虛擬化的優(yōu)缺點(diǎn)

1、1引言隨著網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理模式由分散式粗放型向集中式精細(xì)化管理模式邁進(jìn)，鐵通公司提出了“強(qiáng)化支撐能力，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)集中化管理，在集中化維護(hù)管理的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)現(xiàn)核心機(jī)房的聯(lián)合值守和非核心機(jī)房的無(wú)人值守”的目標(biāo)。如何在有限的資金投資的前提下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管集中的目標(biāo)，同時(shí)滿足降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本，達(dá)到維護(hù)出效率，節(jié)能減排的指標(biāo)要求，是我們?cè)诰W(wǎng)管集中工作中重點(diǎn)關(guān)注和努力的方向。由于鐵通陜西分公司部分網(wǎng)管未搭建統(tǒng)一的集中化平臺(tái)，制約了網(wǎng)管集中及維護(hù)管理模式集中化推進(jìn)工作的整體實(shí)施，通過(guò)搭建虛擬化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)管集中化維護(hù)管理的要求。2現(xiàn)有網(wǎng)管集中技術(shù)的缺陷及弊端2.1 技術(shù)落后、效率低下既有網(wǎng)管接入方式主要采取將放置在

2、機(jī)柜中的幾十臺(tái)工作站終端逐個(gè)接人KVM,通過(guò)KVM終端盒接入顯示器，通過(guò)顯示器進(jìn)行切換分別進(jìn)入不同的工作站終端進(jìn)行維護(hù)操作。從以下流程中可以看到。運(yùn)維人員在處理一個(gè)區(qū)域的告警信息時(shí)無(wú)法看到其他區(qū)域的告警信息，只有在處理完這個(gè)區(qū)域的告警信息后才能處理下一個(gè)區(qū)域的信息，那么排在后面檢查的區(qū)域告警往往得不到及時(shí)的處理，且隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的增加，維護(hù)人員需要管理的系統(tǒng)越來(lái)越多，這種輪詢檢查的方式將越來(lái)越成為制約維護(hù)效率提升的瓶頸。2.2 網(wǎng)管終端設(shè)備數(shù)量多維護(hù)成本居高不下。幾十臺(tái)網(wǎng)管終端占據(jù)機(jī)房機(jī)柜資源，大量的終端清掃、部件維護(hù)和更換等在增加維護(hù)人員工作量的同時(shí)也增加了維護(hù)成本同時(shí)新增系統(tǒng)時(shí)需增加網(wǎng)管終端

3、及機(jī)柜，受機(jī)房條件制約性很大。不算人工工作量，僅終端維修費(fèi)支出每年平均在6.8萬(wàn)元。2.3 帶來(lái)耗電量及運(yùn)營(yíng)成本的增加從維護(hù)成本支出上計(jì)算，每臺(tái)工作站終端按250W能耗計(jì)算，在不考慮空調(diào)等耗電量的情況下，每年需要消耗近20萬(wàn)度電。2.4 系統(tǒng)架構(gòu)分散使得管理難度、網(wǎng)管系統(tǒng)安全隱患增大。由于系統(tǒng)架構(gòu)分散，無(wú)備用終端，一旦故障，不能得到及時(shí)修復(fù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行形成潛在威脅。3虛擬機(jī)技術(shù)介紹計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行。虛擬化技術(shù)可以擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。允許用戶在一臺(tái)服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響

4、，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。虛擬化能在虛擬機(jī)技術(shù)(VirtualMachineMonitor)中，不再對(duì)底層的硬件資源進(jìn)行劃分，而是部署一個(gè)統(tǒng)一的Host系統(tǒng)。在Host系統(tǒng)上，加裝了VirtualMachineMonitor,虛擬層作為應(yīng)用級(jí)別的軟件而存在，不涉及操作系統(tǒng)內(nèi)核。虛擬層會(huì)給每個(gè)虛擬機(jī)模擬一套獨(dú)立的硬件設(shè)備。包含CPU、內(nèi)存、主板、顯卡、網(wǎng)卡等硬件資源，在其上安裝所謂的Guest操作系統(tǒng)。最終用戶的應(yīng)用程序，運(yùn)行在Guest操作系統(tǒng)中。虛擬可支持實(shí)現(xiàn)物理資源和資源池的動(dòng)態(tài)共享，提高資源利用率，特別是針對(duì)那些平均需求遠(yuǎn)低于需要為其提供專(zhuān)用資源的不同負(fù)載。這種虛擬機(jī)運(yùn)行的方式主要

