服務器虛擬化技術論文
服務器虛擬化技術論文
服務器虛擬化是指在單個物理服務器上運行多個相互獨立的操作系統(tǒng)的一種技術。下面小編整理了服務器虛擬化技術論文，歡迎閱讀!
服務器虛擬化技術論文篇一
服務器虛擬化技術
1 什么是服務器虛擬化
服務器虛擬化是指在單個物理服務器上運行多個相互獨立的操作系統(tǒng)的一種技術。通過虛擬化軟件將單個物理服務器劃分為多個虛擬機。每個虛擬機都能共享物理主機上的物理資源，包括CPU、內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)絡資源等。作為一種主流應用技術，越來越多的組織機構都已經(jīng)或者正在實施服務器虛擬化，它可以幫助節(jié)省投資、增加資源利用率，對現(xiàn)有基礎設施無需重大變更就可以提高IT響應速度和靈活性。
2 服務器虛擬化技術的優(yōu)勢
① 提高服務器利用率：大部分服務器的利用率僅為全部性能的三分之一甚至更少，通過將多個工作負荷整合至一臺服務器上，可以實現(xiàn)更高的資源利用率。
?、?提高業(yè)務持續(xù)性：業(yè)務持續(xù)性對系統(tǒng)可靠性提出了更高要求，服務器虛擬化技術強大的容錯、災備、快速恢復特性，可以提高系統(tǒng)可靠性，從而維持業(yè)務持續(xù)性。
?、?動態(tài)資源調(diào)配：服務器虛擬化可以實時自動平衡工作負載。通過實時遷移功能，資源調(diào)配工具可以將運行中的虛擬機在線遷移至擁有更多資源的其他服務器上，或者靈活調(diào)整其他虛擬機，從而匹配工作負載，實現(xiàn)業(yè)務和資源最優(yōu)化。
3 利用服務器虛擬化的幾種情況
3.1 優(yōu)化已退出業(yè)務應用但仍需保持在線的系統(tǒng)
隨著業(yè)務不斷發(fā)展，一些系統(tǒng)已不再適用，新系統(tǒng)取而代之，一般的做法是數(shù)據(jù)遷移至新系統(tǒng)，舊系統(tǒng)下線，但也有一些情況并不遷移數(shù)據(jù)，舊系統(tǒng)維持在線作為歷史查閱之用。對于這樣的情況，由于對服務能力要求的大幅降低，繼續(xù)保持舊系統(tǒng)運行會造成一定的資源浪費，此時便可以將其虛擬化，整合多個業(yè)務到一個物理服務器中集中運行，從而降低綜合運維成本。
3.2 遷移運維困難的舊系統(tǒng)
一個應用系統(tǒng)也許會持續(xù)使用多年，硬件設備隨時間推移逐漸老化，由于廠商服務及備件問題，后期運維成本逐漸增大以致無法維持，而隨著硬件技術的發(fā)展和操作系統(tǒng)更新，新的服務器卻可能因兼容性而無法使用，為解決這一矛盾，利用虛擬化軟件的兼容性，將新服務器虛擬化之后，模擬原運行環(huán)境，部署舊系統(tǒng)和應用，使之得以延續(xù)生命周期。
3.3 利用計算能力強的新硬件，整合多個舊系統(tǒng)
每個系統(tǒng)對服務器性能都有一定要求，而隨著技術的發(fā)展，新硬件的計算能力大幅提高，遠超出舊系統(tǒng)的需求，如果在更新服務器時，同時利用虛擬化將多個舊系統(tǒng)裝入一個物理服務器中，通過合理調(diào)配虛擬機資源，可以保證在節(jié)省空間、節(jié)約電力，節(jié)約投資的同時又滿足多系統(tǒng)并存對資源的需求。
3.4 軟件開發(fā)和測試環(huán)境
通過服務器虛擬化，可以以較低的成本，快速創(chuàng)建和復制特定類型的軟硬件環(huán)境，用于軟件開發(fā)和測試。同時虛擬機的快照和快速恢復特性也非常適合于此類環(huán)境的工作要求。
3.5 提高服務的安全性
通過服務器虛擬化，將相同類型的一組服務，根據(jù)不同的服務對象或業(yè)務需要，部署同一物理主機的在不同的虛擬機中，使服務之間相互隔離，互不影響，從而提高服務的可靠性和安全性。
4 服務器虛擬化的常用軟件
4.1 Microsoft Hpyer-V
Hyper-V是微軟伴隨Windows Server 2008推出的服務器虛擬化解決方案，采用了全新的64位微內(nèi)核管理程序架構，讓Hyper-V在性能和安全性上都有較大提高。利用新的虛擬服務程序/虛擬服務客戶端(VSP/VSC)架構使磁盤、網(wǎng)絡等核心資源的訪問利用得到改善。Hyper-V支持不同類型的(例如Windows、Linux及其他操作系統(tǒng))32位和64位操作系統(tǒng)，具有非常好的硬件兼容性，但Hyper-V要求處理器必須支持AMD-V或者Intel VT技術。
4.2 VMware ESX server
