关于服务器虚拟化的趋势分析(上)

Posted 2021-05-02 开平云物联

服务器虚拟化技术在很短的时间内走过了很长的路。在其IT测试和开发试点项目的初期，VMware公司的vSphere是彼时市场上唯一的一款业界领先且较为可靠的虚拟化平台。此后，随着思杰公司、微软和红帽 Linux等公司开始提供各自的虚拟化管理程序解决方案，IT企业客户才开始逐步大规模的采用服务器虚拟化技术，并将虚拟化作为其优先IT策略。

现在，服务器虚拟化已然进入了几乎所有规模的IT基础架构中了。根据Spiceworks公司最近针对IT专业人员所进行的一项调查发现，80%的中小型企业已经部署采用了某种形式的服务器虚拟化技术。

虚拟化现在被视为主流架构，许多公司表示他们将致力于在虚拟化环境中部署其所有新的应用程序。

但事情并非总是如此。企业最早在虚拟化服务器上所??运行的应用程序往往是那些不太关键的应用程序。例如：Web和文件服务器往往是较为常见的早期运行在虚拟服务器上的应用程序。

通常，企业客户的试点环境对于备份和恢复需求方面的要求并不高，其管理员们往往依赖于现有的备份和恢复工具，而不考虑虚拟环境会如何影响恢复。试点项目应用程序的失败并不会对企业业务产生重大的财务影响，管理员将有足够的时间弄清楚如何恢复应用程序和数据。

现在，将关键任务应用程序迁移到虚拟机中已经相当平常了。诸如微软Exchange、微软Sharepoint、微软SQL Server、Oracle和SAP等应用程序总是具有苛刻的可用性和数据完整性方面的要求。但是，用于备份和恢复的工具通常并不是为虚拟化服务器的新的独特需求而构建的。

让情况进一步变得复杂化的是：当前在虚拟机中运行的应用程序经常共享资源。

当构建备份任务时，这会在经常不太受重视的架构中建立依赖关系。所有这些都需要重新思考虚拟服务器的数据保护策略，以确保可恢复性能够与个别应用程序的需求以及企业组织的整体业务目标保持一致。

一、企业数据中心采用虚拟化的趋势

固然，当前有很多的企业组织公司都已经纷纷采用了虚拟化的优先策略，并且这些优先策略规定所有新的应用程序都必须在虚拟环境中运行。然而，将传统遗留应用程序迁移到虚拟化环境则完全是另一回事。

尽管业界现在越来越关注技术以及IT能够为企业组织的利润所带来的益处，但根据Spiceworks公司最近的一项调查却发现企业目前对于IT预算的投入处于停滞状态。企业对于IT人才的招聘也跟不上新技术的需求。正是迫于这些趋势的影响，使得企业当下的IT人员们被不断的要求以更少的资金完成做更多的工作任务。

企业IT预算开支的持平与企业IT人员配置的减少所带来的不可避免的后果便是：涉及传统应用程序的项目的优先级被降低。的确，新开发的应用程序可以在虚拟服务器上运行，并受到虚拟化优先政策的支配。但是，正如“如果没有坏，就不要没事找事的忙着去修理。”这一谚语所形容的那样：由于企业缺乏推动设备实现自然报废(EOL)方面的支出，故而他们通常并没有相应的IT预算来将应用程序由传统物理服务器迁移到虚拟服务器。

对于大多数企业组织而言，无论其规模大小，现在都在处理包含虚拟和物理服务器的混合IT环境。这无论如何这都不是一个理想的情况。混合环境几乎将服务器管理的各个方面都复杂化了。其降低了管理员的生产效率，增加了管理工具的成本，管理员之间关于管理工具知识的掌握过于分散，并可能导致应用程序的可用性和数据的完整性被大打折扣。

二、为什么要部署虚拟化?

