【IT168 资讯】本文着重讨论了虚拟化技术的由来和发展，当今主要是什么因素在推动虚拟化技术的应用和发展，如提高系统的整合能力，提高系统的管理水平以及改善系统的绿色水平。并例示一些IT产品和实际应用，最后说明其发展和如何做好应用。

一、前言

Gartner公司最近把虚拟技术列为2007年IT十大技术之首。虚拟技术最早开始于上世纪60年代，有人把IBM公司提出的分区技术作为虚拟化的起点，我个人认为分区技术虽然有虚拟的内涵，却并未提出虚拟化的完整而明确的概念，而IBM公司首先提出的虚拟存储，把操作系统有机地分布于内外存储器（当时为磁心存储器与磁盘存储器相结合，并以大容量磁盘作为小容量磁心存储器的动态后援，在逻辑上成为一完整的大容量“内存”）两者结合成为虚拟存储器，并得到广泛应用，进而使这一概念确立了虚拟机VM的概念。

在上世纪经历了大型机、小型机、微型机等时代，不同公司、不同机型、不同机种、不同操作系统杂然并存，既竞争又更迭。就应用而言，系统互不兼容成为很大的困扰和问题。对此，在一段时间里一些大机构、大企业、大数据中心为了缩减成本、提高管理效能，总想发明和采用统一的操作系统，如UNIX，却始终未达到预期的目的。后试图在大型主机或服务器上同时运行几种操作系统，如主机专用操作系统、UNIX、LinUX和WINDOWS等等，在一个平台之上运行着更多的虚拟机和各种应用。2003年HP公司就提出动成长企业战略和虚拟服务器环境VSE理念，其目的：一是整合企业IT资源，使能适应动态变化；二是支持多操作系统平台。像HP Integrity动能服务器，基于安腾2的平台，能同时支持Windows\Linux\HP—UX和OpenVMS四个操作系统。IBM和HP公司在上世纪末本世纪初就将数百个数据中心集中（整合）为数十个数据中心。当然其间所采用的措施和技术是多方面的，但无疑，虚拟技术起了重要作用。如今虚拟技术早已超出传统的虚拟存储、虚拟机、虚拟网络的局限而有了更大的发展，如新的虚拟存储已成为统一的包括SAN、NAS的存储池的概念。

在本世纪中，各种机构面临重重的成本压力、环保的压力，不断增长的业务压力，都在迫使信息部门更多、更好地采用更为成熟的虚拟化技术，而当前计算机及相关技术的新发展也为进一步采用虚拟技术提供了极为有利的条件。正如摩尔定律所示，CPU速度越来越快，计算机内存和外存的容量和存取速度又有了惊人的发展，硬件成本也有了相应的降低，软件技术和开发工具更加完备而能力大大加强，x86技术的大范围推广应用，尤其是刀片式服务器的广泛应用给虚拟技术的推广应用提供了方便和广阔的平台。

二、推动应用和发展虚拟化技术的主要因素

1、为提高信息系统的整合能力。努力降低信息系统的创建和运行成本

实际上从上世纪以来，人们一直在追求系统的兼容、整合和、集成能力，但屡屡由于计算机、操作系统、通信协议和接口不一致，即使投入大量的人力物力也不能做好或做得很好。虚拟化技术在很大程度上解决了这一问题或有助于这一（异构化）问题的解决。在一台主机或服务器上同时可以安装几台虚拟机，而每机可以安装不同的操作系统，因此就可以很容易集成大的系统，同时提高了系统的集成度。采用虚拟技术可以将不同服务器上的应用移动到同一台服务器上，进行服务合并；也可以将整个服务／操作系统组合安装在一台虚拟机上，与其它服务／操作系统组合一起运行，进行服务器合并。可以把多台低效的服务器集中到数量比较少的服务器上 （通常压缩比约为1／3.1／10）。又可以适应紧急需要而快速设置一个虚拟机。并且可以大大增强灾难恢复，高可用性。根据需要，甚至在可以把几台虚拟机合并一台虚拟SMP机。即使在工作站台或PC机上采用虚拟机也可以大有可为，比如在一台物理机上可以安装一个以上的操作系统，如一个虚拟机上是 Windows，另一个是Linux；一个做个人用，一个做公用；一个进Intemet网，—个人内网以满足不同需求。

