虚拟化技术在刀片环境中的应用
导读:“虚拟化”与“刀片”是近来非常热门的两个技术,虽然一个是软件,一个是硬件,但是却异曲同工,都是为了更灵活地利用服务器资源,实现更方便统一的管理,并且降低服务器对电力、温控、空间方面的需求。尽管如此,人们对于这两种技术能否结合使用仍然抱有怀疑。 虚拟化技术和刀片技术都起源于同一个需求――“服务器整合?
“虚拟化”与“刀片”是近来非常热门的两个技术,虽然一个是软件,一个是硬件,但是却异曲同工,都是为了更灵活地利用服务器资源,实现更方便统一的管理,并且降低服务器对电力、温控、空间方面的需求。尽管如此,人们对于这两种技术能否结合使用仍然抱有怀疑。
虚拟化技术和刀片技术都起源于同一个需求――“服务器整合”。因为成本相对低廉,近年来企业环境内x86服务器增长迅猛,这些服务器占据了大量的机房空间,消耗了过多的电力能源,也耗去了维护人员许多的时间和精力。
刀片技术应运而生,它可以在原本只能放置两三台机架式服务器的空间内,密集部署十多台刀片式服务器。这些刀片服务器共用一套电源和冷却系统,既节省了空间,也降低了功耗。服务器厂商还提供了良好的图形界面统一管理所有的刀片。可以说,刀片服务器解决了部分空间、能耗、管理方面的问题。
然而x86平台上的应用软件对计算能力的需求远远赶不上硬件――尤其是CPU的发展速度,例如现在的刀片服务器都已经开始采用双路四核的处理器,单块刀片的内存已经可以扩展到32GB。硬件技术的突飞猛进直接导致了x86服务器的资源利用率越来越低。IT管理员面临了另外一个问题:在节省空间降低能耗的同时,如何能充分利用x86服务器的计算能力,从而降低IT运营成本。
如果将刀片技术与虚拟化架构结合起来,既能节省物理空间,又能提高单台刀片服务器的利用率,最大程度地降低了管理复杂度与运营开销。然而在规划虚拟化架构时,要注意以下几点。
刀片服务器的CPU
由于体积所限,刀片服务器通常只能配置最多两颗CPU,因此最好选择多核的CPU,这样多台虚拟机并发工作时就不容易出现CPU资源不足的情况。例如一台双路的刀片服务器,CPU采用了最新的四核产品,对于VMware ESX Server而言,一共有8颗逻辑CPU可以使用。当这台刀片服务器上的十多个虚拟机并发工作时,ESX Server调配起CPU资源会更游刃有余。
刀片服务器的内存
以往每台服务器只运行一套操作系统时,通常配备2-4GB内存就足够了。但是在虚拟化环境中,由于单台刀片上将运行几台甚至十几台虚拟机,因此内存必须要足够多,通常是接近所有虚拟机所需要的内存的总和。例如10台虚拟机原本共需要20GB内存,实际上刀片服务器配置16GB内存已经足够,因为并非每时每刻都有20GB内存被占用,ESX Server有非常成熟的内存共享与竞争机制,甚至还可以临时用硬盘空间“冒充”内存来应急。
刀片服务器的网络端口
网络端口是部署虚拟化架构时容易忽略的一环。在非虚拟化环境中,为了实现高可用,每台服务器至少配置两个网卡。虚拟化环境中绝对不可能用类似内存那样计算总和的方式来规划,毕竟单台服务器的扩展槽是非常有限的。ESX Server能自动将多块网卡捆绑,实现负载均衡与失效转移,所以并不需要为每台虚拟机配置独立网卡。但需要注意的是虚拟机在线迁移(VMotion)的功能是要求有独立网口的,因此刀片服务器最好要有3个千兆以太网口,一个用于VMotion,另外两个捆绑后支持所有虚拟机的网络流量。
刀片服务器的内部存储
事实上刀片服务器并不需要多少内部存储,因为内置硬盘只用于安装ESX Server,而虚拟机都应该存放在共享存储中,例如SAN和NAS。在SAN环境里,甚至可以完全不配置内置硬盘,利用SAN-boot技术将ESX Server本身也存放到磁盘阵列中。
当虚拟化技术应用到刀片环境之后,其中一个最显著的效果就是能够将刀片当作“资源块”来看待,利用ESX Server的DRS功能,在线地将虚拟机在不同的刀片之间迁移。例如当某些应用的虚拟机比较繁忙时,它们可能需要更多的资源来运行,DRS功能会利用VMotion技术,将这些虚拟机迁移到有更多空闲资源的刀片上,或者把其他并不繁忙的虚拟机迁移出去,目的就是让多块刀片上的资源利用状况重新达到一个平衡。在这种架构中,管理员不用再关心某个应用在哪台机器上运行,只需要关注整个资源池的可用资源是否足够。
现在很多刀片服务器提供商都允许客户短期租用刀片,例如对于金融公司和互联网运营商,他们的业务负载经常会有周期性的大幅上升。以往他们从服务器提供商临时租用刀片回来后,还要忙着装系统、打补丁、装应用、倒数据等等繁琐耗时的步骤。在虚拟化架构中,他们仅仅需要在刀片服务器上安装ESX Server,在图形化的主控台上将新刀片拉入原有的资源池,部分虚拟机就会自动地在线迁移到新刀片,从而让这个扩充后的资源池重新回到平衡。
刀片服务器的优势就在于灵活的部署和方便的管理,虚拟化技术进一步提高了单台刀片服务器的利用率,“资源池”的概念让刀片服务器群的负载保持动态均衡。因为虚拟化技术让操作系统与硬件不再有直接的关系,未来的刀片发展将更多地关注在计算能力上,操作系统与应用软件的厂商也可以将精力集中在如何提高产品性能,而不是提高硬件兼容性。
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