那么，围绕着虚拟化的部署，为什么会有着如此多的争论呢?而IT企业组织为什么又对这项技术如此的迷恋呢?最简单的答案便是：其可以帮助企业节省资金。

当将企业的业务应用程序部署在物理服务器上时，管理员和容量规划人员将需要聚在一起讨论并弄清楚这些应用程序需要多少的服务器资源。他们需要预估应用程序需要用到多少处理能力、多少的内存、多少存储空间以及多少网络带宽。

容量估算还必须预测应用程序的需求在未来的增长和需求高峰。故而确保为应对未来需求增长提供足够的容量就意味着企业的物理服务器将不可避免地要以平均其额定容量的20%来运行。

这意味着服务器处理器的电源、内存、存储和网络容量的80%的资本投入都处于闲置状态。

1、减少资本支出

部署虚拟化使物理服务器能够托管多款虚拟服务器。其还提供了在不同物理服务器之间轻松迁移虚拟服务器的能力，以平衡对资源的需求。运行虚拟化软件的物理服务器经常能够保持在其额定容量的80%以上运行。将业务应用程序整合到单台物理服务器上，每台物理服务器都有其自己独立的操作环境，可以显著的减少企业数据中心中的物理服务器的数量。凭借更少的物理服务器，IT企业组织能够进一步的减少资本支出，将这些资金腾出用于企业组织的其他业务部门，从而增加企业的营收。当然，除此之外，还有其他诸多方面的益处。

2、减少运营费用

减少数据中心的物理服务器的数量也有助于企业数据中心节省能源方面的开销，而碳排放量是企业数据中心投资者和股东们跟踪关注衡量标准的一个重要考虑因素。而且，其使得数据中心能够托管更多的应用程序，这是数据中心不动产变得更有价值的关键因素。

从管理的角度来看，虚拟机的配置和拆分要容易得多。如果应用程序需要新的服务器，则管理员为其配置虚拟机要比物理服务器要快得多。这通常可以将配置时长由数周减少到数小时或更少，有助于快速开发应用程序。

虚拟机的管理也要比物理对象更简单。一位虚拟化管理员就能够管理更多台的机器，而不是只能管理少量的物理设备。这有助于提高管理员的工作效率，并有助于缓解企业数据中心的人员配置问题。

三、虚拟化的缺点

当然，虚拟化技术也存在其不足之处。并非所有的业务应用程序都适合在虚拟服务器上运行。虽然部署虚拟化有助于企业节约成本，但该技术也可能导致某些其他方面支出的增加。与许多技术一样，在未对其有才充分了解的情况下就冒然使用，可能会加剧原来打算用它来解决的问题。

1、并非一切都可以虚拟化

虚拟化并非对于所有的应用程序都是绝佳的选择。对性能非常敏感的应用程序可能不太合适。这些应用程序不太可能容忍与其他应用程序共享物理资源，并且在同一硬件上运行虚拟机管理程序的开销也可能不被企业客户所欢迎。

有各种各样的应用程序需要他们的服务器具备物理附件，这类应用程序通常具有独特的驱动软件。尽管虚拟管理程序软件吸引了大部分的应用程序用例，但其通常并不支持这些不寻常的应用程序。

并非所有应用程序软件都能够虚拟化。对于一些应用程序软件来说，其可能具有防止虚拟化的许可协议限制。对于其他的某些应用程序来说，其也可能是复杂的。

许多企业组织使用的是旧的传统应用程序，这些应用程序对企业的关键业务至关重要，但由于多年长时间的升级和更改，从而使得其运营变得非常的复杂，以至于冒然将其转移到虚拟平台上会过于冒险。

2、成本的增加

相关组件的成本可能会影响到企业客户对于虚拟化技术的部署采用。虽然长期而言，虚拟化可以帮助企业降低运营成本，但实施该技术也会有前期的投资费用。

用于运行每台虚拟管理程序的主机服务器必须能够支持所有虚拟服务器的性能需求。这些服务器可能比他们所替换的物理服务器的成本更高。

鉴于当前市场上有各种各样的工具可供使用，其中有许多都是由虚拟管理程序供应商所提供的，因此企业客户的服务器和网络管理员们必须接受虚拟化技术方面的专业培训。

3、服务器蔓延

具有讽刺意味的是，原本是虚拟化技术承诺解决的服务器蔓延的这一问题事实上往往会因为虚拟机的部署而很容易被进一步激化。

当企业数据中心在没有充分理解其将带来的影响的前提下部署服务器时，服务器蔓延会成为数据中心的一个重要问题。这经常会导致数据中心充满了需要持续消耗宝贵的能源和占地空间，且又未充分利用的服务器硬件。

