虚拟化不虚

在过去几年里，虚拟化已经成了一个经常被提及的术语。虚拟服务器、虚拟存储、虚拟PC、虚拟工作组、虚拟专用网（VPN）、虚拟本地局域网（VLan）以及虚拟数据中心等名词经常出现在IT报道中。照这么发展下去，也许不久以后我们就会有虚拟员工，领虚拟工资，吃虚拟食品。这听上去更像是网络上的角色扮演游戏，比如魔兽世界或者模拟人生。当然，目前的虚拟化技术还不可能实现像科幻小说里描述的那种景象，但是对于目前的企业来说，已经完全可以实际应用了。

推动这些虚拟化技术发展的动力包括了日益成熟的互联网以及性能不断提高的计算机硬件。在过去三十年中，数据中心从原先人们印象中的那种笨重、巨大的大型机转变成了机房中一排排的刀片服务器、交换机以及更小巧的硬件设备。这些硬件设备所提供的计算和存储性能，是三十年前的人们连做梦都想不到的。现在，应用虚拟化的用户已经切实感受到了虚拟化技术给他们带来的好处。

减设备 降成本
随着数据中心的扩展，大型机已经被机架服务器以及更小的电脑取代。而我们则处在技术加速进步以及缩小空间占用的循环中。安装到机架上的服务器需要电源，需要冷却设备，也需要时间用来管理。电源线缆需要连接到每个服务器上，同时网线也必须连接到每台服务器。

传统意义上，每个服务器都有自己的本地存储设备，即一个或多个硬盘，用来存储操作系统，应用程序以及数据。为了保证安全，所有这些数据会被经常性的备份。如果服务器采用了错误冗余方案，那些执行临界任务的程序会被复制，因此，在硬件出现问题的时候，企业所受到的损失可以降到最低程度。

要想降低数据中心的成本，其困难要远超过你的想象。数据中心的一个最大的成本就是电力。世界上最著名的不间断电源（UPS）供应商APC曾经表示，一个稳定的数据中心所需的电力基本在3000 kW～50000 kW，这基本上等同于一个中型城镇的电力需求。就算是单个机架组成的数据中心，电力需求也不低于20 kW。随着全球电力和能源价格的不断攀升，减少数据中心内机架上设备的数量，可以明显地降低数据中心的运行成本。

存储就象用水电
目前所应用的最稳定的虚拟化技术应该在存储领域。服务器中采用的直接连接存储（DAS）其实是大型机时代的产物，它依靠稳定的高速网络进行连接。DAS可以确保服务器有足够的本地数据存储空间，用来存储服务器的操作系统，应用程序以及业务数据。

随着近十年来（尤其是近五年）数据量的爆增，DAS已经无法有效地承担数据存储的任务了。这导致了业界对现有服务器存储性能的再一次评估。更糟糕的是，DAS并不具备任何为其他应用程序或服务器提供存储空间的能力。

存储领域的虚拟化技术可以重新规划磁盘阵列，它允许任意数量的服务器访问磁盘阵列，并且不会受到仅能访问某个物理磁盘或某个RAID分组的限制。对于服务器以及运行于其上的应用程序来说，这个存储空间完全是本地的磁盘，并且仅能让它们来访问。如果需要扩展存储空间，只需要在存储空间池中将剩余的空间划拨过去即可。如果要为新的应用项目划定一个虚拟存储空间，只需要几分钟的操作即可完成。

基于网络的管理意味着对虚拟存储空间的管理可以在任意地点实现，操作人员不必非要进入机房才能实现管理。

通过虚拟化技术，存储空间可以被简单的划分和管理，从而被整个企业利用起来，就好像水和电一样。而磁盘空间也不再是位于服务器内部了，它意味着企业的资源（或者说资产）被更有效的利用了，设备的负荷更加均衡了。

从财政和资源管理的角度看，存储虚拟化可以说是相当成功的。存储局域网（SAN）是一项加强存储虚拟化的技术，它可以将存储设备的范围扩展到多个地点。被请求的数据从本地的SAN返回到中心。数据可以在多个存储地点进行备份，在这种结构下，当其中一个存储地点的设备发生故障时，企业的损失可以降到最低程度。

改变数据沟通方式
虚拟化存储的另一个优势是它有可能从某个存储地点回收或者恢复全部数据。很多大型企业都曾经努力发展广域网（WAN）来确保他们位于各地的办公室之间的联络畅通。但是广域网的搭建成本以及传输成本制约了这种解决方案的发展。而目前企业所需的是尽可能快的将信息发送到企业的全部分支地点。

