政府中的 Linux:Linux 如何控制服务器蔓延

作者:Tom Adelstein

现在人们写了很多关于效用计算的文章。 兴趣似乎很高。 VMware 上周在达拉斯举办了一次研讨会,有 850 名与会者。 此前,IBM 的业务发展部门也举办了一场座无虚席的关于“按需业务”的研讨会。 然而,即使在过去一年中媒体对此进行了高度关注,当我与 IT 经理讨论效用计算时,他们似乎仍然感到困惑。

我意识到流行语来来去去。 人们很容易将“效用计算”视为另一种时尚。 即使在注意到其不可否认的好处之后,当有人试图讨论这个话题时,人们的眼神仍然会变得茫然。 我认为我的许多同事都避免这个话题,因为一些供应商表示他们想将 IT 作为一项独立的服务出售,类似于自来水或电话服务。

我个人认为这是令人反感的。 人们可以看到这对供应商有利,但对 IT 部门不利。 在控制成本和有效利用资源的背景下,效用计算并不意味着安装一个仪表。

当我想到效用计算时,我想到的是节俭。 我想最大限度地利用我已经拥有的东西。 在商业中,我们经常说,如果它没坏,就不要修理它。 换句话说,不要抛弃和替换那些有效的技术。 相反,要获取能够整合资源并允许我们管理和整合、提高生产力并消除重复劳动的工具。 Linux 在这方面比任何其他操作系统都做得更多。

服务器蔓延

在典型的数据中心中,你会发现一个应用程序绑定到一个或多个物理服务器。 大多数应用程序根据使用情况需要不同的计算能力。 过去,我们总是根据峰值使用量来确定硬件大小。 这种习惯导致了分析师所说的服务器蔓延。 你可能一年只有一天达到峰值使用量。 其余时间,使用量都会下降。 这个概念对电力公司来说很有效,但对计算来说则不然。

最终,专用服务器造成了我们在上周的文章中讨论的“孤岛”效应。 孤岛不利于硬件资源的有效利用。 许多组织的服务器利用率总体上在 10-15% 左右。 显然,这种环境的投资回报率变得不可接受,尤其是对利益相关者而言。

将我们今天的情况归咎于流程自动化。 十年前,捕获和管理交易以及消除不增加价值的流程,使企业资源计划变得突出。 随着我们收集交易数据,存储数据的方式也成比例地增长。 这催生了网络附加存储和存储区域网络等产品,分别为 NAS 和 SAN。

最终,我们使用技术来提高效率,而这些技术又成为我们下一个效率低下的根源。 一些商业理论家过去常说,问题的解决方案会变成下一个问题。 这种情况已经在企业内部发生了。

解决服务器蔓延和低利用率

存在大量研究讨论服务器利用率。 像 IBM 和 HP 这样的公司告诉我们,英特尔服务器的利用率低得惊人,只有 10% 到 15%。 我们可以很容易地看出应用程序孤岛综合症是如何导致如此低的利用率和高昂的存储成本的。 我们还可以找到大量的案例研究,这些研究表明如何提高利用率、整合硬件以及跨多个孤岛集成流程。

Linux 虚拟化已成为当今主要解决方案提供商使用的主要技术。 Linux 和虚拟化技术,包括 VMware,允许:

  • 每个 CPU 或更高的整合比率,达到四到五个工作负载

  • 降低资本和运营成本

  • 改进服务器管理

  • 更强大的基础设施

以前,我们使用 VM/370 在大型机上解决了对不断增长和缩减的专用资源的需求问题。 IBM S/390 和 zSeries 大型机上的 Linux 重燃了这个概念。 然后,大约三年前,IBM 和 VMware 走到一起,共同营销了一个使用 IBM xSeries 440 和 VMware ESX Server 的解决方案。

注意:您可以在此处找到关于该主题的可下载 Redbook(请注意日期)

我们当时并不知道 IBM 和 VMware 正在开创一个行业。 据 IDC 的 Dan Kuznetsky 称,“转向基于商品化的服务器导致更多公司追求虚拟化战略。” 在谈到整体虚拟化软件收入时,他说:“它的增长速度是操作系统软件收入增长速度的三倍。”