ESX server是當前服務器市場上最成熟，最流行的虛擬服務器產(chǎn)品。是適用于任何系統(tǒng)環(huán)境的高效靈活的企業(yè)級虛擬主機平臺，對比其他虛擬軟件產(chǎn)品，ESX的最大優(yōu)點是可以極大減少宿主系統(tǒng)所占用資源，其內(nèi)核直接運行在硬件之上，系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能都有很大的提高。其大型機級別的架構提供了空前的性能和資源控制特性，適合各種要求嚴格的應用程序的需要。同樣VMware ESX Server需要處理器支持硬件輔助虛擬化技術才可以更加有效地運行。
4.3 Citrix XenServer
XenServer作為一種開放的、功能強大的服務器虛擬化系統(tǒng)，能夠為任何服務器和數(shù)據(jù)中心虛擬化項目提供所有關鍵特性，強大的可擴展性支持任何規(guī)模的企業(yè)，滿足Windows和Linux系列的操作系統(tǒng)以及復雜的存儲需求。XenServer基于開源的Xen系統(tǒng)管理程序，直接運行在服務器硬件上，作為準虛擬化技術的代表，其響應能力基本接近未經(jīng)虛擬化處理的物理服務器，可以以較低的部署成本實現(xiàn)最佳的性能和可擴展性。
5 服務器虛擬化之后的常見問題
5.1 單點故障風險
虛擬化最大的優(yōu)勢就是服務器整合，節(jié)省運營成本，但這對用戶來說也意味著要將所有的雞蛋放在一個籃子里，增加了風險。過去在多臺物理服務器上運行不同的工作負載，當其中一臺服務器宕機時，不至于所有工作負載都停止運行。而在虛擬化環(huán)境里，一旦物理服務器故障宕機，就意味著所有該服務器承載的工作負載(虛擬機)都會陷入癱瘓，若不能及時恢復將給企業(yè)帶來災難性的后果。因此應設立額外的冗余物理服務器，當某一物理服務器出現(xiàn)故障，通過虛擬化軟件的在線遷移工具將其對應的工作負載及時動態(tài)遷移到別的物理服務器上，雖然增加了虛擬化成本，但可以有效避免全部虛擬服務器崩潰的風險。
5.2 潛在安全風險
和很多技術方案一樣，服務器虛擬化由于系統(tǒng)架構固有特點決定了在安全方面存在一定的潛在風險。當不同的工作負載在虛擬機上運行的時候，作為宿主的物理主機的安全變得更為重要。如果一個未經(jīng)授權的用戶獲取了宿主操作系統(tǒng)的訪問權限，便有可能復制敏感數(shù)據(jù)或破獲整個虛擬機系統(tǒng)。同時也可以關閉虛擬機或進行宿主機層面的重新配置，從而造成嚴重的服務中斷。對于訪問者而言虛擬服務器和物理服務器沒有區(qū)別，同樣面臨被人惡意攻擊的風險，一旦一臺有漏洞的虛擬機被攻陷，安全威脅就可以透過網(wǎng)絡擴散到其它虛擬機，從未威脅整個虛擬機管理系統(tǒng)。物理服務器作為虛擬服務器的根本，保護其穩(wěn)定安全，是安全防范工作的重中之重。虛擬機環(huán)境下，病毒和惡意軟件的影響很可能是同一臺物理服務器上的所有虛擬工作負載，而不僅僅是一個單獨的虛擬機，會給系統(tǒng)資源造成相當大的負荷。另外關于病毒防護，一般做法是將每個獨立虛擬機單獨安裝病毒防護軟件，這樣將導致總體消耗的系統(tǒng)資源非常巨大，如果能采用專門應用于虛擬化平臺的安全防護軟件效果可能會更好。
5.3 I/O瓶頸和數(shù)據(jù)備份
相對于計算能力，存儲性能增長的速度明顯要慢得多。對于虛擬化而言，I/O瓶頸和緩慢的存儲性能成為一大難題。高密度的虛擬化產(chǎn)生大量I/O流導致物理硬盤的頻繁操作，極大增加了磁盤工作負載，并且緩存對性能的提升效果也越來越有限。服務器虛擬化環(huán)境下，如果仍然使用傳統(tǒng)備份方法來保護數(shù)據(jù)將是得不償失的，在一臺物理服務器上同時進行多個虛擬機數(shù)據(jù)備份時，備份任務將對服務器硬件資源進行激烈爭奪，同時虛擬機的工作負載遷移工具會使得備份問題變得更加復雜。因此每臺虛擬服務器，都必需實施相應的備份策略，對配置文件、虛擬機文件及其中的重要數(shù)據(jù)都要進行備份。預留一定的服務器資源用于備份任務，安排合理完善的備份計劃，合理利用虛擬機快照工具有助于改善這一狀況。
6 結語
近幾年，服務器虛擬化已被廣大用戶所接受，它將固定不變的硬件設備轉(zhuǎn)化為可以動態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化管理，提高系統(tǒng)可用性，節(jié)約投資，降低綜合運維成本，增強IT對業(yè)務的變化的適應力，所有這些對用戶都是真實的利益所在。任何一種技術都會有優(yōu)勢和劣勢，但是隨著技術的不斷進步，相信虛擬化應用過程中出現(xiàn)的各種不足和問題都會得以改進和解決。
參考文獻：
[1]郝勇、許秀文、楊銘，淺談服務器虛擬化[J].中國管理信息化，2011(04).
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