本文重点讨论了在电子信息化的时代，容灾备份系统的重要性。以及容灾备份系统中各种虚拟化技术的应用。介绍了几种常用的虚拟化软件。便于在建设容灾备份系统时可以根据实际情况，选择合适的方案。

　　1 容灾备份系统背景介绍

　　电子信息时代，计算机、因特网的作用El益凸显。计算机和因特网的普及，越来越多的事情，可以借助于网络这个平台来进行。同时也催生了很多电子化虚拟产品，电子机票、电子门票、电子优惠券？？这些都可以直接通过网络完成购买、支付、验证、使用的过程，不会出现任何的实体纸张，快捷、方便、省钱、环保。除了生活，工作上也是如此。邮件，只要点击一下发送电子邮件，任何的文档，都可以瞬间到达地球的任何角落。公司内部的办公系统可以处理公司的各种办公流程、项目流程等。在这个平台上，从创建开始，就开始进人预设的流程，依次经由各相关人员名下进行处理。各种文档，也直接通过电子版的方式流转，不需要额外打印分发，实现了无纸化办公。与传统纸质化的办公方式相比，电子化办公省时省力、高效又环保。很多物质化的东西在我们的生活中，正慢慢演变成为一个数字，直接在网络中传输的几个比特，而这所有的数字、比特便是存在于各个系统、各个存储设备中的数据。

　　电子数据之于我们，正日渐成为生活、工作的必需品。如果有谁的计算机不小心出故障了，第一个念头就是计算机可以坏，数据千万别丢，个人的数据都如此重要，更遑论偌大一个系统的数据。一旦丢失，后果不堪设想。但是，天灾人祸，这些对我们如此重要的数据有太多的机会消失在茫茫网海中。每一次的海啸、地震、战争、计算机病毒，都给我们带来了不可估量的损失。所幸，已经有越来越多的人开始意识到数据备份的重要性。而对于企业来说，仅仅数据备份是远远不够的，还需要一套容灾备份系统，在系统坍塌之后，可以在短时间内从容灾备份系统中恢复出关键数据重新开展关键业务，不仅可以大大减少损失，还可以提升企业品牌。针对这种需求，各软、硬件厂商也纷纷研发各种容灾备份技术，来实现各种系统的容灾备份需求。

　　容灾备份包含了很多方面的内容，搭建一套容灾备份系统无论是在金钱、还是在人力、技术投入上，都是一个耗资巨大、效果十分不明显的工程。容灾备份系统一旦建成，需要专人定期维护、检查、演练，以保证紧急时刻，系统可以正常起用。同时，容灾备份系统软硬件的选用，也要足以支撑起系统投入使用时的业务容量。但是在绝大部分时间，这一整套庞大的容灾备份系统是只有投入，没有产出的。对企业来说，搭建这样一个系统无疑是一笔巨大的支出，那么如何才能提高设备的利用率，从而降低成本投入，同时又可以保证容灾系统的可用性？目前盛行的各种虚拟技术，可以把物理资源转变为逻辑资源，打破物理结构之间的壁垒，从而使得资源的利用率得到进一步的提高，降低投入，使得容灾备份系统的建设成为可能。本文将重点讲述在容灾备份系统中常用的一些虚拟技术。

　　2 虚拟化技术

　　2．1 介绍

　　虚拟化是一个广义的术语，在计算机科学领域中，虚拟化代表着对计算资源的抽象，而不仅仅局限于虚拟机的概念，例如虚拟内存技术。虚拟化就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒。未来，所有的资源都透明地运行在各种各样的物理平台上，资源的管理都将按逻辑方式进行，完全实现资源的自动化分配，而虚拟化技术就是实现它的理想工具。虚拟化环境需要多种技术的协调配合：服务器和操作系统的虚拟化、存储虚拟化，以及系统管理、资源管理和软件提交，与非虚拟化环境一致的应用环境。

　　2.2 虚拟化的优势

　　虚拟化可以大幅度提高组织中资源和应用程序的效率与可用性。在旧的“一台服务器一个应用程序”模式下，内部资源分配不均，利用率不足，并且有非常多的设备，管理员要花大量的时间掌握各种厂商的设备，分别管理各类服务器，但是借助在虚拟化平台基础上构建的自动化数据中心，可以完成统一管理、分配，极大地提高了效率。

