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服務器虛擬化平臺的測試架構與方法 |
| 發布時間: 2012/8/3 21:09:15 |
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本次實測的4種虛擬化平臺皆屬于半虛擬化架構，我們將虛擬化系統與管理工具個別安裝在2臺實體服務器上，依照各個虛擬平臺具備的系統功能進行實測，如虛擬機(VM)建立與管理、在線轉移(Live Migration)等功能，測試過程以功能驗證為主，并于過程中觀察管理接口是否容易操作。 我們的測試環境內采用1臺Dell PowerEdge 1950 1U服務器、1臺Supermicro SuperServer 6015T，其中6015T內包含2個運算模塊，而每個運算模塊皆有各自的主機板、處理器與內存，因此我們測試的服務器數量總數為3臺。 3臺服務器之間，我們以1臺合勤GS-4024 GbE網絡交換器連接，而測試過程中使用的Shared Storage，則是以另1臺個人計算機，安裝DataCore SANmelody仿真iSCSI而成的，計算機內安裝2臺320GB硬盤，分別做4個磁盤分割，并分配給不同虛擬化平臺，由此實測在線轉移等高級功能。 我們的測試方式，是將虛擬化平臺建立于Supermicro的6015T上，而管理工具則安裝于Dell的1950內。測試的6015T雙模塊均采用相同硬件架構，使得我們能有兩臺硬件規格相同的虛擬平臺，并有額外的管理主機，能夠通過網絡遠程管理，進而于6015T內的兩個運算模塊內，測試在線轉移功能。 4種虛擬化平臺測試時，雖然使用相同的服務器硬件，不過每組虛擬化平臺與管理接口，都使用不同的硬盤存儲，且Shared Storage也規劃不同的磁盤空間，供各平臺測試使用，避免系統存取沖突。 管理平臺所安裝的操作系統分為Windows Server 2008與Windows Server 2003 R2。除了微軟的虛擬化管理軟件SCVMM，必須于Windows Server 2008上才能安裝外，其余管理工具則是不支持Windows Server 2008，因此安裝非微軟的管理工具時，皆架設在Windows Server 2003 R2上測試;而VM上的Guest操作系統則以Windows Server 2003與Windows Server 2008兩者為主。 服務器虛擬化平臺介紹： Citrix XenServer 5.0 微軟 Windows Server 2008 Hyper-V Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4 VMware Infrastructure 3 Citrix XenServer 5.0 服務器半虛擬化產品Citrix的XenServer源自于開放原始碼Xen，新推出的5.0包含4種版本，其中白金版、企業版支持高可用性(High availability，HA)備援，以及Xen-Motion虛擬機在線轉移的功能，至于精簡版則是開放給使用者免費下載，適合用于測試環境。 動態轉移易于使用 XenCenter是Citrix的虛擬化圖形接口管理工具，可在同一界面，管理多臺的XenServer服務器。管理上，通常會先在XenCenter建立一個服務器群組(Pool)，然后將位于同一機房內的XenServer服務器加入。 和大多數服務器半虛擬化產品相同的是，當數臺XenServer服務器連接到同一臺共享磁盤驅動器，且將虛擬檔案放置于此的前提下，可以通過Xen-Motion這項功能，將虛擬機以手動方式在線轉移到其它的XenServer服務器，從事主機的維護，或者降低硬件資源的消耗。 Xen-Motion的操作相當容易，在Xen-Center的虛擬機列表，使用鼠標將需要轉移的虛擬機拖到目的地服務器，或者在虛擬機的列表上方，開啟鼠標右鍵的菜單，在“Migrate”的分項下，選擇要轉移過去的目的地，完成虛擬機的搬移。 備援機制完整 在HA的備援架構下，當XenCenter偵測到XenServer服務器沒有響應，可能發生故障時，可以將原本在上頭運行的虛擬機轉而掛載到其它的XenServer服務器，繼續提供服務。 加入HA的服務器，有“Master”以及“Slave”兩種區別，一般來說，會以第一臺加入HA的服務器擔任Master的角色，在該臺服務器故障時，XenCenter會自動指派其它服務器來接手。 相較于其它的測試產品，XenServer的HA對于虛擬機提供了很完整的保護功能，一共有“Protect”、“Restart if Possible”，以及“Do not Restarted”三種不同等級的保護機制，可視企業需求不同，彈性調整設定。 