5、有以下優(yōu)勢(shì)減少終端設(shè)備數(shù)量遏制此類(lèi)設(shè)備的增長(zhǎng)。降低維護(hù)管理成本使用虛擬化技術(shù)可以有效減少管理的物理資源的數(shù)量如服務(wù)器、工作站等設(shè)備的數(shù)量，遏制此類(lèi)設(shè)備的增長(zhǎng)，隱藏物理資源的部分復(fù)雜性，通過(guò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、獲得更好的信息和實(shí)現(xiàn)中央管理來(lái)簡(jiǎn)化公共管理任務(wù)；實(shí)現(xiàn)負(fù)載管理自動(dòng)化，可以支持在多個(gè)平臺(tái)上使用公共的工具，提高工作人員的效率。通過(guò)虛擬化技術(shù)將多個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)整合到一臺(tái)主機(jī)上，可以依舊保證一套系統(tǒng)一臺(tái)服務(wù)器。從而在不影響網(wǎng)管業(yè)務(wù)的使用的基礎(chǔ)上，有效減少硬件設(shè)備的數(shù)量，降低電力資源的能耗。減少設(shè)備所需機(jī)架位置空問(wèn)，避免因設(shè)備數(shù)量增長(zhǎng)造成的機(jī)房環(huán)境改造簡(jiǎn)化配置過(guò)程，提高使用靈活性通過(guò)虛擬可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的資源部署

6、和重配置，滿足不斷變化的業(yè)務(wù)需求。使用虛擬化技術(shù)還可用于簡(jiǎn)化和加速安裝配置過(guò)程，而且增加工作站所需計(jì)算資源也可以與硬件的購(gòu)置進(jìn)行有效的分離。如果特定的業(yè)務(wù)流程需要更多處理能力，添加所需處理能力的過(guò)程可以更加簡(jiǎn)化。除了虛擬化的環(huán)境。計(jì)算能力需求也完全可以實(shí)現(xiàn)自助方式，實(shí)現(xiàn)形成更動(dòng)態(tài)的資源分配。提高安全性虛擬可實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單的共享機(jī)制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的隔離和劃分，這些特性可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)和服務(wù)進(jìn)行可控和安全的訪問(wèn)。通過(guò)劃分主機(jī)及內(nèi)部虛擬機(jī)，可以防止一個(gè)應(yīng)用程序影響其他程序的性能，或?qū)е孪到y(tǒng)崩潰。就算原有應(yīng)用系統(tǒng)不穩(wěn)定也可以運(yùn)行在安全、被隔離的環(huán)境中。如果日后進(jìn)行全面的虛擬化策略，可以使系統(tǒng)管理員進(jìn)行可用的容錯(cuò)規(guī)劃

7、，在發(fā)生意外時(shí)保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。通過(guò)將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?qū)嵗D(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)文件，可以幫助實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和流線化的備份、復(fù)制及供應(yīng)更穩(wěn)健的業(yè)務(wù)連續(xù)性，并加快故障或自然災(zāi)難后的恢復(fù)速度。再進(jìn)一步發(fā)展虛擬化集群技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)不問(wèn)斷功能，實(shí)現(xiàn)多機(jī)熱備。更高的可用性將整個(gè)計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行虛擬化，再通過(guò)專(zhuān)門(mén)的軟件對(duì)網(wǎng)管系統(tǒng)、虛擬主機(jī)進(jìn)行集中化管理，可在不影響用戶的情況下對(duì)物理資源進(jìn)行刪除。減少管理資源與管理流程，進(jìn)而減少網(wǎng)管系統(tǒng)硬件架構(gòu)的復(fù)雜性。通過(guò)集中的、基于策略的管理，無(wú)論是對(duì)虛擬機(jī)還是物理機(jī)的資源，都可以運(yùn)用端到端虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，讓維護(hù)人員從中央位置處理企業(yè)級(jí)的安裝配置和變動(dòng)管理，從而大幅度減少管理系統(tǒng)硬

