淺談VMware虛擬化及其應(yīng)用的便利性

摘 要：隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代到來，傳統(tǒng)的服務(wù)器模式已不能適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，知名的阿里云、騰訊云等均廣泛采用了虛擬化技術(shù)，通過整合數(shù)據(jù)中心，提供虛擬服務(wù)器給用戶。本文簡(jiǎn)要介紹VMware虛擬化技術(shù)并通過其部分優(yōu)點(diǎn)來闡述它在實(shí)際應(yīng)用中的便利性。

關(guān)鍵詞：虛擬化;VMware;服務(wù)器

當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)發(fā)展到了信息化時(shí)代，更是數(shù)據(jù)爆炸的年代，服務(wù)器做為信息化中的關(guān)鍵一環(huán)已是必不可少，雖然現(xiàn)在比之前價(jià)格有所降低，但是每個(gè)單位信息化平臺(tái)部署越來越多，服務(wù)器數(shù)量成倍增長(zhǎng)，購(gòu)買服務(wù)器仍是一筆不小的開支，而且隨著服務(wù)器數(shù)量的增加，運(yùn)維難度也逐步加大，此外各個(gè)服務(wù)應(yīng)用對(duì)服務(wù)器性能要求參差不齊，存在大量的服務(wù)器資源浪費(fèi)現(xiàn)象。這個(gè)時(shí)候服務(wù)器虛擬化技術(shù)有了廣泛的應(yīng)用空間，2018年中國(guó)服務(wù)器虛擬化市場(chǎng)規(guī)模為31.3億元，同比增速達(dá)到19.8%，近五年來該市場(chǎng)均保持著接近20%的行業(yè)增速。按照銷售額計(jì)算，2019年中國(guó)服務(wù)器虛擬化市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到37.4億元。到2023年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到74.8億元。其中VMware占到2018年中國(guó)服務(wù)器虛擬化市場(chǎng)份額的40.9%，位居第一[1]。

1 VMware虛擬化技術(shù)簡(jiǎn)述

虛擬化是為一些組件（例如虛擬應(yīng)用、服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)）創(chuàng)建基于軟件的（或虛擬）表現(xiàn)形式的過程。它是降低所有規(guī)模企業(yè)的IT開銷，同時(shí)提高其效率和敏捷性的最有效方式[2]。虛擬化技術(shù)的核心就是可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，每一個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行在一個(gè)虛擬的CPU或虛擬的主機(jī)上。就本文簡(jiǎn)單來講虛擬化技術(shù)可以把產(chǎn)能過剩的物理服務(wù)器虛擬出多臺(tái)主機(jī)環(huán)境，充分提高了服務(wù)器的利用率。從上個(gè)世紀(jì)60年代IBM提出虛擬化概念，到1998年VMware公司成立，通過不斷的技術(shù)積累與創(chuàng)新，利用VMware ESXi裸金屬架構(gòu)，直接安裝在硬件層面上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件資源的抽象，脫離了操作系統(tǒng)限制，管理所有硬件資源，占用資源少，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，在其上的任何一個(gè)虛擬機(jī)出現(xiàn)故障都不會(huì)影響其他的虛擬機(jī)的正常工作。虛擬化技術(shù)通過分區(qū)、隔離、封裝、相對(duì)于硬件獨(dú)立等四大特性實(shí)現(xiàn)了資源的最大化。

2 VMware虛擬化應(yīng)用的便利性

2.1 構(gòu)建模板快速部署虛擬服務(wù)器

在實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)遇到這樣的場(chǎng)景：1）采購(gòu)服務(wù)器往往需要幾天甚至上周的時(shí)間;2）現(xiàn)有服務(wù)器為了測(cè)試需要一個(gè)純凈的操作系統(tǒng)環(huán)境;3）部署一臺(tái)新服務(wù)器需要進(jìn)行大量重復(fù)繁雜耗時(shí)的基礎(chǔ)配置、安裝系統(tǒng)補(bǔ)丁及必備軟件等工作。而VMware則可以通過事先建好的操作系統(tǒng)模板快速部署到應(yīng)用虛擬服務(wù)器當(dāng)中，部署后可以直接使用。當(dāng)部署時(shí)虛擬硬盤模式選擇“Thin Provision”（自動(dòng)精簡(jiǎn)配置，又叫“超額申請(qǐng)”），占用的物理存儲(chǔ)空間將不是設(shè)置的虛擬硬盤大小，而是實(shí)際占使用的大小，從而降低了寶貴存儲(chǔ)空間的空閑率，使資源得到更為充分的利用。此外，交付使用時(shí)間可以從天變?yōu)榉昼姡瑯O大地提高了工作效率。

2.2 硬件配置擴(kuò)展支持熱添加

系統(tǒng)在上線前對(duì)服務(wù)器CPU、內(nèi)存、硬盤等所做規(guī)劃與業(yè)務(wù)上線后實(shí)際需要的配置往往存在差異，在生產(chǎn)環(huán)境中如果再增減配置只能停機(jī)處理，但VMware虛擬化技術(shù)則可以使這個(gè)問題迎刃而解。它可以在線修改CPU虛擬插槽數(shù)（注意：插槽的內(nèi)核數(shù)只能在關(guān)閉虛擬服務(wù)器的情況下修改），內(nèi)存可以實(shí)時(shí)增大或減少，硬盤空間不足時(shí)，可以隨時(shí)修改硬盤空間大小，然后進(jìn)入服務(wù)器后通過磁盤管理，可以發(fā)現(xiàn)新擴(kuò)充的硬盤大小，選擇合并空間或者新增盤符即可。