因此必然的结果就是直接互联网接入取代了昂贵的点到点专线，成为了企业办公室间联系的主要渠道，随着宽带接入费用的降低，这种趋势更加不可改变。很多办公机构都在维护着由自己的服务器和数据组成的数据中心。更小的办公室具有采用DAS方案的本地服务器，用来保存本地数据。

这其中的问题在于，由于用户经常将数据存储在他们的笔记本上或者台式机上，因此数据中心所保存的数据并不准确或者并不完整。现如今的网络已经解决了上个世纪八十年代甚至九十年代出现的大部分问题，并且有能力承担大量数据的传输工作，但是将这些数据完整有效的存储起来又成了问题。

通过采用虚拟化存储技术，我们已经可以将企业各地分支机构的数据全部汇总到主数据中心。更重要的是，就算用户并不在办公室，也可以通过VPN访问到本地的虚拟存储空间。有业界的分析家表示，目前有70%的企业数据并不是保存在企业的数据中心里。这意味着企业无法有效的更新全部数据，因此也无法确保所有数据的准确性。

数据化零为整
通过网络和分布式的SAN，这些散落在用户手中的数据会被重新收集起来并发送到企业的数据中心，从而被企业集中控制。当然，在客户和SAN间的数据同步仍然需要进一步的改善，好在类似的应用程序已经出现了。

虚拟化技术也改善了员工间的协作能力。与以往通过电子邮件或者其他方式处理不同地点的信息不同，虚拟化技术可以搭建起一个虚拟化办公室，员工登录这个虚拟化的办公室进行工作。所有的工作任务都保存在这个虚拟仓库中，任何文档的改动都会被处在这个虚拟办公室中的员工马上看到。通过诸如微软的SharePoint Portal Server或者IBM的 Workplace Client，这种将不同地点员工集中起来的虚拟工作方式实现起来并不困难。

这种技术对企业的最大吸引力在于，企业可以将最优秀的员工集中起来工作，而不用考虑他们此刻是否位于地球的另一端。虚拟化技术影响企业团体的另一个例子是呼叫中心。出于各方面的考虑，基本的技术和职位很可能被外包出去，但是企业的关键数据必须被牢牢掌握在企业手中。有了虚拟化技术，呼叫中心的运营者可以随时随地访问数据记录和信息，而不必非要与呼叫中心处于同一地点。

要想在企业内实现完全的虚拟化，并且让虚拟化技术与其他技术更好地结合起来，还有待时日。而在实施虚拟化技术方面，小型的企业要比大型企业来得方便一些。毕竟对于那些只有十几个人的公司来说，通常都只有一个办公地点。电话系统可以将各地的用户联系起来，而VPN和SAN则可以让他们实现远程操作。

毫无疑问，当科幻小说作家仍然在描绘未来虚拟化世界中的科技时，现如今的企业已经开始收获虚拟化技术带来的第一波利益了。

存储虚拟化可以在三个不同层面上实现

为什么投资虚拟化
目前，一般企业内的服务器仅能达到15%～30%的系统处理能力，绝大部分的负载都低于40%，大部分的处理能力并没有得到利用，IT投资回报率偏低。同样，存储设备上也有类似的问题。如何让IT资源尽可能多的被用户和应用程序有效使用，一直都是虚拟技术发展的源动力。

虚拟能够从很多方面显著地降低TCO 客户的服务器数量似乎一直在肆无忌惮地增长，这样快速增长的背后却是极低的资产利用效率。所以即使硬件的费用在降低，软件的费用、管理的费用和人员的费用却不是这样。从TCO的角度看，虚拟技术可以向客户提供一个能够充分利用已有资产的机会，降低服务器和存储增长的速度。特别是在存储方面，虚拟技术能够帮助他们消除很多多余的数据——这是由于不得不保存多个数据备份所造成的。

同时，客户都担心IT基础架构的灵活性问题。董事会要求IT基础架构实现一定的弹性，但CIO们面对的复杂而又脆弱的基础设施，获得灵活性非常困难，并且代价高昂。例如，很多客户并不是将两个站点都建设得一模一样，如果次级站点仅仅是为了在故障出现的时候提供备份系统，很多客户都倾向于在次级站点上使用相对较差的技术。

