1 传统的中心机房管理模式

    随着社会的急遽发展,网络平台越来越彰显出其不可或缺的重要地位。新功能不断拓展,各种应用软件借助网络平台相继实施,丰富的应用给提供运行服务的中心机房提出了更高要求。

    由于各应用软件彼此间操作系统的版本、开发的平台和具体的应用都有着很大不同,为避免应用软件交叉引起的软故障,在传统的中心机房管理模式中,往往给新增加的应用系统单独配置服务器,即用一台服务器部署一种应用软件。这势必导致服务器数量直线上升、维护量迅猛增加。毋庸讳言,随着数字技术的普及与深化,传统的中心机房管理模式已呈掣肘之势。具体有:

    1)随着服务器数量的增加,服务器购置成本也相应增高;

    2)新应用系统方案的实施包括了采购新服务器、安装OS系统和应用软件等一系列工作流程,全程耗时较长;

    3)有的应用软件运行时只占用很少的系统资源,对应服务器的硬件资源大半处于闲置,得不到充分利用;

    4)在对服务器硬件进行扩容时,其对应的软件业务系统将被迫中断;

    5)当服务器系统出现故障时,服务器的修复工作,如恢复OS系统、应用软件、业务数据等,时间将长达数十小时;

    6)当服务器出现硬件故障时,因维保厂商提供并更换配件的周期难以控制,造成应用系统的完全中断,严重影响了业务的开展;

    7)容灾可避免相关业务因服务器故障而随之中断,但是,容灾需要双机热备,所需资金量翻番;

    8)服务器的增加带来中心机房网络节点的增加,故障节点也与之同比增加;

    9)服务器的增加带来服务器维护成本的增加,尤其是过保服务器的维保费用,所需不菲;

    10)在人员配置不变的基础上,应用系统和服务器数量的增加,将带来中心机房工作人员工作量的增加和工作效率的降低。

    这些亟待解决的问题使中心机房应对的环境变得日益复杂。服务器购置成本、硬件维护成本、软件管理成本呈线性增长,服务器运行能耗及空调等机房附加能耗也急剧增加,原有的机房运行能力已经难以满足现有的运行需求,整个中心机房处于超负荷运行的混乱状态。显而易见,传统的中心机房管理模式已经跟不上时代发展的要求,对中心机房管理模式的变革势在必行。在当下,采用虚拟化技术,打造虚拟化技术下的中心机房管理模式,应该是解决这一系列问题的捷径。

2 虚拟化技术下的中心机房管理模式

    随着计算机硬件的不断发展,特别是多核CPU的出现和内存、总线架构的革新,使得虚拟化技术得到飞速发展。在一台高性能多核服务器上创建多个虚拟机,可以完成传统方式下多台物理服务器才能完成的工作。

    2.1 虚拟化架构系统

    一套完整的中心机房虚拟化架构系统由若干个物理服务器上安装的虚拟化主机程序、一个数据存储系统、一个集中管理平台三部分组成。

    2.1.1 虚拟化主机程序

    虚拟化主机程序是整个虚拟化架构系统的基础组成,也是核心部分。它是一个功能强大的虚拟层,采用基于底层硬件系统的软件技术,直接安装在每一台物理服务器的裸机上,其上再创建虚拟服务器。多台虚拟服务器运行在一台物理服务器上,这彻底颠覆了为多个应用系统配置多台物理服务器的传统模式。

    虚拟化主机程序负责分配硬件资源给各个虚拟服务器,根据不同应用将物理服务器上的处理器、内存、存储器和网络资源按需求划分到各个虚拟服务器中。每个虚拟服务器之间关系就如同放置在中心机房中的物理服务器一样,相对独立、互不影响。对于使用者来说,虚拟服务器和物理服务器也没有太大区别:在虚拟服务器上安装配置Windows或Linux操作系统,系统安装完成后再安装相关应用软件;单个虚拟服务器也能够同时使用多个CPU,来支持诸如SQL数据库、Exchange Server等需要强劲处理能力和巨大硬件资源的应用系统;虚拟化主机程序中还设有虚拟交换机功能,可以将虚拟服务器划分到不同的网络环境中。虚拟服务器的安装方法、实际性能与物理服务器完全相同,具有良好的操控性。

    与传统的物理服务器相比,虚拟服务器可以针对不同应用系统分配不同的硬件资源,做到物尽其用。通常说来,中心机房同一批次采购的物理服务器配置差别不大。但是,不同应用软件对服务器配置的要求却并不一样,如DNS服务只需要一个很低配置的服务器就能够运行良好,而像SQL数据库这样高访问率、高吞吐量的应用软件则需要高配置的服务器才能保证其稳定运行。这就意味着一些配置要求不高的应用软件同样也占用了一台高配置的物理服务器,造成应用硬件资源的大量浪费。物理服务器之间彼此独立,即便其他服务器应用硬件资源严重紧张,那些闲置的资源也无法调配给它们使用。采用虚拟化架构系统后,虚拟化主机程序可以通过创建资源池为虚拟服务器在运行过程中实时调配硬件资源。若有虚拟服务器出现现时段硬件资源不足的情况时,可以借用一台或多台非满负荷运行的虚拟服务器闲置资源,在线进行重新分配;待应用运行压力降低后,再将暂借的资源归还给相应的虚拟服务器,从而最大限度地提高这些虚拟服务器所在那台物理服务器硬件资源的利用率。根据测试,传统的物理服务器应用方式,服务器硬件资源的平均利用率只有5%—15%;而采用虚拟化架构系统整合、调配后,服务器硬件资源的平均利用率可以达到60%—80%。