有容错能力,不会因为一点点的运行错误而崩溃。


  中等虚拟化工程需要考虑的资源可能不仅局限于物理服务器上了,还有其他的如存储设备、网络设备、网卡等等。每一项都需要精挑细选,这并不仅仅是出于性能上的考虑,还要借此计算出后文要提到的ROI(return on investment),以确定该虚拟化计划是否值得投资。


  这里有一个重要的硬件衡量指标——每核虚拟机数(VM/core),该指标越高即意味着每个核心(如非多核,即单核CPU)能支持虚拟机正常运行的数目越高。该指标与硬件资源的选配、虚拟化引擎的优化与否、I/O负载等因素相关。比如在同一台服务器上使用微软的Virtual Server 2005 R2和使用VMware ESX Server 3.0效果就完全不一样。考察某台物理机的性能一般可以参考此项指标,如果高则意味着可承受更多的负载。


  VM/core的值固然重要,不过我们还不能忽视要虚拟的对象并不仅是一台物理机。对于多机甚至机群应该如何划分才算是高效利用资源了呢?通常人们会根据逻辑习惯将任务划分到不同的服务器上,比如生产部的所有机器都运行在第一台服务器,研发部的所有机器都放在第二台上,依次类推。这样的后果可能就是某台在闲置、某台过饱和,造成负载不均衡。


  所以,资源规划目标之一就是要使虚拟机负载达到平衡。了解和掌握每日预期负载量、请求的物理资源类型以及性能动态曲线图对于合理分配有重大意义,虽然这些数据时时都在变化,但规划者应该要从中预测出负载量可能的增长,同时企业级虚拟管理工具应该要能根据环境变化而调整虚拟机的分布。


  除了负载要均衡,一个优秀的规划者还要准备充分的后备资源来应付突发事件,即使不幸事件发生,也能立即启用后备资源来保证服务的正常运作。


  资源规划是一个艰巨的任务,不过好消息是不久的将来它将被简化,因为所有的虚拟架构下,虚拟机将依据主机负载情况,动态无缝地在不同物理服务器间进行迁移。VMware的此项技术称为DRS(Distributed Resource Scheduler),已经集成在了最新的Virtual Infrastructure 3内。微软也有望在其虚拟管理工具Virtual Machine Manager中推出类似的技术。


  有了上述公司的一些最新产品的帮助,资源规划的难度会有所降低。最有竞争力的产品还是VMware的Capacity Planner规划助理工具,$22,000一套的售价可以管理200台左右的物理服务器。该工具最大的好处在于在其庞大的数据库中,保存了企业级应用软件在各服务器上运行的平均性能表现的数据。有了这些至关重要的数据,规划人员可以做出最佳的资源规划,同时也能很容易的发现出问题的应用程序,可以精确到某台物理机上的某个虚拟机的某个应用程序,从而迅速采取措施。


  不过性价比最高的负载配置解决方案还是我们前面提及的PlateSpin的PowerRecon,由于采用了新的组合编制模块,所以能最小化数据库。它最大的特点是集成了P2V工具,可以使得虚拟化进程顺利进行。

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