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服务器虚拟化平台的测试架构与方法 |
| 发布时间: 2012/8/3 21:09:15 |
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本次实测的4种虚拟化平台皆属于半虚拟化架构，我们将虚拟化系统与管理工具个别安装在2台实体服务器上，依照各个虚拟平台具备的系统功能进行实测，如虚拟机(VM)建立与管理、在线转移(Live Migration)等功能，测试过程以功能验证为主，并于过程中观察管理接口是否容易操作。 我们的测试环境内采用1台Dell PowerEdge 1950 1U服务器、1台Supermicro SuperServer 6015T，其中6015T内包含2个运算模块，而每个运算模块皆有各自的主机板、处理器与内存，因此我们测试的服务器数量总数为3台。 3台服务器之间，我们以1台合勤GS-4024 GbE网络交换器连接，而测试过程中使用的Shared Storage，则是以另1台个人计算机，安装DataCore SANmelody仿真iSCSI而成的，计算机内安装2台320GB硬盘，分别做4个磁盘分割，并分配给不同虚拟化平台，由此实测在线转移等高级功能。 我们的测试方式，是将虚拟化平台建立于Supermicro的6015T上，而管理工具则安装于Dell的1950内。测试的6015T双模块均采用相同硬件架构，使得我们能有两台硬件规格相同的虚拟平台，并有额外的管理主机，能够通过网络远程管理，进而于6015T内的两个运算模块内，测试在线转移功能。 4种虚拟化平台测试时，虽然使用相同的服务器硬件，不过每组虚拟化平台与管理接口，都使用不同的硬盘存储，且Shared Storage也规划不同的磁盘空间，供各平台测试使用，避免系统存取冲突。 管理平台所安装的操作系统分为Windows Server 2008与Windows Server 2003 R2。除了微软的虚拟化管理软件SCVMM，必须于Windows Server 2008上才能安装外，其余管理工具则是不支持Windows Server 2008，因此安装非微软的管理工具时，皆架设在Windows Server 2003 R2上测试;而VM上的Guest操作系统则以Windows Server 2003与Windows Server 2008两者为主。 服务器虚拟化平台介绍： Citrix XenServer 5.0 微软 Windows Server 2008 Hyper-V Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4 VMware Infrastructure 3 Citrix XenServer 5.0 服务器半虚拟化产品Citrix的XenServer源自于开放原始码Xen，新推出的5.0包含4种版本，其中白金版、企业版支持高可用性(High availability，HA)备援，以及Xen-Motion虚拟机在线转移的功能，至于精简版则是开放给使用者免费下载，适合用于测试环境。 动态转移易于使用 XenCenter是Citrix的虚拟化图形接口管理工具，可在同一界面，管理多台的XenServer服务器。管理上，通常会先在XenCenter建立一个服务器群组(Pool)，然后将位于同一机房内的XenServer服务器加入。 和大多数服务器半虚拟化产品相同的是，当数台XenServer服务器连接到同一台共享磁盘驱动器，且将虚拟档案放置于此的前提下，可以通过Xen-Motion这项功能，将虚拟机以手动方式在线转移到其它的XenServer服务器，从事主机的维护，或者降低硬件资源的消耗。 Xen-Motion的操作相当容易，在Xen-Center的虚拟机列表，使用鼠标将需要转移的虚拟机拖到目的地服务器，或者在虚拟机的列表上方，开启鼠标右键的菜单，在“Migrate”的分项下，选择要转移过去的目的地，完成虚拟机的搬移。 备援机制完整 在HA的备援架构下，当XenCenter侦测到XenServer服务器没有响应，可能发生故障时，可以将原本在上头运行的虚拟机转而挂载到其它的XenServer服务器，继续提供服务。 加入HA的服务器，有“Master”以及“Slave”两种区别，一般来说，会以第一台加入HA的服务器担任Master的角色，在该台服务器故障时，XenCenter会自动指派其它服务器来接手。 相较于其它的测试产品，XenServer的HA对于虚拟机提供了很完整的保护功能，一共有“Protect”、“Restart if Possible”，以及“Do not Restarted”三种不同等级的保护机制，可视企业需求不同，弹性调整设定。 