但是，客户很难在现实世界里实现这一点，尤其是在存储方面。存储厂商要求你必须在次级站点上使用和主站一样的技术。 而虚拟技术可以简化基础设施，镜像也变得更加简单。客户只要决定将哪些元素放在总部，哪些元素放在次级站点，虚拟技术能够帮助他们在这方面 获得更大的灵活性。

另一个主要的好处是通过一个虚拟的、整合的基础设施实现共享访问。SOA和SOI具有很多优势，它们都能够进行整合，通过共享数据，消除多余的数据，帮助应用自由地进行彼此协作，让商业流程更加灵活，互动性更强。

虚拟技术还带来了客户在设备选择上的更多自由 就好象Java 和Linux让应用摆脱了特定平台的束缚一样。以前，当客户选择了某个应用的时候，该应用通常会要求使用某一特定的操作系统、特定的数据库、特定的硬件平台、特定的存储设备，所以必须在这些工具上进行投资。

Java和Linux帮助客户打破了其中一些束缚，现在我们可以使用虚拟技术打破另一些设备上的束缚。 在存储方面，虚拟也具有同样的功效。现在的存储设备可以混合使用，并且能够胜任工作。所以当能够满足需要的时候，完全可以使用便宜的硬件。用户可以拥有一个服务器和存储设备的管理界面。因此，虚拟提供了更高的灵活性，并且迫使厂商在功能、特色、服务的质量、支持等等方面展开竞争。

为什么企业要投资虚拟化技术呢？其原因可以归纳为以下五点：
◆ 减少硬件设备的成本
◆ 更好地应用企业资源
◆ 更好地管理和部署企业资源
◆ 数据和应用功能应该保存在多个系统中，当其中某个系统出现问题，其他系统能够保证迅速取代其位置
◆ 随时随地访问企业资源，不论从全球任何一个地区，都可以实现24×7×365的访问能力

虚拟技术如何降低成本
虚拟化是一个很多人都不了解的IT词汇。很多人不知道虚拟化软件可以运行在桌面PC或者服务器上，同时很多人也不知道虚拟化技术是如何改善处理器资源以及存储资源的利用率，以节约硬件开支的。

C&C Technology Consulting最新的一项研究结果显示，在企业中，很少有人理解PC和服务器的虚拟化技术会给企业带来什么样的利益。虚拟化软件可以让用户在一台电脑上同时运行多个操作系统，从而实现综合性的测试以及应用。

对于一个开发者来说，完全可以将测试环境和开发环境集成到一台主机里，而不会像以前那样，在开发的同时，身边还要摆放一台或几台运行着不同操作系统的电脑。开发者将软件安装在一个虚拟测试环境中，就算测试过程发现了问题，也不会影响到开发环境。

虚拟化技术还可以让企业将多个需要独立运行的服务器程序融合在一台服务器主机中，每个服务器程序都运行在各自的虚拟环境中，不会相互影响。C&C Technology Consulting 的调查范围包括（英国）雇员人数在1000人以上的企业中的26个高级IT决策者，调查内容主要是对虚拟化技术的理解，选择，以及应用情况。

在26个企业中，有8个企业通过采用虚拟服务器降低了企业所要管理和维护的服务器主机的数量。但是没有一个企业通过虚拟化技术降低存储资源（比如文件服务器）的需求，也没有企业将不同类型的存储需求集成在一个大的虚拟化磁盘中。这显示出企业对于虚拟化技术的理解以及应用并不充分。

将现有的IT架构集成起来，是企业采用虚拟化解决方案的首要目的。但是企业应该知道，虚拟化并不是一个百分之百兼容的解决方案，它并不能和所有的应用程序或者所有硬件协调工作，大多数虚拟机都是模拟一个基本的PC环境，而不是让应用程序直接访问主机的硬件资源。

而虚拟化技术能带给企业的最明显利益就是降低成本。将四台服务器中的应用集成到一台高性能服务器中，很明显具有更高的性价比。不论是从短期或者长期来看，购买、管理和维护四台普通的服务器都要比购买、管理和维护一台高性能服务器的投入更大。

据C&CTechnology Consulting的调查显示，成本降低幅度是影响未来企业对虚拟化投资的一个主要因素，其次是虚拟化技术对改进现有桌面以及服务器资源利用的情况。目前，虚拟化技术在行业中的理解及应用程度仅仅算是一个开始。但是随着一些大企业对虚拟化技术的投资，比如EMC 投资VMware，微软投资Virtual PC 和 Virtual Server，未来几年，虚拟PC以及虚拟存储环境将出现长足的发展。