为处理繁重的负载，一些企业往往采用服务器负载均衡的技术，把工作负载分配在许多相同的服务器上。服务被分配—个虚拟的IP地址，客户机使用虚拟IP地址访问服务。实际服务器位于负载均衡器后端，在负载比较轻时，会关闭—个陛赧务器，反之，在负载增加时也可以开启—个（些）额外服务器来满足需求，从而明显地降低IT运行成本。

2、为提高信息系统的管理水平和效能

从上世纪80年代以来信息系统的管理已超过了操作系统的范畴，而有了集成多机、远程和网络管理等功能，进入到虚拟化时代就需要有管理虚拟机和物理机结合的管理系统，并有更强的能力。例如Avoeent公司的Dsview 3管理软件就为数据中心提供安全的集中式管理解决方案，并且适应各种IT资产。其管理范围包括：刀片式服务器、机架式服务器、VMWare基础设施、 DSR KVM ovef1P交换机、Cye1ade ACS高级控制台服务器、CycladesPM智能配电装置（IPDU）、MergePoint服务处理器管理器和嵌入式服务器管理技术（见图1）；此外，带外服务处理器技3、为改善信息系统的绿色水平在信息时代绿色已经成为时代的必需。（1）根据美国环保局的研究表明，全球用于数据中心运行的电力已占全部电力的1。5%。典型数据中心的成本中电力约占20%左右。并且电力消耗增长趋势很快，尤其以APEC地区为最，2000—2005年年增加率达 23%；（2）根据统计，美国数据中心的能耗中。IT设备本身占41%，供电设备（配电设施和UPS）占28%，而散热设备（加热、通风和空调HVAC） 占31%。也就是IT设备直接电耗还不到数据中心全部电力消耗的一半；（3）因此，对数据中心的电力进行监视、分析、挖掘和自动调节使能耗得到充分节约。如采用智能配电装置IDPU等措施。试以数据中心管理和优化套件为例，说明虚拟化体系和能力。其虚拟体系下面包括ESX虚拟服务器，中层是虚拟中心或 VirtuallCenter Management Server虚拟中心管理服务器，上层是若干虚拟功能软件DRS。Virtual Center为IT环境提供集中化、操作自动化、资源优化和高可用性。可以快速部署向导和虚拟机模板。系统将处理器和内存资源分配相同物理服务器上的多个虚拟机。动态资源调度DRS可以跨资源不问断地监控利用率，并根据反映业务需要和不断变化的优先级的预定规则，在多个虚拟机之间智能分配可用资源。

可以将正在运行的虚拟机磁盘文件从一个存储位置实时迁移到另一个存储位置，而无需停机。可为虚拟机中运行的应用程序提供易于使用、经济有效的高可用性。当物理服务器发生故障时，受影响的虚拟机将在具有预备用容量的其他生产服务器上自动重启动。如在虚拟机中发生与操作系统相关的故障，会检测到，并在同一台物理服务器上重启动受影响的虚拟机。其它，如Lab Manager是一种新的软件开发和测试基础结构，可以自动的非常复杂的多计算机软件配置进行快速安装和卸载。

三、典型案例

1、DELL公司

该公司管理着全球范围的20000多台服务，其中约4／5的服务的处理器利用率从未超过20%，因为绝大多数服务器仅运行1-2个应用软件。他们先做虚拟化就绪性评估VRA，再选择了有代表性的500台服务器监控和分析，从而建立了适合全球戴尔数据中心的标准虚拟化模型。这种模型要求10-20台物理服务器作为VMware ESX主机，另一台服务器运行VMware VirtualCenter作管理。现已在全球部署518台PowerEdge R900服务器和5100台虚拟服务器。