习惯使用 Linux

操作系统管理其运行的硬件。 像任何操作系统一样,Linux 调度或仲裁 CPU 周期,分配内存并处理输入输出设备。 当我们虚拟化 CPU、内存以及输入和输出时,操作系统(无论是 UNIX 还是 Windows)都与硬件脱钩了。 操作系统成为物理硬件上的访客,但不管理硬件。

Linux 有许多特性使其比其他操作系统更适合作为访客操作系统的宿主机。 IBM 的一些贡献使这成为可能。 Linux 在服务器上运行良好,过去也是如此。 但是,它从未享有先进的大型机功能。 借助 IBM 的 OpenPower 计划,从大型机中提取的功能已在 Linux 上可用。 IBM 认为这些特性中最重要的是其虚拟化引擎,该引擎由许多技术组成。 该引擎使系统能够创建动态执行分区并动态地将 I/O 资源分配给它们。

Linux 在同步多线程 (SMT) 和超线程技术方面也变得非常出色。 这些技术使两个线程能够在同一处理器上同时执行。 当成为访客操作系统的宿主机时,这项技术变得至关重要。

2.6 Linux 内核非常适合 IBM 的 SMT 技术。 在 2.6 内核之前,Linux 线程调度不足,线程仲裁花费了很长时间。 2.6 内核解决了这个问题,并大大扩展了内核可以运行的处理器数量。

尽管三年前就存在一种可行的、低成本的服务器蔓延解决方案,但我们现在才看到围绕它的热议。 如果你环顾四周,你可以看到 IT 行业正在积极准备解决这个问题。 Linux 集群和网格计算的可扩展性和发展不仅在这个领域处于领先地位,而且目前还提供了最佳解决方案。

当今的现实

你可以看到一些不同的 Linux 虚拟化方法。 我们已经讨论过一些 VMware,它可以在同一台服务器上运行 Windows 和 Linux。 它也受益于 Linux 2.6 内核的进步。 在许多情况下,企业选择使用 VMware 是因为它运行 Linux、Windows 和 Solaris。

Xen 在虚拟化领域引起了轰动,即使它不运行 Windows。 Xen 是一个开源项目,使用半虚拟化技术。 Novell 将 Xen 与 SUSE 9.3 捆绑在一起。 2005 年 2 月,Linux 内核团队表示 Xen 修改将成为标准 Linux 2.6 内核的一部分。 因此,本质上,Linux 将原生具备运行虚拟机的功能。 想象一下,一个计算机系统能够同时运行多个 Linux 实例的好处。 我可以想到过去几种我非常需要这种能力的情况。

Xen 修改了内核,以便 Linux 知道它运行在虚拟化环境中。 Xen 比 VMware 提供更高的性能增强。 最终,人们认为 Xen 将能够运行 Windows。

另一项值得注意的技术是 Virtual Iron。 Virtual Iron 前身为 Katana Technology,其产品允许一组 x86 服务器分配从一个 CPU 的一小部分到 16 个 CPU 的资源来运行单个操作系统镜像。 Xen 和 VMware 将单个系统的资源分割开来。 Virtual Iron 对内核进行修改,并需要服务器之间进行专门的连接。

一些初创公司,包括 Virtual Iron,已经成立并从投资银行获得了资金。 随着这些初创公司开始推销他们的产品,我们只能想知道 IT 经理是否会认识到其价值主张。

最后想法

典型的怀疑论者已经开始了他们诋毁 Linux 和内核团队的活动。 最直言不讳的公司之一 Sun Microsystems 表示,Linux 不属于数据中心。 如果微软也这么说,那看起来会很愚蠢。

自从我开始使用 Linux 学习 UNIX 以来,Linux 已经取得了长足的进步。 今天,Linux 在设备世界(例如数字电话和 PDA)、故事片制作、运行世界上最强大的计算机、在核潜艇上运行声纳阵列以及作为桌面平台方面都占有一席之地。 作为按需业务的解决方案,由于其作为虚拟访客操作系统宿主机的能力,它似乎正在取得领先地位。

Tom Adelstein 是 Hiser + Adelstein 的负责人,该公司是一家总部位于纽约市的开源公司。 他是 Exploring the JDS Linux Desktop 一书的合著者,也是即将由 O'Reilly 出版的关于 Linux 系统管理的书的作者。 自 1999 年初以来,Tom 一直在咨询和撰写关于 Linux 的文章和书籍。

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