虚拟免费成趋势
最近VMware 宣布，免除它的中端产品GSX Server的购买费用，对于所有人来说，这都是一个好消息。这也是服务器软件行业的一个大趋势，即将软件本身免费发放给客户，之后针对那些需要协助的客户，提供适当的服务以及管理工具，并收取一定的费用。

VMware的 VirtualCenter管理工具毫无疑问地列入了这类收费工具软件中。VirtualCenter是目前VMware 服务器软件框架中非常实用的一个扩展工具，在今年晚些时候推出的新版VirtualCenter将加入更多实用功能，这些强大的功能会令大多数IT管理者毫不犹豫地购买它。

比如，VirtualCenter可以自动将虚拟服务器从一台主机迁移到另一台主机，以保证CPU负载平衡；它还可以实时监视并且自动重新启动崩溃的服务器。尽管服务器操作系统很少会崩溃，但是操作系统崩溃依然是目前很多服务器宕机的主要原因，因此自动重新启动功能对于IT管理者来说相当有吸引力。

VMware 已经将GSX Server 改名为了VMware Server ，并免掉了软件的费用，从市场上看，这也是发展的必然，因为很快市场上将出现大批免费的虚拟化工具。以Intel的Xeon 为首以及紧随其后的AMD处理器逐渐成为主流，从硬件上对虚拟化的支持使得市场上的竞争者们能够更容易地开发出各自的虚拟机监视器（VMM）。

同样，硬件上对虚拟化的支持，使得Xen Source VMM从一个可以支撑多个Linux系统的工具变成了一个可以同时支撑多个Linux和多个Windows系统的全能的平台。

对于微软来说，则是希望将其现有的Virtual Server（VS）集成到Windows Vista版本的Windows Server中去。获得了AMD或者Intel的硬件虚拟化支持，VS才可以说有了一定的竞争力。虽然目前对VS的测试显示它的性能很不错，但是大多数IT专家都认为，如果没有硬件上的协助，微软的VS根本没法与VMware 的性能相提并论。

另外，新的虚拟化工具也从以往软件制造商所犯的错误中吸取了经验。虽然目前还是虚拟化工具刚刚兴起的阶段，但是很多虚拟化工具就已经充分考虑到了互用性的问题。比如，VMware 的产品可以兼容微软VS的文件，也可以使用第三方镜像工具如Symantec LiveState Recovery生成的磁盘镜像。这使得企业在文件格式方面具有了很大的灵活性。

如果您的企业是在GSX Server 免费前购买了该产品，那么也不用为此抱怨VMware，起码您不用为未来软件升级的费用担心了。

虚拟技术分两类
尽管许多人对虚拟化技术都非常感兴趣，但不同的人对虚拟化的理解并不相同。IBM虚拟化副总裁Rich Lechner表示，“如果你问10个人虚拟技术的含义， 你可能得到11种不同的答案。”在IBM看来，虚拟化是通过一种逻辑的方式来表达很多物理资源。这种表达分为两种方式，第一种方式是把一个大的、整合 的资源看成分散的多个小资源，例如在IA服务器上就可以应用VMware虚拟软件把一台服务器变成多个分区。同样，基于POWER处理器的IBM System p系 列服务器上也有动态逻辑分区的功能。第二种类型的虚拟化技术，是让多台小的服务器能够像大的服务器一样工作，这样就使得各种分布异构服务器的 资源能够协同在一起工作，对用户来讲好象是一台大型的主机一样。

那么，IBM的虚拟技术有什么长处呢？Lechner表示，IBM的虚拟技术可以支持不同类型的应用，而且其分区可以支持整个逻辑当中各个不同的层面。换言 之，其他虚拟技术在这方面的表现不佳，在一台物理的不同分区上可能只能执行相同类型的应用。举例而言，其他分区技术只能将10个应用服务器合并 到一台机器中，而IBM可以将多层应用通过虚拟化整合到一台服务器当中，例如Web服务器、数据库服务器、事务处理服务器、应用服务器等等。

IBM为什么能够在一台物理服务器上整合不同的应用？Lechner表示，用户在整合其系统的时候，需要考虑到整个分区能不能达到安全性，并且需要关注其 中某一个层次的应用发生问题时，会不会影响到其他的应用，这是一个系统可用性的问题。另一方面，不同层面的应用之间传统上是通过TCP/IP来实现 通信的，假如把它整合到同一个系统上，能不能用一个虚拟的网络来提供不同应用间的高速TCP/IP的连接，这也是IBM在TCP/IP上的一个特有的功能。很 多IBM主机用户在主机上整合多种Linux应用也正是看中了IBM的这一点优势。