　　虚拟化的优点：

　　（1）可以在单个计算机上运行多个操作系统，比如Windows和Linux同时运行。

　　（2）通过提高能效、减少硬件需求量以及提高服务器／管理员比率，实现资金成本降低。

　　（3）通过改进灾难恢复解决方案提高了业务连续性，并在整个数据中心实现高可用性。

　　（4）可方便地进行迁移、扩容，增强了可扩展性。

　　2．3 虚拟化技术分类

　　虚拟化技术主要可以分为以下几个大类：

　　（1）平台虚拟化（Platform Virtualization），针对计算机和操作系统的虚拟化。平台虚拟化技术，可以通过使用控制程序，隐藏特定计算平台的实际物理特性，为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境（称为虚拟机）。

　　平台虚拟化又可以分为：全虚拟化，是指虚拟机模拟了完整的底层硬件，使得为原始硬件设计的操作系统或其它系统软件完全不做任何修改就可以在虚拟机中运行；超虚拟化，是在超虚拟化虚拟机中，部分硬件接口以软件的形式提供给客户机操作系统；硬件辅助虚拟化，是指借助硬件（主要是主机处理器）的支持来实现高效的全虚拟化；部分虚拟化，是只模拟部分底层硬件，应用程序可能也需要进行修改；操作系统级虚拟化，这是一种在服务器操作系统中使用的轻量级的虚拟化技术，内核通过创建多个虚拟的操作系统实例（内核和库）来隔离不同的进程。

　　（2）资源虚拟化（Resource Virtualization），针对特定的系统资源的虚拟化，比如内存、存储、网络资源等。

　　资源虚拟化技术，则是可以通过软件程序，将属于不同的设备资源（例如硬盘空间、网络）定义为资源池，忽略不同型号设备的差异性，供应用程序统一调度，这是云存储的基础，这也是云计算的基础。（3）应用程序虚拟化（Application Virtualization），包括仿真、模拟、解释技术等。

　　2．4 各虚拟化技术在容灾备份系统中的典型应用

　　在容灾备份系统中，运用得比较多的虚拟化技术就是平台虚拟化和资源虚拟化。

　　对于平台虚拟化技术，当资源有限时，可以将一台物理的计算机虚拟化成多台小机器，相互独立的环境，以便运行各种环境下的应用程序。因此，这种虚拟化技术，经常被应用于开发测试环境中。开发测试环境中，通常会有多人需要各自独立的测试环境，但是设备的大部分时间将处于低效率运行中，实在是极大的浪费。而运用操作系统的虚拟化技术，一台设备可以虚拟多台设备，分别安装不同的操作系统，相互隔离，供不同的人使用，互不影响，就能够极大地提高工作效率和设备利用率，同时还能减少管理维护的工作量。

　　于是，在容灾备份系统中，我们同样可以考虑使用平台虚拟化技术来进行一些应用程序的部署。在生产环境中，由于需要考虑到未来几年业务高峰期对于系统性能、存储空间等的需求，再加上硬件设备型号更新换代带来的兼容性问题，以及扩容、升级换代带来的系统影响等原因，往往在初期建设的时候，会对系统有比较大的预留量，从而导致投入成本巨大，但是整个系统的设备利用率低下，投入产出不成比例。如果要对这样的系统作一个容灾备份系统，原样拷贝一份软硬件配置克隆出一套系统的做法，成本无疑是巨大的，也是没有必要的。这个时候，完全可以利用平台虚拟化技术，在容灾备份系统建设的时候，将一些利用率很低的独立的设备进行合并，使用同一台物理设备，即便将来系统发展壮大，也可以利用虚拟机提供的迁移技术，进行简单的迁移扩容，这样就可以大大的节省容灾备份系统对设备的需求，最后虚拟机技术也可以供管理员方便地进行统一的远程监控、管理、操作。

　　平台虚拟化中，我们需要对计算机进行“拆分”而在资源虚拟化里面，我们更多的是对资源的合并，将各单机的资源，通过虚拟机进行合并，一致对外提供服务，有利于对于各种不同厂商、不同型号的设备进行整合，化零为整，从而提供设备的使用年限，存储虚拟化就是很典型的例子。