在虚拟化环境下：（1）对非生产性的整合比平均为20：1，生产性的整合比约为10：1；（2）对应用软件的部署时间从以前的45天缩短到4天；（3）在 3年时间里部署的非生产用虚拟机每台节省了约6500美元，生产用虚拟机每台约节省9300美元。估计为整个公司节省了2900万美元。

2、国家统计局

统计局信息中心总共管理240多台x86服务器、30多台小型机，通过部署服务器虚拟化后，将原有60多台上的多应用整合到20台物理机上。在6台物理机上部署虚拟化，为业务部门提供了20多台符合需求的虚拟机。通过在两台服务器上部署虚拟化实现了6个应用，并将其作为标准化模式推广到全国统计系统。通过 P2V工具，将原有多台物理机上的应用迁移到了虚拟机平台上，为数据中心的升级和迁移做好了准备。虚拟化提升了服务器的利用率，从原来的平均1%左右上升到80%。

3、海通用汽车公司

拥有上海、烟台、沈阳3个生产基地，包括4个整车生产厂和2个动力总成厂。虚拟化后：

（1）利用模板降低了部署复杂新应用的时间，从原来的数月或数周降低到现在的一小时之内；

（2）利用VMotion功能实现快速的系统升级和维护，宕机时间从原来的几天成为现在的从不宕机；

（3）用Virtual Center统一管理资源，提高了资源利用率，节省了冷备份资源；

（4）提升了服务器的利用率，从原来的约5%到现在的40%多；

（5）利用Converter将原有的系统从快要淘汰的设备上快速迁移到虚拟环境下，迁移时间从物理迁移时间数周缩短到现在的一天以内。

4、中国人寿信息技术部

（1）把数据中心的数台HPD1385进行虚拟化的部署，其上运行VMware ESX Server企业版，每台服务器运行5—8台虚拟机，总共构建了30多台虚拟机；

（2）提升了服务器的利用率，从10%上升到80%；

（3）通过统一的Virtual Center进行管理，多余的物理服务器可立即用于部署新的应用；

（4）腾出了宝贵的机房空间。

四、虚拟化技术的发展和应用

虚拟化无疑是一项既相当成熟又有非常发展前途的新技术，虚拟化汇合云计算（就本质而言，云计算是网络、计算机、软件和SaaS等资源和技术的“宏虚拟”） 和高性能计算等技术相结合必将得到进一步的发展。着名的虚拟领域技术权威英国Cambridge大学的Lan Pratt在2008年一次访谈中就认为“云计算将根植于虚拟技术”（Cloud computing will be critically depenton Virtualization technology）但对具体应用而言还必须充分考虑一个单位的具体情况，分析采用这项技术的必要性、可用性和经济性。对一个机构、企业而言，是否要进行虚拟化，不是决定于别人，首先是问自己，问CEO、CIO单位是否要虚拟化？虚拟化要解决什么问题。特别在当前，国际金融危机已影响实体经济，并且已在一定程度上影响到我国经济的方方面面。对具体单位而言，是否要有大的改革？是否要瘦身？是否要做展开兼并或机构合并？一切动作都要有信息系统动态配合。恰当的虚拟化可以给予很大的帮助。对新的关键应用，虚拟化也可以尽快给予解决。如果要使多个操作系统在同一系统下工作，对工作给予全面监督，而又难以投入大量资金，虚拟化可能是正确的方向。对正常的虚拟化工作，重要的第一步是针对不同单位的实际，进行具体分析，做好事先评估。做好调查研究，对投入产出进行细致的分析，对比多种方案（比较不同时限的ROI和TCO等指标），在此基础上制定正确的符合实际的方案。在这方面各11r公司都有具体的做法。如HP公司就提供经过实践检验的虚拟化解决方案流程，归纳为规划、部署和迁移和运行三个阶段。国内的一些公司如联想和浪潮等公司也有相当水平。在工作中选择好合作伙伴是一件非常重要的事情。