浅析服务器虚拟化的优势

浅析服务器虚拟化的优势

作者：杨硕

来源：《科学与信息化》2018年第16期

摘要服务器虚拟化是将服务器的物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台互相隔离的虚拟服务器。服务器虚拟化使CPU和内存与物理硬件分离，从而创建资源池以供在任何需要之处使用。相对于传统服务器，服务器虚拟化具有无与伦比的优势，并具有传统服务器所没有的诸多功能，能够为企业带来更多的经济效益和社会效益。服务器虚拟化打破了传统服务器以往的掣肘，在节约硬件成本，节约运营成本，建立数据中心，快速部署和配置，动态资源调度和提高服务可用性上展现了更多的优势。

关键词虚拟化；服务器虚拟化；虚拟机

虚拟化是为一些组件创建基于软件的（或虚拟，而非物理）表现形式的过程。虚拟化可以应用于应用、服务器、存储和网络，它是一种可以为所有规模的企业降低 IT 开销，同时提高效率和敏捷性的最有效方式。

由于单一应用对应单一服务器的模式，采用传统方式部署服务器的资源利用率很低，这不仅导致了服务器数量剧增，还增加了复杂性，而服务器虚拟化彻底改变了整个局面。服务器虚拟化是将服务器的物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台互相隔离的虚拟服务器。服务器虚拟化使CPU和内存与物理硬件分离，从而创建资源池以供在任何需要之处使用。每个虚拟化应用及其操作系统都被封装在一个称为虚拟机且处于隔离状态的单独软件容器中。每台服务器可同时运行多个虚拟机，从而使大部分硬件容量都能得到高效利用。

1 服务器虚拟化具有以下几种优势

1.1 降低采购和运营成本

大多数物理服务器的资源利用率很低，这不仅导致了服务器数量剧增，还增加了复杂性。服务器虚拟化通过提升现有硬件利用率来减少硬件成本开支，将物理服务器转换为虚拟机，摆脱了单一应用使用单一物理服务器的限制，减少物理服务器的数量，提高了物理服务器的使用效率，真正做到按资源需求选购服务器，大幅减少了硬件成本。同时可以在电力和冷却等维护成本上获得巨大节省，还可以减少匹配的UPS和网络设备费用、所占用的空间等[1]。

1.2 整合数据中心并保证业务连续性

通过服务器虚拟化可以整合数据中心的硬件并使工作负载不中断，实现业务连续性。服务器虚拟化使用面向外部存储的集成和管理框架，在此基础上将原有的物理服务器转换为多个独立的虚拟机，并可在虚拟机级别提供更精确的控制，并简化存储操作。它采用以虚拟机为中心的存储，而不是将存储置于物理基础架构之上来进行数据中心整合。

在整合过程中应用实时迁移工作负载可以无须停机，即可将正在运行的物理服务器实时迁移到虚拟机或者使整台正在运行的虚拟机在物理服务器之间迁移。虚拟机转换过程将保留原有的网络标识和连接，从而确保无缝迁移。通过高速网络传输虚拟机的活动内存及精确的执行状态，使该虚拟机可以从在源物理主机上运行切换到在目标物理主机上运行。整个过程在千兆位以太网上只需很短的时间。实时迁移功能通过高速网络甚至可以打破距离之间的限制[2]。

1.3 快速部署和调配

服务器虚拟化提供的封装性和隔离性使不同应用独立运行在其需要的环境中，不需频繁根据底层环境进行部署调整.只需构建一个适应该应用版本的虚拟机即可。采用服务器虚拟化可以根据应用使用环境的需要完成虚拟机参数配置，并通过拷贝虚拟机、启动虚拟机、激活虚拟机等步骤即可完成部署，大大缩短了部署时间。

还可以将存储虚拟化服务器主机共享的配置设置的虚拟机配置文件附加到一个或多个虚拟化服务器主机或集群中。主机配置会与主机配置文件进行比较，并报告偏差，从而自动纠正配置偏差。管理员只需创建一次配置文件，即可将其用于多个虚拟化服务器主机，这样就不需要专用脚本或人工配置。