Lenchner表示，IBM目前可以虚拟企业中80%以上的IT基础架构。在存储设备方面，IBM甚至可以100%实现。而在服务器方面，IBM可以管理自己的服务器 ，可以与VMware很好地结合在一起，可以在一定程度上支持HP-UX和Solaris，以及其他主要的Linux版本。如果一个客户的环境中混合了Intel服务器、 RISC 服务器、UNIX、Linux、大型机、存储设备、网络和存储架构、Cisco和Brocade等等设备，IBM能够在很大程度上为他们提供帮助。

Lenchner还表示，目前在虚拟化方面还存在很多相关标准，例如在硬件分区方面、在如何表示这些虚拟化资源方面有DMJef标准组织，而WSDM组织是专 门参与WebService虚拟化标准化制定。现在的情况有些类似于Java平台的初期，JAVA、JAVA2都是被业界接受的标准，尽管虚拟化方面的标准已经都完 备了，但是距离在整个行业实施还需要一个过程。

虚拟化是通过一种逻辑的方式来表达很多物理资源，这种表达分为两种方式。

机器更少 备份更快
佛罗里达州的棕榈滩社区大学已经选择使用IBM系统和Linux来简化其IT基础设施。棕榈滩社区大学是美国准学士学位授予数最多的学校，注册学生数量超过4.9万，学科领域涉及90个。学校在佛罗里达州棕榈滩县（Palm Beach County）设有5处教学园区，并在全国范围内提供在线课程的学习服务。学校目前正在与自己的战略合作伙伴IBM进行合作，将其原有的多层计算整合为更加高效和开放的基础架构：
◆ 在一台中等大型机z 890服务器上通过虚拟化来运行5个SUSE LINUX分区，整合学校2000名员工的重要财务、人力资源、设施管理应用，以及整个学生注册和学费管理系统。

◆ 与大型机相连的是一个10 TB存储容量的IBM TotalStorage DS6800企业存储服务器系统，运行IBM TotalStorage SAN卷控制器虚拟软件。这一存储虚拟软件将多个磁盘存储系统的数据汇聚为一个单一的中央管理存储。

◆ 2台IBM BladeCenter机箱的服务器与存储区域网络（SAN）相连，支持5个不同的IBM Tivoli应用和不同文件和打印功能，这些功能过去曾运行在70台Dell服务器上。

◆ 使用IBM Tivoli存储管理软件对存放在IBM TotalStorage 3583 Ultrium可扩展磁带库上的财务数据、财务补助、人力资源/工资、远程学习和学生记录进行备份，将备份窗口时间从25个小时减少至不到5个小时。

安装完这一新的解决方案之后，学校计划对大量的纸张文件进行图像化处理并以数字化形式存储到虚拟存储网络之中。这一无纸化进程的目的在于在南佛罗里达发生强烈飓风时帮助保护学校的重要信息。大型机的可靠性可以确保学生们能够全天访问学校的学生门户网站和远程学习模块。

棕榈滩社区大学首席信息官Tony Parziale表示：“我们希望通过移植到Linux操作系统实现一个低成本、高性能的解决方案，从而保护我们在大型机上的众多关键负载并实现自动化，同时实现更大的规模经济效应。最终，我们将用很少的服务器取代原来的将近100台服务器，大大减少我们的IT人员花费在系统维护和连接上的时间，从而允许我们将工作重点集中在远程学习这样更具战略意义的计划上。”

z系列系统运行学校的定制化企业资源规划系统，该系统基于运行在SUSE LINUX企业服务器V9操作系统上的Software AG Adabase软件。在使用z890之前，学校依靠一台较老的IBM大型机来支持其ERP系统。负责安装这一新大型机的是IBM主要业务合作伙伴Cornerstone系统公司。

IBM虚拟化部门副总裁Rich Lechner表示：“利用IBM虚拟技术，棕榈滩社区大学简化了负载和计算机系统的管理成本，同时增加了系统的弹性并改进了对信息的访问。IBM很高兴与棕榈滩社区大学合作，在其基础架构中实现开放和异构IT系统的虚拟化。”

责任编辑:张竺