從單一到整合，企業全面虛擬化之路

近年來，虛擬化技術的發展如火如荼，伴隨著“云計算”的風靡，虛擬化也從后臺的服務器虛擬化、存儲虛擬化，逐漸向用戶端的桌面虛擬化、應用虛擬化不斷延伸發展。隨著這些應用的不斷深化，人們不應把虛擬化單純作為一項新的或者獨立的技術來看待了，全面的虛擬化將會無處不在，它將涉及到企業信息化的方方面面，使我們的計算基礎架構變得更加靈活和便捷。不斷提高基礎架構的利用率、節約運營成本、降低資源消耗，規范管理、降低企業IT人員維護工作強度、提升企業IT能力，成為企業信息化產生聚合效應的關鍵技術。

一、不同類別虛擬化技術簡析

1、服務器虛擬化

就目前而言，最成熟同時也是使用最為廣泛的無疑是服務器虛擬化。通過在一臺服務器上運行多個虛擬的服務器，每個虛擬服務器共享物理服務器的全部資源。此時，服務器物理資源就抽象成邏輯資源，一臺物理服務器就可以變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，使CPU、內存、磁盤、I/O等硬件資源可以動態管理，根據需要進行動態分配，從而提高資源的利用率。

VMware vSphere ESX Server是目前應用最多的虛擬化軟件，擁有廣大的用戶群。經過了長時間和大范圍的應用，系統成熟可靠，它運行在服務器裸機上，是基于硬件之上操作系統之下的架構。用同一臺服務器底層硬件，劃分出若干虛機，集中管理，統一集群，負載均衡，并可進行動態遷移。

此外，微軟公司、思杰公司也有自己相應的產品。

2、存儲虛擬化

存儲虛擬化就是通過映射或抽象的方式屏蔽物理設備復雜性,增加一個管理層面，激活一種資源并使之更易于透明控制。它可以有效簡化基礎設施的管理，增加IT資源的利用率和能力，比如服務器、網絡或存儲。通過虛擬化產品提供的邏輯層統一整合內部的存儲環境，為前端服務器的存儲需求提供單一化服務。通過部署存儲虛擬化產品可以整合企業內部各種存儲設備，將這些異構存儲設備所含的磁盤，視為一個存儲池，再分配給需要容量的前端服務器，所有存儲資源都能在虛擬層介接下統一運用。

將存儲資源虛擬成一個“存儲池”，通過將零散的存儲資源整合起來，可以提高整體利用率，同時降低系統管理成本。與存儲虛擬化配套的資源分配功能具有資源分割和分配能力，可以依據“服務水平協議（service level agreement）”的要求對整合起來的存儲池進行劃分，以最高的效率、最低的成本來滿足各類不同應用在性能和容量等方面的需求。特別是虛擬磁帶庫，對于提升備份、恢復和歸檔等應用服務水平起到了非常顯著的作用，將會極大地節省企業的時間和金錢。

3、桌面虛擬化

桌面虛擬化是指將計算機的桌面進行虛擬化，以達到桌面使用的安全性和靈活性。在維基百科上給出的定義是： Desktop virtualization (或者稱為Virtual Desktop Infrastructure) 是一種基于服務器的計算模型，并且借用了傳統的瘦客戶端的模型，但是讓管理員與用戶能夠同時獲得兩種方式的優點：將所有桌面虛擬機在數據中心進行托管并統一管理；同時用戶能夠獲得完整PC的使用體驗。用戶可以通過瘦客戶端或者類似的設備，在局域網或者遠程訪問獲得與傳統PC一致的用戶體驗。

簡單的來說，桌面虛擬化是指：支持企業級實現桌面系統的遠程動態訪問與數據中心統一托管的技術。一個形象的類比就是，今天我們可以通過任何設備，在任何地點、任何時間訪問在網絡上的我們的郵件系統或者網盤；而未來我們可以通過任何設備，在任何地點、任何時間訪問在網絡上的屬于我們個人的桌面系統。