其中一臺XenServer服務器發生故障時，Master服務器會經由運算，將原本運行于故障服務器上的虛擬機掛載到HA架構下的其它服務器，并且重新啟動。 “Protect“、”Restart if Possible“兩者在功能上大致相同，唯一的差別處在于XenCenter會優先啟動具有Protect屬性的虛擬機，如果還有多余的系統資源，則會接著啟s動Restart if Possible屬性的虛擬機，不過，如果其它服務器原本的數據就不充裕，即使虛擬機被設定為Protect屬性，也一樣是無法啟動。 最后一種的“Do not Restart”，則是不針對虛擬機提供任何保護，當其中一臺XenServer服務器發生故障時，Master服務器就不會告知其它的XenServer服務器接手這些虛擬機的控制權。 當HA群組下的XenServer服務器需要維護時，這時可以切換到所謂的Maintenance Mode，讓該服務器暫時退出HA成員的角色，而在進入此模式之前，必須將原本運行在該臺服務器上的虛擬機轉移出去，切換完成之后，Master服務器便不再對其指派工作，直至維護工作完成，重新加入HA。 提供兩種P2V轉移工具 XenServer支持的虛擬機操作系統，以常見的Windows及Linux為主，若企業有部署Linux系統的需求時，則在建設XenServer的過程中，就必須安裝第2張光盤片當中的內容，新建虛擬機，便能看到Linux系統專用的模板。 利用轉移工具亦是企業部署虛擬機的主要方式之一，該套產品提供兩種P2V工具，可將前述兩種操作系統的實體主機轉換成為虛擬機。 在Windows環境上，Citrix提供了一套自行開發的Windows轉移工具XenConvert。最新的1.1版本能將實體主機的系統搬移到XenServer服務器，也可以匯成兩種虛擬機檔案格式。一種是為XenServer專用的XVA(Xen Virtual Appliance)，另一種則是可以掛載于微軟Virtual PC等其它虛擬化產品的VHD(Virtual Hard Disk)。 使用XenConvert轉移系統時，這套工具會虛擬出一個磁盤驅動器，將需要搬移的檔案暫存于此，假設實體主機的磁盤空間不足，則XenConvert會向使用者發出提示信息，并中止轉移作業。 Linux版轉移工具內建于XenServer的產品安裝光盤，本身不具備將檔案匯出成虛擬機檔案的能力。轉移時，需使用這張光盤片開機，在Linux處于離線的狀態下，將系統轉移到指定的XenServer服務器。 微軟 Windows Server 2008 Hyper-V 微軟Hyper-V虛擬化平臺，是以Xen的虛擬化技術為基礎開發而成的，而這個虛擬化平臺目前已整合在64位的Windows Server 2008操作系統，并成為系統內的服務器角色之一。要購買這樣的平臺，要注意微軟對不同版本(標準版、企業版、Datacenter版)的Windows Server 2008，分別銷售含Hyper-V與不含的版本。 三個版本的功能與硬件支持(處理器顆數與內存空間)的情況也不相同，其中以Datacenter版最齊備，而標準版功能和硬件支持也最少。此外，微軟亦推出免費版的虛擬平臺Hyper-V Server 2008，比起含Hyper-V的Windows Server 2008標準版，少了本機圖形管理接口。 在管理工具上，微軟針對Hyper-V提供了2種選擇。一種是Windows Server 2008建立服務器角色時產生的，操作上主要是通過服務器管理員的MMC接口，不需額外付費，但功能有限;另一種則是需額外選購的System Center Virtual Machine Manager(SCVMM)，功能較多。 操作系統計價包含一定VM數量的Windows系統授權費 由于Hyper-V是與操作系統一同銷售，若以Windows Server 2008數據中心版單一處理器的授權來算，是這4家產品中授權費用最低的。加上微軟對于Hyper-V上執行的虛擬主機，提供多組Windows操作系統免費授權，如標準版可允許1個Guest操作系統免費，企業版有4個，而Datacenter版則有無限多個授權。以企業版為例，如果超過4個，那么第5個就需要再購買1個Windows授權。若企業內的IT系統有大量Windows服務器，又打算導入此虛擬化平臺，好處是能省略去許多操作系統授權費，可藉此減少整體系統建設成本。 在平臺的功能上，Hyper-V在虛擬操作系統的支持度較為薄弱，適合以Windows系統為主的企業，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套平臺均具備在線轉移(Migration)功能，而Hyper-V目前并不支持，現階段只有Quick Migration，作用是搬移關機狀態的虛擬主機至其它實體服務器，而在線轉移要等到2010年發行的Windows Server 2008 R2，才開始支持。 