服务器虚拟化解决了这个问题。在单台虚拟服务器上整合许多物理服务器可缓解能源和空间方面的限制。但是，配置虚拟机的便捷性可能会导致服务器的过份蔓延。

4、单点故障

最后，服务器虚拟化的一个明显的缺点是，在一款硬件上托管多台虚拟服务器会存在导致单点故障的可能性。如果运行虚拟机管理程序的物理服务器出现故障，则管理程序托管的虚拟机上所运行的所有应用程序都将不可用。

确保虚拟服务器环境中的数据可用性和数据完整性需要采用新的数据保护方法。虽然许多虚拟化部署都依赖于现有的数据保护技术，但其假设前提是：对于物理服务器奏效的方案对于虚拟服务器也同样奏效，但事实上，虚拟化基础架构会带来相应的挑战。这不仅仅是因为企业数据中心的操作运营环境不太可能全部都是虚拟化的。

四、虚拟化独有的备份问题

随着ERP、CRM和电子邮件等应用程序逐步迁移到虚拟机，虚拟化环境中的数据保护无疑变得更加重要。与不太关键的应用程序不同，这些新的工作负载通常不能容忍数据丢失，并且几乎不能有停机中断发生。不幸的是，数据保护软件供应商经常发现他们正在疲于追赶虚拟化操作环境的快速变化。

在虚拟化的早期阶段，尚未有官方批准的备份工具与控制虚拟机的虚拟机管理程序接口。没有正式的API，这导致了很多临时的备份和恢复方法。

这些方法没有得到虚拟化软件供应商的认可，并且对管理程序的升级将不可避免地破坏备份工具，进而会使数据保护面临风险。

服务器虚拟化的目标之一便是要更有效地使用物理服务器硬件。平均而言，以前的架构仅仅只使用了10%到30%的服务器CPU，以便为备份等周期性工作负载留下足够的容量。

现在，我们通常会看到虚拟化服务器的环境利用率超过80%。这为其他工作负载留下了很小的额外容量。

鉴于在虚拟服务器上运行的资源利用率如此之高，故而在虚拟机的主机操作系统上运行的备份软件的可用容量较少。该软件将重要资源从运行在同一台计算机上的业务应用程序中分离出来，并且可能会影响到在同一台虚拟服务器上运行的其他虚拟机上的应用程序的性能。

除备份问题外，早期部署实施的虚拟服务器的数据保护软件还存在着重大的恢复问题。由于缺乏足够的细粒度，将数据恢复到虚拟机通常是一个“全有或全无”的命题。例如，如果您只想恢复单个损坏的文件，这将会是一个很大的问题。

1、针对中小型公司的备份问题

如果您所在的企业是属于中小型企业(SME)，那么当您为数据选择合适的数据保护解决方案时，有可能处于十字路口。转向虚拟化服务器不会在一夜之间发生。很有可能您企业的环境混合了运行各种业务应用程序的物理和虚拟服务器，并且会持续一段时间。这将带来诸多方面的问题。

常规备份工具主要用于保护物理服务器环境，并且通常不支持虚拟化。您企业的系统管理员们非常熟悉这些工具，并且会制定各种可信的标准和程序，以便顺利管理备份，并实现快速而准确的恢复。

新的备份解决方案通常旨在仅仅只保护虚拟服务器。由于企业数据中心操作环境的特殊性质，许多备份产品供应商对虚拟化要求的响应速度缓慢。这为更小，更灵活的创业公司带来了机会。

这些创业公司开发的新工具解决了备份虚拟服务器的具体问题，但它们通常不提供对现有物理服务器或涉及磁带的更常规备份方案的保护。

许多中小企业会发现短期内需要支持多种备份工具，但这会增加软件和支持方面的成本，并会降低管理员的工作效率。

2、无代理备份

在考虑备份时，我们需要区分应用程序和机器。

传统的备份软件需要在主机操作系统上安装代理，以便与编录和存储备份数据的备份服务器进行通信。代理软件可帮助备份感知应用程序。

虚拟化环境越来越依赖于无代理备份。这种方法可以备份整台虚拟机，但对主机上运行的应用程序的理解较少。