8、件所需的資源和時(shí)間。更高的可擴(kuò)展性通過(guò)調(diào)整虛擬機(jī)內(nèi)部資源配置?？梢詫?shí)現(xiàn)更大的虛擬資源支持，意味著在不改變物理資源配置的情況下進(jìn)行規(guī)模調(diào)整。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)配置，可以實(shí)現(xiàn)更大的虛擬資源擴(kuò)展?；ゲ僮餍院屯顿Y保護(hù)虛擬資源可提供底層物理資源無(wú)法提供的與各種接口和協(xié)議的兼容性。改進(jìn)資源供應(yīng)與個(gè)體物理資源單位相比，虛擬能夠以更小的單位進(jìn)行資源分配。與物理資源相比，虛擬資源因其不存在硬件和操作系統(tǒng)方面的問(wèn)題而能夠在出現(xiàn)崩潰后更快地恢復(fù)。4虛擬機(jī)技術(shù)在網(wǎng)管集中工作中的應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)在網(wǎng)管集中工作中的實(shí)施(1)選擇虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)正確選擇最佳的虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案來(lái)滿足網(wǎng)管集中的需求，保持升級(jí)及未來(lái)擴(kuò)展的延續(xù)

9、性，是減少重復(fù)性部署。從而保持優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。綜合微軟HyperV、VMware(ESX和vSphere)以及Xen嗯杰支持的開(kāi)源虛擬機(jī)管理程序)優(yōu)缺點(diǎn)，我們選擇VMwarevSphere5軟件作為虛擬機(jī)平臺(tái)的底層系統(tǒng)。(2)進(jìn)行網(wǎng)管系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)狀調(diào)查目前網(wǎng)管系統(tǒng)工作站對(duì)硬件系統(tǒng)要求比較低，CPU頻率一般1GHz,內(nèi)存512M,操作系統(tǒng)多為Win2k或winxp,網(wǎng)絡(luò)需求主要是向服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)流量，無(wú)大規(guī)模硬盤(pán)讀寫(xiě)，對(duì)系統(tǒng)資源占用不大，這滿足虛擬化技術(shù)整合的一個(gè)必須條件，虛擬化整合的效果也最好。一臺(tái)CPU為8核2.25GHz、內(nèi)存為48G的服務(wù)器就可以承載超過(guò)20臺(tái)網(wǎng)管虛擬機(jī)終端。(3)對(duì)虛擬

10、平臺(tái)進(jìn)行規(guī)劃規(guī)劃階段需要完成虛擬化項(xiàng)目的整體規(guī)劃：服務(wù)器數(shù)量的規(guī)劃，存儲(chǔ)規(guī)劃，每個(gè)虛擬機(jī)劃分多少硬盤(pán)空間，虛擬機(jī)文件存放目錄、硬盤(pán)掛載情況；調(diào)查服務(wù)器IP地址，規(guī)劃虛擬機(jī)VLAN進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃：規(guī)劃服務(wù)器網(wǎng)卡數(shù)量、規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)冗余線路、規(guī)劃虛擬化網(wǎng)絡(luò)策略：安全規(guī)劃，從網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、文件、域等方面對(duì)用戶和權(quán)限進(jìn)行劃分，把監(jiān)控網(wǎng)段和虛擬機(jī)內(nèi)部業(yè)務(wù)網(wǎng)段隔離分開(kāi)，并通過(guò)ACL訪問(wèn)列表控制，保證信息安全。以西安本地為例，有工作站物理終端38臺(tái)，共16段IP地址，其中有9臺(tái)設(shè)備IP地址通過(guò)修改服務(wù)器IP地址，使其處于同一個(gè)網(wǎng)段范圍，8臺(tái)服務(wù)器地址屬于同一網(wǎng)段，另外有8臺(tái)設(shè)備服務(wù)器地址完成相同，其余6臺(tái)服務(wù)器IP地