当需要更改某集群中多个主机上的存储、网络或安全配置时，管理员可以编辑主机配置文件，并在整个集群中应用相应更改。同时可以对虚拟机实现动态的资源部署和重配置，以满足不断变化的业务环境需求[3]。

1.4 实现资源的动态调度

在服务器虚拟化技术中.数据中心从传统的单一服务器变成了统一的资源池.用户可以即时地调整虚拟机资源。同时数据中心管理程序和数据中心管理员可以灵活根据虚拟机内部资源使用情况灵活自动或手动分配调整给虚拟机的资源。

数据中心的虚拟化服务器管理程序可监控虚拟化环境下的网络和存储，并根据需要设定的规则和策略，自动将资源分配给优先级高的应用。此功能扩大了常见于 CPU 和内存的份额和限制参数的构成范围，通过在一组服务器虚拟化主机集群中动态分配 I/O 容量来解决网络或存储使用率问题。通过减少主动的性能管理，可以提高管理人员的工作效率。

1.5 提高服务可用性主动保护工作负载

使用高优先级硬件警报系统主动减轻已出现警报迹象、可能发生主机故障的服务器上的工作负载。该功能会通知虚拟化服务器管理器可能存在的问题，以及相应的补救步骤。根据用户的策略设置，虚拟化服务器管理器将会采取以下应对措施：将虚拟机从发生警报的服务器移动到安全的服务器上，然后将有问题的服务器置于维护模式。无须中断关键任务应用，借助该功能可在服务器发生故障时继续使用应用。该功能可以创建始终与主虚拟机保持同步的虚拟机卷

影实例。如果出现硬件故障，会自动触发故障转移，然后创建一个新的辅助虚拟机来为应用提供持续保护。该功能支持的所有类型的共享存储和所有操作系统均兼容。

类似这种保护和镜像功能，都有助于虚拟化服务器实现比物理服务器更长的运行时间。对于灾备恢复，虚拟化不依赖于特定物理服务器就可以实现在运行虚拟机的平台上恢复镜像备份文件。另外，当发生宕机事件的时候，可以利用站点恢复管理工具进行自动测试和故障转移，并且还可以自动将数据迁移到其他虚拟机平台进行管理和使用[4]。

相对于传统服务器，服务器虚拟化具有无与伦比的优势，并具有传统服务器所没有的诸多功能，能够为企业带来更多的经济效益和社会效益。服务器虚拟化打破了传统服务器以往的掣肘，在节约硬件成本，节约运营成本，建立数据中心，快速部署和配置，动态资源调度和提高服务可用性上展现了更多的优势。并且应用服务器虚拟化不受企业规模的限制，只要根据业务需求配置相应的软硬件即可实现。

随着对结合业务特点的方案需求日益强烈，在云计算、大数据和互联网+的驱动下，虚拟化技术尤其是作为物理基础架构的服务器虚拟化也在不断进步，越来越多的大中小型企业因为其优异的安全性、兼容性、平衡性、稳定性和可靠性而选择了服务器虚拟化。服务器虚拟化也从早期的企业应用，逐步过渡到公有云应用，应用范围越来越广泛。相信未来服务器虚拟化能为我们带来更多的好处。

参考文献

[1] 王春海.虚拟化技术实践指南[M].北京：机械工业出版社，2017：101.

[2] [巴西]桑塔纳，张其光，袁强，等.数据中心虚拟化技术权威指南[M].北京：人民邮电出版社，2015：59-61.

[3] 王培麟.云计算虚拟化技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2017：222-223.

[4] [美]Matthew Portnoy，杜静，敖富江，等.虚拟化技术入门实战（第2版） [M]. 北京：清华大学出版社，2017：71.

作者简介

杨硕（1979-），男，天津市人，本科学历研究生学位，研究方向：软件工程。