虚拟化 2.0:人行道的尽头
在 VMware 接受了虚拟机 (VM) 方式的熏陶(我在那里度过了过去的四年)之后,当我说虚拟机不是解决数据中心所有问题的唯一答案时,我感觉自己像是在犯异端邪说。 除此之外,虚拟机实际上可能会带来一些额外的挑战,例如当移动人行道结束时会遇到的绊脚石。
不要误会我的意思。 我喜欢 VMware 和 Xen; 我正在学习相信 SPARC 上的 Solaris LDOM,并且我非常相信虚拟机的力量。 我认为对于开发而言,很难超越在一个物理机内部拥有完整的、虚拟网络连接的多层系统的实用性。 而且,拥有打包好的虚拟机与其他人交易以轻松复制场景当然很方便。
但是,所有虚拟机监控程序供应商(和用户)都面临着额外的挑战,即性能以及与本地数据网络和存储的连接。
这里可能需要立即插一句题外话。 不,VMware VI3 甚至没有触及,更不用说解决这些问题了——世界开始认识到这一点。 请考虑行业中一些知名人士提出的以下评论
“请注意——一旦公司更广泛地部署虚拟化,就会出现一类全新的问题。 在这里,市场仍然未能提供合格的解决方案,这些解决方案在很大程度上涉及更复杂的自动化。”——Allessandro Perilli,Virtualization.Info(世界领先的虚拟化博客)
“对于想要实施实时基础设施的客户来说,进行服务器重新配置的能力至关重要。”——Donna Scott,Gartner Group 副总裁兼杰出分析师
“服务器虚拟化了? 太棒了! 现在您需要虚拟化整个数据中心。 虚拟化不仅仅发生在服务器内部。 基础设施虚拟化在整个数据中心应用软件抽象层。”——Rachel Chalmers,The451Group
简而言之,仅仅拥有虚拟化服务器是不够的。 您还需要虚拟连接和真实的服务器——也就是基础设施虚拟化。
但是,让我们再次考虑这两个挑战,性能以及与本地数据网络和存储的连接。 性能挑战很简单,因此,不值得过多讨论。
虚拟机监控程序占用 CPU 周期,是潜在的故障点(如果虚拟机监控程序发生故障,则整个虚拟机集都会丢失),并且由于其调度的循环性质,它们实际上可以掩盖测试中的竞争条件。 诚实的虚拟机监控程序供应商总是会非常公开地承认这一点——事实上,我为我在职期间 VMware 非常公开地声明“不要虚拟化超过一定阈值 CPU、网络或磁盘 I/O 级别的应用程序”而感到自豪。
重点是什么? 要测试和运行许多多层生产应用程序,例如 Citrix、SQL Server、SAP 等,您希望在裸机上运行。 不幸的是,这提出了物理和虚拟之间移动的挑战(P2V 和 V2P),以及第二个挑战,网络。
网络是一个更微妙的挑战,因为它开箱即用——在虚拟机监控程序(好吧,让我们诚实一点,它是一个操作系统)所在的物理机之外。
再次,是时候说一句题外话了:虚拟机监控程序是一种操作系统。 虚拟机监控程序,如 VMware ESX Server 或 Citrix XenSource Enterprise Server,安装在裸机服务器级计算机上。 该计算机通过电缆连接到 LAN(数据)网络交换机和 SAN(存储)交换机。 计算机开机,使用虚拟机监控程序启动,然后可以运行多个完整的服务器,在虚拟机中,每个虚拟机都有自己的操作系统和应用程序(例如,Windows/Exchange 电子邮件服务器和 Linux/Apache Web 服务器),并发地位于该虚拟机监控程序操作系统之上。
因此,虚拟机监控程序控制发生在计算机内部的事件。 数据离开物理机的那一刻,通过 NIC 到 LAN 或通过 HBA 到 SAN(或 NIC 到 NAS)绑定到另一个物理盒子,它就离开了虚拟机监控程序的控制范围。
这意味着什么或重要吗? 好吧,设想一下您漂亮的多层应用程序——Web 服务器、应用服务器、数据库——在虚拟机中构建,并在单个物理机 A 内部“连接”。 效果很好。
现在,取出其中一个虚拟机,并将其放在另一台物理机 B(运行虚拟机监控程序)上,该物理机位于其他地方。
除非该物理机与同一个 LAN 子网位于同一位置,并具有相同的 SAN 访问权限,否则您刚刚破坏了您的数据中心。 您刚刚移动的服务器(虚拟机)正在访问不再物理存在的 LAN 和 SAN 路径,因为机器 B 没有这些路径。
更不用说机器 B 已经必须运行虚拟机监控程序这一小部分了。 (而且,如果您无法到达机器 B 以打开并安装该虚拟机监控程序,例如在灾难恢复情况下,那该怎么办? 不要说“哦,天哪,所有这些都将通过虚拟 HBA 和 NPIV 解决”,也不要说。 NPIV 需要全面的数据中心部署,所有硬件都支持——有人有旧交换机吗?)