4、應用虛擬化

相對于上述集中虛擬化技術而言，應用虛擬化技術在目前業界認識和定義還不是很統一，各個廠商之間的思路及技術路線也不盡一致。就本文而言，應用虛擬化主要討論的應用虛擬化技術實現一種快速應用交付的方式，即不需要在用戶設備上單獨安裝或管理應用系統，這樣就使應用的測試、部署、管理和支持變得更加簡單，成本更低。另外，系統可以智能地根據用戶、應用和位置自動匹配最佳的交付方式。

隨著目前大量B/S架構的系統在企業里的大量應用，這種虛擬化技術在受帶寬限制的高時延的廣域網（WAN）上的效果極好，可以大大降低系統對于網絡帶寬的需求，緩解了網絡延時。這是由于在服務器上虛擬化應用以后，只有鼠標操作、鍵盤敲擊和屏幕更新等數據經過網絡傳輸，即使是大數據量和復雜圖形的應用也能表現出良好的性能，保持了用戶的活力和生產力。

二、全面虛擬化的整合之路

各種各樣的虛擬化技術層出不窮，如果只是單純的使用某一種虛擬化技術，取得的效果已較為明確，而為了不斷挖掘虛擬化的價值，筆者所在企業嘗試就各個層面的虛擬化技術進行統一的整合與應用，以期形成合力，最大限度的發揮虛擬化的優勢，降低企業IT運行與維護成本。

虛擬化的整合是一個從后臺向前端的發展過程，從數據機房開始不斷向用戶端延伸，從服務器、存儲設備向用戶桌面發展，因此我們的整合之路最先由存儲開始。因為我們的存儲設備是分兩次購買的兩個不同品牌的產品（共三套陣列），因此使用存儲虛擬化的設備將原有兩個廠商三臺設備整合到一起，對于上層服務器而言只是面對一個較大的存儲“資源池”，并且根據業務需求的不同，提供不同性能的存儲資源，充分發揮各臺設備的最大性能且不會產生瓶頸，同時利用存儲虛擬化設備對陣列進行鏡像、快照等工作，確保了數據的安全與可靠。

在完成了存儲的整合后，我們開始利用服務器虛擬化將原有的30多臺單獨部署的應用系統部署在虛擬機上，分別建設了兩個聚群，外部區域使用4臺IBM 3650 M2服務器（2路4核心CPU，64G內存） 對外提供網站、域名解析等服務，內部區域使用5臺IBM 3850 M2服務器（4路4核心CPU，64G內存）對企業內部人員提供服務。利用故障轉移、HA切換等方式，實現了系統的高可用，減少了不必要的宕機時間。如圖所示：

完成了存儲的虛擬化搭建以及虛擬機的構建后，我們的基本服務架構已經初具規模，基礎的平臺已經建立。此時需要的就是將應用不斷添加起來，然后再結合其他的技術，將應用層面“虛擬化”。因為筆者所在企業屬于建筑行業，企業的主要業務在于項目，而很多項目部處于人跡罕至、交通通信極不發達的地區，并且有大量國外項目點，這些項目點大多也處于較不發達的亞非拉國家和地區，網絡環境往往很差，開展信息化工作的難度也較高。結合這種實際情況，我們嘗試引入應用虛擬化技術，利用已經搭建完成的虛擬機靈活部署了一些虛擬的應用發布服務器，讓這些應用發布服務器去訪問具體的后端的業務，如財務、資金系統，而用戶只與這些發布服務器產生數據交互，并且只是傳輸鼠標、鍵盤的操作信息以及屏幕的顯示信息，就好像是遠程的虛擬操作一樣，這樣就可以將用戶操作業務系統的數據傳輸降至最小，無論在何種惡劣的網絡環境下都可以訪問相應的系統。與此同時，利用虛擬機的高可用、動態遷移來實現負載均衡、業務的永不宕機等以前很難實現的工作。

通過這樣一步一步的從后向前的遞進，虛擬化技術一步一步應用到了用戶端，虛擬化對于普通用戶已經不是毫無關系的高高在“云端”的技術或者理念，而是已經切切實實每天都會使用到，此時再以各種虛擬化的應用為基礎，將用戶桌面虛擬化集成到這一體系中，將普通用戶的個人常用軟件、數據全部集中到數據中心中，普通用戶不再去關心自己要去裝什么軟件，數據安全如何保護，只要在有網絡接入的地方就可以訪問到自己的“桌面”，操作自己的辦公軟件并存儲數據。

