私有云计算平台建设之:虚拟化

日期:2011-12-28来源:IDC

  在部署云计算平台时,选择适当的产品和技术是建设一个绿色、高效、安全的基础架构的核心。除了软硬件平台的选型外,虚拟化技术已经日益成为部署具有高可用性云计算平台的重要手段,甚至是必由路径。

  但是,IDC也提出,在应用虚拟化技术之前,应该根据计算平台的实际需要选择虚拟化程度和虚拟化方法。

  • 用户需要对目前的硬件设备的性能、利用率有较为清晰的了解,从而能够确定虚拟化对硬件平台的整合比率
  • 用户需要对计算平台上的应用有较为清晰的了解,能够在逻辑上建立对应用的虚拟化程度,以及按照何种步骤来推进虚拟化
  • 用户还需要对整个平台的安全性有考量。因为成功的虚拟化不仅仅是整合硬件设备的数量,还要能够在动态环境中确保被虚拟化的每个应用的安全性。因此,用户需要选择优秀的虚拟化管理软件、解决方案去构建虚拟化平台的安全体系

  对于虚拟化,通常的印象是指服务器虚拟化。但实际上虚拟化的概念包括更多内涵,如存储虚拟化、网络虚拟化等。实际上,对于一个云计算平台来说,各种计算资源都应该处于虚拟化状态。而服务器虚拟化,需要虚拟化的也不仅仅是CPU和内存,通过对I/O的虚拟化来实现对网络适配器、SCSI设备等服务器内部设备的虚拟配置,从而使得云计算平台对资源的使用更加灵活方便。

  对于虚拟机的划分,一般来讲会以服务器的CPU或CPU中的内核为单位进行划分。但是云计算的灵活性要求虚拟机的切分达到更细的粒度。虽然对于操作系统来说,虚拟处理器总是以整数的方式分配,但每个虚拟处理器可以代表0.1个甚至1%个CPU(或CPU内核)。这样,通过1%个CPU甚至更细粒度的虚拟机划分,可以在业务应用变化时更精确地为其分配处理器资源,从而达到系统的最优化配置。同时,在某些需要按使用量进行费用核算的场景,这种更细粒度的虚拟机划分可以使费用的计算更加精确,并使得最终用户按使用量付费时的成本最低。

  在项目具体实施中,用户应建立共享的资源池,并根据每个工作负载的具体情况为其配置相应的虚拟资源。对于每个工作负载,用户都需要对其平均占用资源情况、高峰时占用资源情况以及该工作负载的重要程度进行评估,然后通过资源分配策略进行配置来实现对该工作负载的支持。

  以一个典型的应用场景为例,一个业务应用日常所占用的CPU资源大约为0.8个,而高峰时需要2.5个。如果该应用的重要性一般,可以为该应用配置日常资源为0.8个CPU,最大资源为2.5个CPU或不封顶。这样,当系统日常运行时,该应用占用0.8个CPU的计算资源。当其所需的处理能力不到0.8个CPU时,会将其空闲的计算能力提供给其它应用使用。而当该应用所需计算资源达到峰值,该应用需要到资源池申请使用额外的计算资源。但如果此时资源池内的资源也无法满足该应用的要求,该应用需要被延迟处理,直到在资源池内申请到足够的计算资源。而如果该业务应用是关键应用,就需要将该应用的日常配置资源设置为2.5个CPU的峰值,保证该应用能够申请到2.5个CPU的计算资源,能够在峰值时也正常运行。而在其日常运行,低于2.5个CPU的使用期间,其空闲的计算能力会提供给其它应用。实际的项目实施情况远比上述案例复杂,还需要进行对各应用申请资源的优先级进行配置等工作。企业在建设云计算平台时需具体情况具体分析,根据自身应用的特点灵活地配置虚拟化策略。

  虚拟化技术在中国经过几年的市场培育和推广,已经进入健康发展阶段,来自制造业、金融、电信的客户已经开始采用虚拟化技术来优化数据中心的应用。根据IDC的调研,2008年,中国市场x86服务器出货量总数中,大约有5%的服务器安装了虚拟化软件,正在运营虚拟化应用。这一趋势,在2009年得到了延续,同时,虚拟化技术和高端服务器,如四路以上的服务器捆绑趋势更为明显。而在大型主机和Unix服务器平台上,如前所述,虚拟化技术已在更早时间被广泛采用。虚拟化技术在企业基础架构的蓬勃发展为企业建设云计算平台打下了一个很好的基础,使得很多企业可以基于现有的虚拟化平台建设云计算。但是,需要指出的是,很多企业的IT基础架构虚拟化并不充分,如果希望达到建设云计算的标准,还需对现有的虚拟化平台进行合理的细化。

  针对云计算平台,如果能够合理的采用虚拟化技术,企业将可以获得以下显著的收益:

削减服务器数量:在有较好的管理能力的情况下,采用虚拟化技术,可以实现大规模的服务器缩减,这将极大的提高单位服务器的使用效率。根据IDC对数据中心的调研,通常服务器的平均利用率不超过25%,这对服务器资源、电力、冷却都是很大的浪费。

  • 减少管理复杂程度:在传统的数据中心部署中,需要大量的IT人员对服务器、存储进行管理、配置、监控和故障排查。这是由于大量的服务器部署和未经整合的各类应用,都需要专职人员去管理。通过应用虚拟化技术,物理平台和应用平台都可以得到较好的整合。从而节约大量人力资源,同时可以实现集中的管理云计算平台应用。
  • 实现动态管理云计算应用:云计算平台上通常都会部署多种应用以服务用户,但是这些应用会存在不同的应用负载以及不同的高峰运营时间,通过应用虚拟化技术、虚拟机作为应用的重要载体,将可以实现动态的迁移,从而有效的利用计算平台的资源,实现云计算平台的动态化管理。
  • 节约能源,实现绿色云计算:在传统的数据中心部署中,大量的电力耗费来自于冷却设备。通过应用虚拟化技术整合服务器后,服务器数量的缩减可以有效的减少冷却面积,从而节约用于制冷的设备投入和电力消耗。

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