虚拟 HBA 使糟糕的问题变得更糟。 现在您有更多的绑定 HBA。 (天啊,如果您被允许像虚拟 MAC 一样更改虚拟 HBA,那将造成更糟糕的问题,因为如果没有锁定,人们会复制 HBA 并意外地杀死整个 SAN。)
但是,解决方案是什么? 理想情况下,您应该能够做几件事
在物理和虚拟之间轻松移动。 实现四分钟的 P2V/V2P 转换,以提高虚拟机监控程序的普及率和采用率。 将服务器从在物理机上运行无缝移动到在虚拟机上运行——然后再返回。 此功能为不适合虚拟机监控程序的应用程序提供了安全网,允许将不同的硬件用于灾难恢复和高可用性,并通过提供在裸机硬件上快速测试应用程序的工具来消除潜在的应用程序供应商对虚拟机监控程序的支持问题。
像移动在虚拟机上运行的东西一样轻松地移动在物理机上运行的东西。 因此,您可以远程启动上面的机器 B。 (为了获得额外积分,还可以远程启动虚拟机监控程序,如 ESX Server 或 Xen。) 这然后在每个物理机级别提供高可用性。 请注意,VMware VirtualCenter HA 选项(以及 Xen 等效项)取决于另一台运行 ESX Server 且具有正确的物理网络和存储连接的物理机的可用性。 Scalent 实时创建这样的机器。
随身携带网络拓扑、LAN 和 SAN。 因此,不再需要 SAN 配置调整或向所有机器打开所有 SAN LUN(天哪)。 理想情况下,您应该能够安装可以在您现有的多层网络中通信的虚拟机监控程序,并具有对存储的实时访问权限,以启用 VMotion 等功能。 (同样,VMware ESX 要求物理机共享公共存储池和相同的网络子网,以便它们在 VMware ESX 服务器场或集群中共享虚拟机。) 当应用于当前数据中心架构时,这可能会带来后勤或安全问题。 一个好的解决方案将允许 VMware ESX 物理机位于物理上不同的位置——位于 LAN 交换机层后面,位于不同的机架或数据中心中,根据需要连接到存储 LUN——从而允许在现有数据中心架构中简单地创建 ESX 服务器场或集群。
此解决方案将表现为基础设施虚拟化 (IV) 软件——实际上是一个数据中心拓扑管理器。 IV 软件打开物理计算机,设置它们之间的网络,设置它们与存储的连接,并将它们指向要运行的正确软件(操作系统/应用程序包)。
例如,扩展上述虚拟机监控程序示例,在任何时候,IV 软件都可以打开任意三台物理计算机,这些计算机上没有运行任何软件,并将计算机 1 设置为网络 A/存储 LUN 1,运行 Windows/Exchange 电子邮件服务器软件包; 将计算机 2 设置为网络 B/存储 LUN 2,运行 Linux/Apache Web 服务器; 并将计算机 3 设置为网络 C/存储 LUN 3 和 4,运行虚拟机监控程序,并加载虚拟机监控程序的虚拟机。
这在现实生活中会是什么样子? 让我们考虑一个灾难恢复场景。
可视化一个数据中心。 有许多物理计算机在各种硬件(x86、SPARC、PowerPC)上运行各种操作系统(Windows、Linux、Solaris、AIX、VMware ESX、Xen 等),连接到各种数据网络和各种存储 LUN。
突然,角落里的一个机架的计算机着火了。
幸运的是,客户正在运行 IV 软件,以及他们现有的自动化、虚拟化和裸机操作系统。 该基础设施虚拟化或服务器重新配置软件立即意识到物理计算机已关闭,在数据中心周围搜索,并找到一些已关闭的计算机或一些正在运行低优先级作业(如打印服务器)的计算机,IT 人员已将其指定为“可重新配置”。
IV 软件打开或重启这些物理机,为它们分配被烧毁机器的网络和存储连接,并告诉计算机加载 IV 指向它们的软件。
不幸的是,只有十台新的工作计算机——20 台被烧毁了。 因此,IV 软件在两台新计算机上加载虚拟机监控程序,并在运行虚拟机监控程序的物理计算机之上以虚拟机形式运行六个被烧毁的系统。 这是可能的,因为 IV 软件为所有这些服务器设置了所有必要的网络和存储连接,并将它们与实时运行虚拟机监控程序的物理机相关联。
您说是天方夜谭? 一点也不。 刚刚描述的场景真实存在,在 Linux 上运行并控制多个其他操作系统,在当今世界最大的一些数据中心中运行。 而且,灾难恢复只是好处之一; 其他好处包括性能、真实世界的测试工具自动化和简化的虚拟机监控程序部署。
因此,享受服务器虚拟化吧。 去部署虚拟机监控程序; 它们是好东西。 但是,当人行道结束时,不要措手不及。 虚拟化不仅仅是服务器。 您的基础设施正在等待着。
Kevin Epstein 是 Scalent Systems 的营销和产品副总裁,Scalent Systems 是基础设施虚拟化软件的制造商。 在加入 Scalent 之前,他从 2002 年到 2006 年担任 VMware, Inc. 的总监,此前曾在 Inktomi Corporation 的网络产品部门、RealNetworks、Netscape 等公司任职。 Kevin 拥有布朗大学高能物理学士学位和斯坦福大学 MBA 学位,并且是《轻松营销》的作者,这是一本 Entrepreneur Magazine Press/McGraw Hill 出版的流行商业书籍。