三、實施全面虛擬化優勢分析

我們可以很清楚的看到，通過上述的種種工作，其實最終我們實現的就是一種“云計算”，將一切計算、存儲放置于企業的一種“私有云”里面去，對于具體的用戶不用去關心自己的應用系統具體由誰提供，存儲空間由誰提供，他們面對的只是一個極大的“資源池”，自己可以隨時的獲取相應的資源，通過這樣一種方式將企業內部的資源最大化的利用起來，提供給用戶使用。

關于應用虛擬化技術對于減少硬件投入、電力消耗、制冷空間消耗，從而降低運營成本，建設綠色數據中心等方面的作用已經無需多加詳述，讀者對于這方面的了解已然很透徹。其實事實上全面的虛擬化除了“省錢”之外，最重要的使企業IT管理起到的翻天覆地的變化，它為企業的信息化環境提供了集中化管理、操作自動化、資源優化和高可用性，為數據中心提供了前所未有的響應能力、可維護性、效率和可靠性級別。讓企業信息化的整體水平上了一個臺階，讓企業的信息化的應用更加靈活多變，充滿活力與智慧。對于普通用戶而言，進一步降低了應用難度，并且更加方便快捷，我們可以使用各種設備，如電腦、瘦客戶端，手機、電視以及鍵盤鼠標或者其他外設（比如wii的手柄），像看電視選臺一樣去訪問桌面或者應用。此時終端設備的可選擇性更為廣泛，可以滿足不同的應用需求。同樣，對于普通用戶而言，最終關心只是自己的應用而非其他，包括軟件、數據安全等等。

四、面臨的困難與挑戰

雖然全面虛擬化的實現可以為企業帶來各種激動人心的改變，但是在實現的道路上卻要面對不少困難與挑戰，除去各個單一虛擬化技術所必須面對的問題外，要實現全面的、無所不在的虛擬化還必須面對一些難度更大，更不容易逾越的難關。

1、標準問題

虛擬化技術現在發展很快，但是相關規范標準的制定卻較為滯后。我們都知道信息化工作中標準的重要性，各個廠商雖然目前已提供了大量的解決方案，但還缺乏統一的標準，各廠家的產品很難在同一環境下整合，對于不同硬件產品的要求也各有不同。而要實現全面虛擬化，就需要將各種不同的虛擬化技術進行統一、整合。在這一過程中就難免出現系統不兼容的情況，為全面整合之路帶來困擾。

2、對從業人員的要求較為嚴格

虛擬化相對是一種較新的技術，并且也只是在最近幾年才有了長足的發展，其中一些問題也并沒有得到很好的解決，對于維護人員的技術水平有較高的要求，而如果要實現全面的虛擬化，就要求維護人員必須對各種虛擬化技術掌握的較為透徹，這樣在實施時才不容易出現較嚴重的問題，因此對于從業人員提出了較高的要求，門檻較高。

3、來自企業內部的阻力

雖然全面虛擬化可以為企業帶來更優質的IT效果，但是來自于企業內部的阻力同樣不小，并不是每一個人都會了解虛擬化技術的優勢并接受它，很多人對于虛擬化初期需要的一次性投入仍然抱有懷疑態度。此外，很多人對于數據存儲在“云端”的安全問題也提出質疑。并且雖然更換瘦客戶機可以節省大量成本，但是有多少人能夠接受使用一個類似于空盒子的瘦客戶機而不是普通PC呢？所以這一切都需要我們在向全面虛擬化的道路邁進的時候仔細的思考，并采取最適合的應對措施。

五、結語

隨著近年來“云計算”概念的熱潮，作為其支撐手段之一的虛擬化技術也在不斷發展，而全面虛擬化正是企業邁向云端的必經之路。無論有多少困難與挑戰，毫無疑問，虛擬化代表著未來技術發展的方向，我們有理由相信，全面虛擬化將為企業未來信息化的發展提供最基礎、但是也是最有力的支撐。