11、址不在同一個(gè)網(wǎng)段，對(duì)IP地址相同的劃分VLAN進(jìn)行隔離。(4)設(shè)備安裝調(diào)測(cè)安裝硬件服務(wù)器主機(jī)，布放網(wǎng)線、電源線，安裝虛擬機(jī)底層系統(tǒng)，安裝虛擬機(jī)各組件，配置交換機(jī)、配置vlan、配置安全策略。創(chuàng)建存儲(chǔ)空間，防火墻設(shè)置。在西安部署兩臺(tái)虛擬機(jī)及一臺(tái)24口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，服務(wù)器主機(jī)采用8核CPU,24G內(nèi)存條，在交換機(jī)上劃分兩個(gè)VLAN,兩臺(tái)虛擬機(jī)分別連接至兩個(gè)VLAN實(shí)現(xiàn)邏輯隔離，從各交換網(wǎng)管終端所在交換機(jī)連線至虛擬機(jī)交換機(jī)，同一網(wǎng)段只引一條上行網(wǎng)線，不同網(wǎng)段各引一條網(wǎng)線至虛擬機(jī)交換機(jī)，在兩臺(tái)虛擬機(jī)服務(wù)器上安裝VMwarevSphere程序，同時(shí)在西安通信樓五樓網(wǎng)管監(jiān)控機(jī)房新增4臺(tái)計(jì)算機(jī)物理監(jiān)控終端，監(jiān)

12、控終端通過(guò)網(wǎng)線與虛擬機(jī)交換機(jī)物理連接，終端安裝WINXP操作系統(tǒng)及VmwarevsphereClient程序，分配虛擬機(jī)客戶端計(jì)算機(jī)IP地址，通過(guò)虛擬機(jī)客戶端程序登錄連接虛擬服務(wù)器。(5)進(jìn)行工作站虛擬終端平臺(tái)安裝及調(diào)測(cè)根據(jù)工作站虛擬終端需求及模板，克隆工作站虛擬終端數(shù)量，由于克隆后的設(shè)備名稱與IP地址完成相同，為了避免加電后出現(xiàn)沖突，因此，克隆后，先打開(kāi)一個(gè)虛擬終端電源，根據(jù)終端使用的用途及終端IP地址規(guī)劃，更改終端計(jì)算機(jī)名稱及IP地址后，進(jìn)行虛擬工作站終端與服務(wù)器連通畦PING測(cè)試(6)系統(tǒng)運(yùn)行及性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)對(duì)虛擬機(jī)性能進(jìn)行監(jiān)控，確定有無(wú)死機(jī)、進(jìn)程無(wú)響應(yīng)等問(wèn)題，查看虛擬機(jī)的穩(wěn)定性，根據(jù)運(yùn)行

13、情況對(duì)個(gè)別虛擬工作站資源配置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。4.2虛擬機(jī)技術(shù)在網(wǎng)管集中工作中取得的效果(1)改變了網(wǎng)管系統(tǒng)架構(gòu)，減少了中間架構(gòu)，簡(jiǎn)化連接關(guān)系。通過(guò)網(wǎng)管終端虛擬化。實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)管集中化監(jiān)控管理。(2)降低了維護(hù)管理成本減少了新增工作站物理終端數(shù)量，降低了終端及空調(diào)設(shè)備投資成本支出，縮減了物理終端所占機(jī)房面積，節(jié)省并釋放了機(jī)房機(jī)柜機(jī)位資源，降低了硬件維護(hù)工作量。通過(guò)實(shí)施虛擬機(jī)技術(shù)。工作站終端數(shù)量由目前的85臺(tái)減少到19臺(tái)，縮減了69個(gè)工作站終端，節(jié)省了15個(gè)機(jī)柜，7.3平方米機(jī)房面積。在減少能源消耗的同時(shí)，降低了機(jī)房散熱量，減少了空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)了設(shè)備壽命。共減少設(shè)備投資62.5萬(wàn)元，減少工作站終端69臺(tái)，每年可節(jié)約設(shè)備能耗15.1萬(wàn)度。(3)實(shí)現(xiàn)了提高勞動(dòng)效率實(shí)現(xiàn)虛擬化后，減少了網(wǎng)管巡視時(shí)間，提高了工作效率。(4)提高了網(wǎng)管終端安全性通過(guò)在不同虛擬機(jī)平臺(tái)上進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)平滑遷移，增加了網(wǎng)管終端系統(tǒng)硬件故障冗災(zāi)能力，為探索網(wǎng)管系統(tǒng)安全提供了一條新方法。采用虛擬機(jī)服務(wù)器1+1備份方式，任何一臺(tái)虛擬工作站終端發(fā)生故障，不會(huì)影響正常使用，通過(guò)克隆復(fù)制方式可以在不增加硬件的條件下快速再生成一個(gè)虛擬工作站，