資源管理等高級功能須搭配SCVMM 當Windows Server 2008的虛擬化服務器角色啟動后，會在服務器管理員內執行圖形化管理接口“Hyper-V管理員”，主要用來管理本機或其它Hyper-V服務器，不過它僅有基本功能，如建立VM，與配置內存、硬盤容量等。 若是需使用Quick Migration，或是將實體服務器轉移至虛擬主機等功能，需要SCVMM這套System Center中管理Hyper-V的軟件包。在我們實測的管理工具中，此工具的資源配置是最詳細的。搭配這套管理工具，可整合系統內所有虛擬平臺建設、管理所需的資源，像是虛擬磁盤、虛擬主機硬件設定數據、系統安裝映像文件等。 安裝SCVMM管理服務器時要注意，必須通過網域管理員的權限，此外，受管理的服務器即使不加入AD環境，也能由SCVMM納管。 提供網頁管理接口，并能授權給其它使用者管理虛擬主機 安裝SCVMM后，管理服務器會架設一自助式入口網站，可讓系統管理員或其它使用者藉由IE瀏覽器管理虛擬主機。此外，SCVMM中也能將Hyper-V或SCVMM的資源指派給其它使用者，例如鏈接庫中的虛擬主機模板、Hyper-V實體主機的系統資源等。 另外，增加使用者時，能針對各鏈接庫資源去分配使用權限。設定好之后，就能讓他們藉由網頁管理接口，去取用上述所設定的系統資源。而這樣的設定對于多人操作的虛擬化環境較便利，能將虛擬主機資源彈性提供給其它研發人員或使用者。 可連接VMware VCenter Server 執行VMotion SCVMM也可藉由VMware的虛擬化管理工具VirtualCenter(現已改名為VMware vCenter Server)，去監控該環境下所屬的虛擬主機狀態，如處理器負載量、虛擬網絡架構等，并能執行VMotion在線轉移，將ESX Server內的VM轉移至其它ESX實體主機上，但通過SCVMM并無法新增ESX Server上的VM。 Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4 虛擬化平臺Virtual Iron采用Xen Open Source 3.1 Hypervisor的虛擬技術開發而成，區分為單機版Single Server Edition與企業版Extended Enterprise Edition兩種，后者具備動態轉移LiveMigrate，并有高可用性(High Availability，HA)的LiveRecovery容錯功能，也是我們這次所實測的對象。Virtual Iron的管理工具并不需要額外付費，它是以網頁結合Java套件開發而成，讓我們通過此接口管理虛擬平臺。 Virtual Iron的虛擬化功能在我們實測的平臺中，支持功能多，且售價并不高，適合有意導入但預算限制較多的企業。 實體主機的虛擬化系統不需硬盤存放 這套虛擬化平臺最大的特色在于，它的虛擬化系統文件，并非存放于實體服務器的硬盤中，而是置于網絡上的管理服務器VI-Center內，并且通過網絡開機，將虛擬化系統加載實體服務器的內存內(約使用500MB)。這種架構的優點在于實體服務器不需要硬盤即可啟動，不過由于虛擬化的程序均存放于內存內，因此會耗費較多的內存資源，規劃內存配置時，注意要保留足夠容量給虛擬化套件。 作為虛擬化平臺的實體服務器，需安裝支持虛擬化技術的處理器，例如Intel VT或AMD-V，并于BIOS設定中將此功能啟動。除了在BIOS中啟動處理器虛擬化功能，我們還得將其中的多線程功能關閉，代理商普樺科技表示，Virtual Iron與多線程功能不兼容，若啟動會影響服務器運行性能。 提供免費的管理工具 Virtual Iron的管理工具包含在本身的虛擬化產品中，不需額外選購。該管理工具是以Java開發的，要進入該接口，只要先以瀏覽器連接VI-Center的IP地址，再藉由管理頁面啟動即可。所有的虛擬主機管理工作，例如新增VM、執行在線轉移，甚至是建立HA架構，皆可通過此接口完成，不需要于操作計算機上額外安裝管理或代理程序。 操作VI-Center的接口頗容易。以在線轉移LiveMigrate為例，我們只要以鼠標拖，或是用右鍵開啟下拉式選單點選，就能直接將虛擬主機在線轉移，將它移至同屬一個Virtual Data Center的其它實體主機上。 搭配在線轉移功能，Virtual Iron還可提供LiveCapacity與LiveRecovery功能。前者是動態調配VM，將它們自動轉移至使用率較低的實體服務器上，而后者則是將所有低使用率的VM，集中轉移至部分服務器上，并將閑置的實體服務器關機，等需要時，再由管理人員手動將這些服務器啟動。這兩項設定由于目的不同，無法同時開啟。 可復制虛擬磁盤，快速建立虛擬主機 在VI-Center的磁盤管理中，我們可以將配置給虛擬主機的磁盤，執行復制(Clone)或匯出映像檔。