其中一台XenServer服务器发生故障时，Master服务器会经由运算，将原本运行于故障服务器上的虚拟机挂载到HA架构下的其它服务器，并且重新启动。 “Protect“、”Restart if Possible“两者在功能上大致相同，唯一的差别处在于XenCenter会优先启动具有Protect属性的虚拟机，如果还有多余的系统资源，则会接着启s动Restart if Possible属性的虚拟机，不过，如果其它服务器原本的数据就不充裕，即使虚拟机被设定为Protect属性，也一样是无法启动。 最后一种的“Do not Restart”，则是不针对虚拟机提供任何保护，当其中一台XenServer服务器发生故障时，Master服务器就不会告知其它的XenServer服务器接手这些虚拟机的控制权。 当HA群组下的XenServer服务器需要维护时，这时可以切换到所谓的Maintenance Mode，让该服务器暂时退出HA成员的角色，而在进入此模式之前，必须将原本运行在该台服务器上的虚拟机转移出去，切换完成之后，Master服务器便不再对其指派工作，直至维护工作完成，重新加入HA。 提供两种P2V转移工具 XenServer支持的虚拟机操作系统，以常见的Windows及Linux为主，若企业有部署Linux系统的需求时，则在建设XenServer的过程中，就必须安装第2张光盘片当中的内容，新建虚拟机，便能看到Linux系统专用的模板。 利用转移工具亦是企业部署虚拟机的主要方式之一，该套产品提供两种P2V工具，可将前述两种操作系统的实体主机转换成为虚拟机。 在Windows环境上，Citrix提供了一套自行开发的Windows转移工具XenConvert。最新的1.1版本能将实体主机的系统搬移到XenServer服务器，也可以汇成两种虚拟机档案格式。一种是为XenServer专用的XVA(Xen Virtual Appliance)，另一种则是可以挂载于微软Virtual PC等其它虚拟化产品的VHD(Virtual Hard Disk)。 使用XenConvert转移系统时，这套工具会虚拟出一个磁盘驱动器，将需要搬移的档案暂存于此，假设实体主机的磁盘空间不足，则XenConvert会向使用者发出提示信息，并中止转移作业。 Linux版转移工具内建于XenServer的产品安装光盘，本身不具备将档案汇出成虚拟机档案的能力。转移时，需使用这张光盘片开机，在Linux处于离线的状态下，将系统转移到指定的XenServer服务器。 微软 Windows Server 2008 Hyper-V 微软Hyper-V虚拟化平台，是以Xen的虚拟化技术为基础开发而成的，而这个虚拟化平台目前已整合在64位的Windows Server 2008操作系统，并成为系统内的服务器角色之一。要购买这样的平台，要注意微软对不同版本(标准版、企业版、Datacenter版)的Windows Server 2008，分别销售含Hyper-V与不含的版本。 三个版本的功能与硬件支持(处理器颗数与内存空间)的情况也不相同，其中以Datacenter版最齐备，而标准版功能和硬件支持也最少。此外，微软亦推出免费版的虚拟平台Hyper-V Server 2008，比起含Hyper-V的Windows Server 2008标准版，少了本机图形管理接口。 在管理工具上，微软针对Hyper-V提供了2种选择。一种是Windows Server 2008建立服务器角色时产生的，操作上主要是通过服务器管理员的MMC接口，不需额外付费，但功能有限;另一种则是需额外选购的System Center Virtual Machine Manager(SCVMM)，功能较多。 操作系统计价包含一定VM数量的Windows系统授权费 由于Hyper-V是与操作系统一同销售，若以Windows Server 2008数据中心版单一处理器的授权来算，是这4家产品中授权费用最低的。加上微软对于Hyper-V上执行的虚拟主机，提供多组Windows操作系统免费授权，如标准版可允许1个Guest操作系统免费，企业版有4个，而Datacenter版则有无限多个授权。以企业版为例，如果超过4个，那么第5个就需要再购买1个Windows授权。若企业内的IT系统有大量Windows服务器，又打算导入此虚拟化平台，好处是能省略去许多操作系统授权费，可藉此减少整体系统建设成本。 在平台的功能上，Hyper-V在虚拟操作系统的支持度较为薄弱，适合以Windows系统为主的企业，并使用Windows 2000之后的版本;在Linux上也只支援SUSE Linux Enterprise Server 10。此外，其它3套平台均具备在线转移(Migration)功能，而Hyper-V目前并不支持，现阶段只有Quick Migration，作用是搬移关机状态的虚拟主机至其它实体服务器，而在线转移要等到2010年发行的Windows Server 2008 R2，才开始支持。 