2.3 虛機(jī)遷移

現(xiàn)實(shí)中如有需求將正在運(yùn)行的一臺(tái)物理服務(wù)器進(jìn)行關(guān)機(jī)維護(hù)，VMware Vmotion可以通過內(nèi)存復(fù)制技術(shù)，將源ESXi1服務(wù)器中虛擬機(jī)當(dāng)前內(nèi)存數(shù)據(jù)復(fù)制到目的ESXi2服務(wù)器內(nèi)存中，在復(fù)制過程中發(fā)生的內(nèi)存數(shù)據(jù)塊的變動(dòng)，通過內(nèi)存位圖（Memory Bitmap）記錄下來，當(dāng)完成復(fù)制動(dòng)作，ESXi1會(huì)停止虛機(jī)服務(wù)，ESXi2會(huì)根據(jù)內(nèi)存位圖中的地址變動(dòng)將對(duì)應(yīng)地址中的內(nèi)存數(shù)據(jù)的變動(dòng)拷貝過去，并在ESXi2上恢復(fù)虛擬機(jī)的運(yùn)行，整個(gè)過程在千兆網(wǎng)絡(luò)下可以不超過2秒，實(shí)現(xiàn)正在運(yùn)行的虛擬機(jī)在不關(guān)機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接不丟失、不影響在線業(yè)務(wù)的情況下實(shí)時(shí)遷移到其他物理服務(wù)器或者存儲(chǔ)中，前臺(tái)用戶幾乎沒有感知，保證了業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

2.4 快照功能

很多服務(wù)器管理人員深知操作系統(tǒng)補(bǔ)丁的重要性，但是每次安裝前卻往往思慮再三，因?yàn)榘惭b補(bǔ)丁后，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致與應(yīng)用程序不兼容，操作系統(tǒng)崩潰等風(fēng)險(xiǎn)，這時(shí)可以利用VMware的快照功能，它可以在某一時(shí)間點(diǎn)建立虛擬機(jī)磁盤文件的復(fù)本，該復(fù)本變?yōu)橹蛔x狀態(tài)，不再寫入任何數(shù)據(jù)，后續(xù)的操作系統(tǒng)會(huì)創(chuàng)建第二個(gè)虛擬機(jī)磁盤文件，這個(gè)文件存儲(chǔ)著進(jìn)行快照后虛擬機(jī)所有寫入的東西，這樣可以在快照后，安裝系統(tǒng)補(bǔ)丁，當(dāng)如果發(fā)現(xiàn)有問題可以及時(shí)回滾到快照的時(shí)間點(diǎn)，一切順利則可以刪除快照，把兩個(gè)虛擬機(jī)磁盤文件重新合成一個(gè)。

2.5 高可用性HA（High Availability）

服務(wù)器首先要求的就是穩(wěn)定性，這是一切應(yīng)用運(yùn)行的基礎(chǔ)與前提條件。VMware HA通過集群中所有活動(dòng)的ESXi主機(jī)選舉選出一臺(tái)首選主機(jī)（Master），它能夠通過持續(xù)監(jiān)控ESXi集群資源池中所有物理服務(wù)器，將出現(xiàn)故障的ESXi主機(jī)上的虛擬機(jī)在其他ESXi主機(jī)上啟動(dòng)起來。集群中的ESXi主機(jī)通過心跳信號(hào)確定相互之間的連通性，當(dāng)一臺(tái)ESXi主機(jī)檢測(cè)不到其他ESXi主機(jī)的心跳信號(hào)了，如果自身的問題則系統(tǒng)會(huì)解除該主機(jī)上虛擬機(jī)磁盤文件的獨(dú)占方式，以便讓其他ESXi主機(jī)接管;如果是其他ESXi主機(jī)的問題，則嘗試接管上面的虛擬機(jī)。如果首選主機(jī)故障，從屬主機(jī)（Slave）將自動(dòng)再次參與選舉選出新的首選主機(jī)。VMware HA在配置合理的情況下可以在無需人工手動(dòng)干預(yù)的情況下自動(dòng)處理有故障的虛擬機(jī)或重啟虛擬機(jī)，還可以配合分布式資源調(diào)度程序（DRS），優(yōu)化資源分配，確保了ESXi主機(jī)間的負(fù)載均衡，增強(qiáng)了靈活性。

3 總結(jié)

通過使用VMware虛擬化技術(shù)打破了物理間的壁壘，減少了基礎(chǔ)架構(gòu)成本，提高了運(yùn)維效率，給單位節(jié)省了大量資金成本，虛擬化技術(shù)未來必將具有越來越廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]計(jì)世資訊.行業(yè)云不斷落地持續(xù)驅(qū)動(dòng)中國(guó)服務(wù)器虛擬化市場(chǎng)發(fā)展[EB/OL].（2019-06）.

http：//www.ccwresearch.com.cn/view_point_detail.htm？id=786448

[2]VMware.虛擬化[EB/OL].https：//www.vmware.com/cn/solutions/virtualization.html

作者簡(jiǎn)介

王曉霞，中國(guó)海洋大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院。