　　硬盘技术这些年得到了飞速的发展，虽然，单硬盘容量现在都可以直接达到Tbytes了。但是家用网络带宽的改善带来的对于互联网内容如高清视频等的大量需求，从而导致很多系统对存储容量有暴发性增长的需求。但是当前存储设备自身的兼容性、扩展性无法满足这样的扩容需求，大部分情况下，只能通过更换设备来解决这个问题，而原先的设备就只能废弃或者沦为测试设备，很大程度上，是对存储资源的极大浪费。所以，现在很多存储厂商都提供了存储虚拟化的产品，利用资源虚拟化的技术，将各种厂商、不同型号的存储设备整合到统一的资源池中，将分散的磁盘空间化零为整，整合使用，提供统一的对外接口，一方面保护了存储设备的投资，另一方面，统一的管理和使用，也可以降低对管理人员的要求。

　　在我们的容灾备份系统中，这种化整为零的功能就显得尤为重要。容灾备份平台是一个庞大的工程。很多的时候，是按照业务的发展和需求，将企业的各业务平台逐步地纳入到容灾备份平台中来的，因此，对设备的投资保护，以及设备的持续使用、兼容性、可扩展性的要求更高。资源虚拟化的技术，很大程度上解决了这些问题，使得建设容灾备份平台进一步成为可能。

　　2．5 虚拟化软件的实际应用

　　（1）常用虚拟化软件，VMWare

　　VMWare工作站是一个目前被广泛使用的“虚拟PC”软件。VMWare工作站可以在一台机器上允许同时创建运行两个或更多x86虚拟机。每个虚拟机实例可以运行自己的客户机操作系统，比如Windows、Linux等系统。每个操作系统你都可以进行虚拟的分区、配置而不影响真实硬盘的数据。

　　同时，VMware vCenter Server可通过一个控制台管理1，000多个主机和最多10，000个虚拟机的能力，极大地提高了IT管理员对虚拟环境的控制。同时，VMware vCenter Server可让管理员使用标准化模板迅速部署虚拟机和主机，可优化分布式资源：虚拟机的资源管理，可将处理器和内存资源分配给运行在相同物理服务器上的多个虚拟机，在虚拟机运行的同时修改分配；动态资源分配，可在多个虚拟机之间智能分配可用资源。

　　（2）存储级别虚拟化软件

　　主流存储厂商都有自己的虚拟存储软件和解决方案。比如，HDS TagmaStore通用存储平台采用了虚拟化技术，通过内置的虚拟层，可以管理高达32PB的内部与外部存储容量，并支持在内部与外部存储中的逻辑分区，以及复杂的任意存储地点间的远程复制功能。

　　HP StorageWorks企业虚拟阵列EVA最突出的优势是可以提高性能。虚拟化可以使数据分布在多个磁盘上，磁盘无需再按照磁盘容量大小和RAID保护类型布置在传统RAID组中，性能大大提高。

　　（3）根据以上容灾备份系统中的虚拟化技术的分析，以及对常用虚拟化软件的介绍，在实际的容灾备份系统的建设中，可以按图1所示的来使用这些虚拟化技术，以达到降低成本，易于管理、可扩展的目的。

图1

　　3 虚拟化技术的发展前景

　　应该说，无论是从软、硬件的发展，还是从业务逐步细化，互联网技术的发展，虚拟化技术必然是未来的方向。一方面，硬件技术发展迅速，CPU／内存／硬盘等等服务器资源方面有了飞速的发展，现在早已经有了4core、8core的CPU技术，使得单服务器的处理能力有了很大的提高，在有一些情况下，根本不需要如此之高的处理能力，就可以利用虚拟技术进行“切片”，将一台物理服务器切成多台设备，提供不同的环境，以节省成本，提高硬件利用率；另一方面，互联网技术的发展，可以协同大量的服务器设备同时进行工作，以提高计算能力，提高工作效率，将原来需要高级计算机才能处理的计算分摊到众多低端计算机设备上，降低了成本；再者，虽然存储技术在今天已经发展的极为迅速，但是面对互联网上庞大的信息，单台存储设备的容量依然如汪洋中的水滴，根本无法满足目前海量存储的需求，需要依靠虚拟技术将各种型号、各种类型的存储设备进行整合，统一对外提供服务。

　　可以说，虚拟化技术是云计算的基础。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。