虚拟化的数据中心IT资源整合论文范文

一、虚拟化在资源整合中的应用

虚拟化的发展对提高数据中心的资源利用率起到了巨大的推进作用。本文将分别从存储虚拟化、服务器虚拟化、软件虚拟化、桌面虚拟化4个方面来探讨虚拟化技术在资源整合中的应用。

（一）存储虚拟化技术的应用存储的虚拟化是较早应用于数据中心的虚拟技术。存储虚拟化（StorageVirtualization）最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现，如较常用的磁盘阵列技术（RAID，RedundantArrayofInexpensiveDisks），该技术通过将多块物理磁盘组合成磁盘阵列，构成高性能的容错存储空间；网络附加存储技术（NAS，NetworkAttachedStorage）实现了对不同主机及应用系统的磁盘共享；存储区域网（SAN，StorageAreaNetwork）则通过SCSI协议实现了计算机技术与存储系统之间高效的数据传输。这些技术的应用使得集中存储技术得以快速发展，同时为双机热备技术（如IBM公司的HA技术，HP公司的MC技术等）提供了可能。大容量高性能存储设备可同时对不同的应用系统提供存储服务，并根据各系统的存储利用率进行存储空间的调节，使存储空间得以充分利用，达到资源整合的目的。

（二）服务器虚拟化技术的应用服务器虚拟化技术是最被广泛接受和认知的一种虚拟化技术，该技术使一台物理计算机上可以同时安装和运行多个虚拟的操作系统，每一个操作系统均可作为独立的服务器对外提供服务，而这些服务器则称为虚拟机（VM，VirtualMachine）。服务器虚拟化技术的应用推动了数据中心的资源整合，根据服务器资源的不同可区分为PC服务器虚拟化技术、小型机虚拟化技术等。1．PC服务器资源的整合数据中心通常托管了大量的PC服务器，出于安全和性能的考虑，这些服务器基本只运行一个服务，资源利用率普遍较低；而PC服务器虚拟化技术的应用则可实现对数据中心内PC服务器的统一管理，进行资源的再分配，提高系统的硬件资源利用率。目前广泛使用的虚拟化产品有Citrix公司的Xen，Microsoft公司的Hyper-V，VMware公司的VMwareESXServer等，数据中心可根据应用的特点进行选择。典型的虚拟化资源利用模式如图3所示。通过与存储虚拟化技术相结合，PC服务器的资源整合得以现实。通过资源的再分配，该服务器集群可以虚拟出多台虚拟机用于不同架构与应用的多个系统，硬件资源可以根据应用的负载进行再分配，充分发挥每一台PC服务器的性能，从而解决单一的资源利用模式所造成的资源浪费与分配不均。同时，由于每一台虚拟机均可独立对外提供服务，多应用加载技术所涉及的问题也得以解决。此外，通过虚拟化技术对PC服务器进行统一管理还具有加速应用部署、快速系统迁移、优化备份策略等优点。2．小型机资源的整合数据中心除PC服务器外，通常具有大量小型机、中型机甚至大型机。这些服务器比PC服务器具有更高的性能和稳定性，应用系统的中心服务器往往由其构成，由于系统部署上线时对硬件资源的消耗估算不准，往往会造成资源的浪费。虚拟化技术的应用便可充分利用服务器的硬件资源，形成资源的整合，例如IBM公司的PowerVM，HP公司的VSE（VirtualServerEnvironment）。PowerVM是在基于IBMPower处理器硬件平台上的虚拟化技术家族，它分为快捷版、标准版和企业版，是IBM公司虚拟化技术的统一品牌，包含PowerHypervisor虚拟化监视器，共享专用容量（SharedDedicatedCapacity），PowerVMLx86，虚拟I/O服务器（VirtualI/OServer），整合虚拟化管理器（IVM，IntegratedVirtualizationManager），共享、多共享处理器池（MultipleShared-ProcessorPool），动态逻辑分区（DLPAR，DynamicLogicPartition），以及实时分区迁移（LPM，LivePartitionMobility）和实时应用迁移（LAM，LiveApplicationMobility）等功能或技术。HP公司的VSE则包括硬件分区、虚拟分区、安全资源分区、IntegrityVM等技术，这些技术可根据用户的要求组合使用，以增强系统的隔离和灵活性。以上虚拟化技术的应用，可使小型机的资源利用更为合理高效，其资源利用模式与PC服务器资源利用模式相似，除可单独利用虚拟化后的小型机构建系统外，PC服务器与小型机两种虚拟化技术可以结合使用，进一步完善数据中心的硬件结构和各系统的部署架构。例如利用PC服务器的虚拟化技术构建Web集群，而利用小型机虚拟化技术构建中间件集群及数据库。数据中心的系统结构如图4所示。服务器虚拟化技术的利用将大大促进数据中心的资源整合，对于控制数据中心运营成本、提升资源利用率、减少资源浪费、降低能源消耗起到积极作用。