资源管理等高级功能须搭配SCVMM 当Windows Server 2008的虚拟化服务器角色启动后，会在服务器管理员内执行图形化管理接口“Hyper-V管理员”，主要用来管理本机或其它Hyper-V服务器，不过它仅有基本功能，如建立VM，与配置内存、硬盘容量等。 若是需使用Quick Migration，或是将实体服务器转移至虚拟主机等功能，需要SCVMM这套System Center中管理Hyper-V的软件包。在我们实测的管理工具中，此工具的资源配置是最详细的。搭配这套管理工具，可整合系统内所有虚拟平台建设、管理所需的资源，像是虚拟磁盘、虚拟主机硬件设定数据、系统安装映像文件等。 安装SCVMM管理服务器时要注意，必须通过网域管理员的权限，此外，受管理的服务器即使不加入AD环境，也能由SCVMM纳管。 提供网页管理接口，并能授权给其它使用者管理虚拟主机 安装SCVMM后，管理服务器会架设一自助式入口网站，可让系统管理员或其它使用者藉由IE浏览器管理虚拟主机。此外，SCVMM中也能将Hyper-V或SCVMM的资源指派给其它使用者，例如链接库中的虚拟主机模板、Hyper-V实体主机的系统资源等。 另外，增加使用者时，能针对各链接库资源去分配使用权限。设定好之后，就能让他们藉由网页管理接口，去取用上述所设定的系统资源。而这样的设定对于多人操作的虚拟化环境较便利，能将虚拟主机资源弹性提供给其它研发人员或使用者。 可连接VMware VCenter Server 执行VMotion SCVMM也可藉由VMware的虚拟化管理工具VirtualCenter(现已改名为VMware vCenter Server)，去监控该环境下所属的虚拟主机状态，如处理器负载量、虚拟网络架构等，并能执行VMotion在线转移，将ESX Server内的VM转移至其它ESX实体主机上，但通过SCVMM并无法新增ESX Server上的VM。 Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4 虚拟化平台Virtual Iron采用Xen Open Source 3.1 Hypervisor的虚拟技术开发而成，区分为单机版Single Server Edition与企业版Extended Enterprise Edition两种，后者具备动态转移LiveMigrate，并有高可用性(High Availability，HA)的LiveRecovery容错功能，也是我们这次所实测的对象。Virtual Iron的管理工具并不需要额外付费，它是以网页结合Java套件开发而成，让我们通过此接口管理虚拟平台。 Virtual Iron的虚拟化功能在我们实测的平台中，支持功能多，且售价并不高，适合有意导入但预算限制较多的企业。 实体主机的虚拟化系统不需硬盘存放 这套虚拟化平台最大的特色在于，它的虚拟化系统文件，并非存放于实体服务器的硬盘中，而是置于网络上的管理服务器VI-Center内，并且通过网络开机，将虚拟化系统加载实体服务器的内存内(约使用500MB)。这种架构的优点在于实体服务器不需要硬盘即可启动，不过由于虚拟化的程序均存放于内存内，因此会耗费较多的内存资源，规划内存配置时，注意要保留足够容量给虚拟化套件。 作为虚拟化平台的实体服务器，需安装支持虚拟化技术的处理器，例如Intel VT或AMD-V，并于BIOS设定中将此功能启动。除了在BIOS中启动处理器虚拟化功能，我们还得将其中的多线程功能关闭，代理商普桦科技表示，Virtual Iron与多线程功能不兼容，若启动会影响服务器运行性能。 提供免费的管理工具 Virtual Iron的管理工具包含在本身的虚拟化产品中，不需额外选购。该管理工具是以Java开发的，要进入该接口，只要先以浏览器连接VI-Center的IP地址，再藉由管理页面启动即可。所有的虚拟主机管理工作，例如新增VM、执行在线转移，甚至是建立HA架构，皆可通过此接口完成，不需要于操作计算机上额外安装管理或代理程序。 操作VI-Center的接口颇容易。以在线转移LiveMigrate为例，我们只要以鼠标拖，或是用右键开启下拉式选单点选，就能直接将虚拟主机在线转移，将它移至同属一个Virtual Data Center的其它实体主机上。 搭配在线转移功能，Virtual Iron还可提供LiveCapacity与LiveRecovery功能。前者是动态调配VM，将它们自动转移至使用率较低的实体服务器上，而后者则是将所有低使用率的VM，集中转移至部分服务器上，并将闲置的实体服务器关机，等需要时，再由管理人员手动将这些服务器启动。这两项设定由于目的不同，无法同时开启。 可复制虚拟磁盘，快速建立虚拟主机 在VI-Center的磁盘管理中，我们可以将配置给虚拟主机的磁盘，执行复制(Clone)或汇出映像档。