藉由復制出來的磁盤，可以指派給其它新建的虛擬主機，以便快速建設虛擬主機。 在虛擬主機的映像文件格式上，Virtual Iron為VHD檔，與微軟Hyper-V的檔案格式相同，因此這2種虛擬化平臺的虛擬檔案可以直接互通。 使用第三方P2V工具 Virtual Iron本身并沒有自行研發實體主機轉移至虛擬主機的工具，而是搭配以PlateSpin Power Converter技術為基礎的Live Convert。普樺科技表示，Virtual Iron單一處理器的授權包含6次轉移授權，且單次授權費最少為2個處理器，因此能有12次轉移授權，若企業欲建立的虛擬主機數超過此限，可通過重新建立虛擬主機節省轉移次數;或額外購買轉移授權。 VMware Infrastructure 3 這套產品分為企業版以及標準版兩種版本，其中前者是VMware Infrastructure(VI)的最高版本，支持HA、VMotion在線轉移，以及DRS(Distributed Resource Scheduler)等高級功能。隨著微軟在2008年10月推出免費版本的Hyper-V Server 2008，VMware也隨之跟進，將旗下另外一款半虛擬化產品ESXi，也就是ESX的輕量級(Thin)精簡版本的授權，變更為免費提供，開放給使用者免費下載。 需同時部署vCenter Server，才能使用完整功能 如同其它廠商的同類型產品，VI3包含了虛擬平臺ESX服務器，再搭配管理套件vCenter Server部署，才能完整應用各項功能。 ESX安裝完畢之后，便可以通過其它計算機連接ESX服務器的網頁接口。你必須下載VMware Infrastructure Client(VIC)軟件至計算機安裝，該軟件是vCenter Server的組件之一，它可以個別連接單一服務器從事管理之外，如果內部網絡當中已經架設vCenter Server服務器，則可以使用VIC連接vCenter Server所在的計算機，以便于同時管理多臺ESX服務器，并能使用更多的功能。 具備多種在線轉移機制 VMware的VMotion是同類型虛擬平臺功能中，最負盛名的一項應用，在ESX的平臺上，搭配VI的其它功能，使得VMotion的操作更具彈性。 VMotion不單是提供傳統的手動搬移而己，若是搭配DRS這項資源管理機制，則可以在其中一臺ESX服務器負載過重時，將一部分的虛擬機轉移到其它的ESX服務器，達成負載平衡的目的。 在線轉移的功能中，DPM(Distributed Power Management)是ESX整合VMotion的另外一項運用。在負載較輕的離峰時段，vCenter Server可以將ESX服務器當中的其中幾臺，切換進入休眠狀態的低耗模式，并將上頭運行中的虛擬機往其它服務器集中整并，節省機房電力的使用。 現有的ESX 3.5，在功能上除了可以做到VMotion之外，也可以在不關機的情況下，將虛擬機檔案搬移到本機的其它存儲媒體存放(Storage VMotion)。在存儲媒體需要離線維護，或者升級的情況下，這項功能便十分有用。 預設情況下，這項在線轉移功能必須登入ESX本機的文字接口，以指令方式操作，不過網絡上也可以找到由第3方所開發的外掛程序，將軟件安裝在VIC所在的同一臺電腦上，接著在VIC上完成匯入的動作即可使用，操作方式類似VMotion，在虛擬機的列表上開啟鼠標右鍵的菜單，此時最下方會出現一個名為「Migrate storage」的選項，點選之后，選取好要搬移過去的目標磁盤之后，虛擬機就會開始轉移。 可通過多種方式建立虛擬機 ESX的系統兼容性相當廣泛，除了一般較為常見的Windows、Linux之外，其它像是Solaris、Netware也在產品的支持范圍之列。 同樣是vCenter Server組件之一的vCenter Converter，是搭配ESX使用的轉移工具，該軟件的功能相當強大，所能做到的不單只是基本的將實體主機的系統轉換成為虛擬機而已，除此之外，也可以將VMware Workstation等自家虛擬化產品、微軟Virtual PC，以及開放標準的Open Virtual Machine Format(OVF)的虛擬機檔案，甚至于由第3方備份軟件，如Acronis True Image、Symantec Backup Exec的備份檔匯入至ESX。 另外，利用vCenter Server的操作接口，我們可以將現有的虛擬機復制(Clone)一份成為另外一臺新的虛擬機，或者將其轉換成為樣板(Template)，日后新增虛擬機時，可使用先前做好的樣版復制新增，讓虛擬機的建立變得更為方便。 本文出自：億恩科技【www.627783.com】 |
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