（三）软件虚拟化技术的应用服务器虚拟化技术实现了硬件资源的整合，而软件虚拟化技术则从应用层次对虚拟化技术加以利用。IBM公司推出的WVE（WebSphereVirtualEnterprise）便是一款中间件的虚拟化产品，它能够降低创建、管理和运行企业应用程序及SOA环境所需的运营和能源成本，提高应用系统的灵活性和敏捷性，更好地管理应用程序的运行状况。其典型的架构如图5所示。通常应用程序的中间件以静态方式绑定在特定的服务器或虚拟机上，为满足应用程序周期性的短暂负载高峰，数据中心不得不为系统分配更多的IT资源，这无疑将造成低负载时间段内的资源浪费，而WVE便可实现对中间件应用的虚拟化，多个应用程序通过WVEODR按需路由器动态分配应用资源而共享WVE应用池。与静态环境相比，动态的资源分配可运行更多的应用程序，具有更高的硬件资源利用率，同时WVE还可提供自动化的监控及异常处理能力，进一步提升系统的可用性和可维护性。

（四）桌面虚拟化技术的应用所谓桌面虚拟化是将用户的桌面环境与操作系统解耦和，以达到桌面使用的安全性和灵活性。用户可通过瘦客户端、个人电脑或具有足够处理和显示功能的终端设备，利用网络访问桌面环境。目前常见的桌面虚拟化技术有VMware公司的VMwareView，Citrix公司的XenDesktop，Microsoft公司的MicrosoftVirtualDesktopInfrastructure等。通过桌面虚拟化技术可实现企业级桌面系统的远程动态访问与数据中心的统一托管。桌面虚拟化将众多终端的资源集合到后台数据中心，以便管理者对企业数百上千的终端进行统一认证、统一管理和更为灵活的调配资源，可减轻数据中心安全管理（如防病毒管理、补丁分发管理、安全审计管理等）的负担，并使数据中心所托管的用户终端简化为轻量级客户端。与传统的PC台式机相比，采用桌面虚拟化的轻量级客户端可减少硬件与软件的采购开销，实现个人终端的定制化，降低数据中心的内部管理风险与维护成本。随着个人PC终端的快速更替、应用软件复杂度的增加，桌面虚拟化技术将体现出重要的应用价值。

二、虚拟化技术应用的管理需求

数据中心管理员通常采取登录系统或软件控制台的方式来进行系统的管理与操作，随着虚拟化技术在数据中心的不断应用，管理员还须对各虚拟环境进行管理与监控，虚拟机数量将不受成本限制呈爆发式增长，传统的管理方式将给数据中心造成巨大的人员成本和管理负担，因此对软硬件及虚拟环境的统一管理需求应运而生。在虚拟化环境里，不仅需要实时监测各虚拟机的资源利用情况，还须根据业务的访问量进行资源管理和调度。此外数据中心虚拟化管理员还应考虑各种常规的管理操作，通过流程的自动化来简化管理成本。虚拟化管理技术又可进一步划分为集中监控、快捷管理、动态优化和高效备份等技术。集中监控技术用于集中监控数据中心的所有资源，并记录各虚拟机的运行状态和生命周期；快捷管理技术则用于日程操作，如虚拟机的配置、虚拟机的迁移、应用的维护等；动态优化技术用于分析各虚拟机的负载，通过算法进行资源的动态调节，以弥补采用虚拟化后可能带来的性能下降；高效备份技术则用于解决虚拟环境下的数据备份问题。目前主要的虚拟化公司均推出了虚拟化管理的相应产品，如IBM公司的TPM（TivoliProvisioningManager）和ITM（IBMTivoliMonitoring），VMware公司的vCenter，Microsoft公司的SystemCenter等。虚拟化管理技术的不断发展与应用，将促进数据中心虚拟化技术的应用，对提高数据中心管理效率，降低管理成本起到积极的推动作用。

三、结束语

数据中心IT资源整合的研究还在不断深入与发展。本文通过探讨存储虚拟化、服务器虚拟化、软件虚拟化和桌面虚拟化在资源整合中的应用，阐述了虚拟化技术在整合资源中的价值，并对虚拟化的管理需求及技术进行分析。虚拟化技术的应用将对促进数据中心资源整合、提高资源利用率、降低运行成本起到十分重要的作用。

作者：王赫单位：中国人民银行金融信息中心