藉由复制出来的磁盘，可以指派给其它新建的虚拟主机，以便快速建设虚拟主机。 在虚拟主机的映像文件格式上，Virtual Iron为VHD档，与微软Hyper-V的档案格式相同，因此这2种虚拟化平台的虚拟档案可以直接互通。 使用第三方P2V工具 Virtual Iron本身并没有自行研发实体主机转移至虚拟主机的工具，而是搭配以PlateSpin Power Converter技术为基础的Live Convert。普桦科技表示，Virtual Iron单一处理器的授权包含6次转移授权，且单次授权费最少为2个处理器，因此能有12次转移授权，若企业欲建立的虚拟主机数超过此限，可通过重新建立虚拟主机节省转移次数;或额外购买转移授权。 VMware Infrastructure 3 这套产品分为企业版以及标准版两种版本，其中前者是VMware Infrastructure(VI)的最高版本，支持HA、VMotion在线转移，以及DRS(Distributed Resource Scheduler)等高级功能。随着微软在2008年10月推出免费版本的Hyper-V Server 2008，VMware也随之跟进，将旗下另外一款半虚拟化产品ESXi，也就是ESX的轻量级(Thin)精简版本的授权，变更为免费提供，开放给使用者免费下载。 需同时部署vCenter Server，才能使用完整功能 如同其它厂商的同类型产品，VI3包含了虚拟平台ESX服务器，再搭配管理套件vCenter Server部署，才能完整应用各项功能。 ESX安装完毕之后，便可以通过其它计算机连接ESX服务器的网页接口。你必须下载VMware Infrastructure Client(VIC)软件至计算机安装，该软件是vCenter Server的组件之一，它可以个别连接单一服务器从事管理之外，如果内部网络当中已经架设vCenter Server服务器，则可以使用VIC连接vCenter Server所在的计算机，以便于同时管理多台ESX服务器，并能使用更多的功能。 具备多种在线转移机制 VMware的VMotion是同类型虚拟平台功能中，最负盛名的一项应用，在ESX的平台上，搭配VI的其它功能，使得VMotion的操作更具弹性。 VMotion不单是提供传统的手动搬移而己，若是搭配DRS这项资源管理机制，则可以在其中一台ESX服务器负载过重时，将一部分的虚拟机转移到其它的ESX服务器，达成负载平衡的目的。 在线转移的功能中，DPM(Distributed Power Management)是ESX整合VMotion的另外一项运用。在负载较轻的离峰时段，vCenter Server可以将ESX服务器当中的其中几台，切换进入休眠状态的低耗模式，并将上头运行中的虚拟机往其它服务器集中整并，节省机房电力的使用。 现有的ESX 3.5，在功能上除了可以做到VMotion之外，也可以在不关机的情况下，将虚拟机档案搬移到本机的其它存储媒体存放(Storage VMotion)。在存储媒体需要离线维护，或者升级的情况下，这项功能便十分有用。 预设情况下，这项在线转移功能必须登入ESX本机的文字接口，以指令方式操作，不过网络上也可以找到由第3方所开发的外挂程序，将软件安装在VIC所在的同一台电脑上，接着在VIC上完成汇入的动作即可使用，操作方式类似VMotion，在虚拟机的列表上开启鼠标右键的菜单，此时最下方会出现一个名为「Migrate storage」的选项，点选之后，选取好要搬移过去的目标磁盘之后，虚拟机就会开始转移。 可通过多种方式建立虚拟机 ESX的系统兼容性相当广泛，除了一般较为常见的Windows、Linux之外，其它像是Solaris、Netware也在产品的支持范围之列。 同样是vCenter Server组件之一的vCenter Converter，是搭配ESX使用的转移工具，该软件的功能相当强大，所能做到的不单只是基本的将实体主机的系统转换成为虚拟机而已，除此之外，也可以将VMware Workstation等自家虚拟化产品、微软Virtual PC，以及开放标准的Open Virtual Machine Format(OVF)的虚拟机档案，甚至于由第3方备份软件，如Acronis True Image、Symantec Backup Exec的备份档汇入至ESX。 另外，利用vCenter Server的操作接口，我们可以将现有的虚拟机复制(Clone)一份成为另外一台新的虚拟机，或者将其转换成为样板(Template)，日后新增虚拟机时，可使用先前做好的样版复制新增，让虚拟机的建立变得更为方便。 本文出自：亿恩科技【www.enkj.com】 |
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