玩轉虛擬化(2)---主流的企業級虛擬化平臺(VMware篇)

        在上一篇文章中簡單提及了主流的企業級虛擬化平臺產品,這篇文章中會詳細介紹一下。
        首先,在市場佔有率情況上來看:
第一名依然是VMware。目前,VMware在虛擬化市場領域佔有大約50%的份額,遙遙領先於其他任何供應商。不過,這樣的市場份額並不能讓VMware獲得一個相對強勢的話語權,尤其是在財大氣粗的微軟介入虛擬化領域之後;
第二名是微軟。所佔份額從2008年3月份的7%一路飆升到2009年7月份的25%,可見來勢洶洶!
剩下的25%左右的市場份額則由其他的廠商分配,如Citrix、Sun、Oracle等等……
        近些年來,幾大廠商都增加了對虛擬化產品的投入,比如VMware ESX的免費、微軟Hyper-V R2的上市、Sun VirtualBox的發佈、Citrix將Xen收購等動作,讓整個虛擬化市場再掀波瀾。然而站在我們的角度來看,市場的競爭愈加激烈,我們就能夠以更低的投入來享受到更新的技術。
     
        OK,切入正題:主流的企業級虛擬化平臺。
首先,從VMware說起~
1、x86平臺上的第一個虛擬機:VMware Workstation。
        爲什麼有的朋友一提到虛擬機,就直接以VMware指代了?當時VMware Workstation for Windows Platform的誕生,就意味這VMware公司掌握了OS-In-OS的技術。但是Windows操作系統相對不穩定,VMware便把目光投向相對比較穩定的Linux系統,因此VMware Workstation產品成功推出之後,也出現了Linux版本的產品。一時之下,所有的虛擬機都是允許在VMware Workstation軟件中,於是VMware直接成爲虛擬機的代名詞。
2、C/S、B/S架構的虛擬機:VMware GSX / VMware Server。
        VMware Workstation的不足之處,在於工作站版無法在多人模式下運行。假如公司內部有一臺配置相當高的服務器,假如我們安裝VMware Workstation之後,服務器只能提供給某一個人的虛擬機,這就造成了資源的獨佔。VMware公司爲解決這一問題,便推出了VMware GSX。這是一個C/S架構的虛擬機軟件,能夠分離服務器端和客戶端,將一臺服務器的資源分配給多人同時使用。而後VMware Server的推出,使原有的C/S架構變成了B/S架構,也就是基於Web方式對虛擬機的控制。詳情參考另一篇文章:Win環境安裝VMware Server 2.0手記
3、原生架構:VMware ESX。
        爲了解決寄居在其他操作系統上的問題,VMware公司推出了自己的操作系統,也就是基於原生架構的虛擬化平臺:VMware ESX。ESX以Redhat 7.2爲基礎,插入了自己的硬件核心。隨着ESX的出現,標誌着VMware踏入企業虛擬化的領域。
4、一個新的企業虛擬化平臺:Virtual Infrastructure。
        基於原生架構的虛擬機能夠做到的事遠遠超過預期想象,而多臺ESX Server在企業管理上也能滿足更多的業務需求。因此VMware圍繞着ESX Server也推出了類似ESX集羣的Virtual Infrastructure架構,簡稱VI3.當然在集羣出現之後,客戶端的管理、集羣之間的管理等基本功能也加入到VI3中,使得VI3成爲當時全球最早、最完整的虛擬機集羣產品。目前最新的Virtual Infrastructure版本已經從VI4改成vSphere,也就是VMware最新的原生架構集羣產品。
        在上一篇文章中曾經提到過原生架構和寄居架構的不同,而ESX是原生架構的最佳代表。在完全掌管硬件層之後,小巧精悍的獨立Hypervisor讓機器崩潰率降低了不少。但是虛擬化平臺並不是意味着硬件不會出現故障,然而企業中對硬件故障的處理方法,就是最傳統的集羣(Cluster),也就是分佈式計算機的一個類型。舉一個簡單的例子,我們架設了一臺Web服務器,但是我們無法預知服務器的崩潰,假如某一天硬盤壞掉、內存壞掉或者是感染病毒,這臺服務器架設的網站就不能正常運行。我們無法讓事故的發生率降低爲0,唯一能做的是儘量降低發生率。架設硬盤出問題的機率爲10%,我們用兩塊硬盤組爲RAID 1,那麼我們就能夠認爲硬盤的事故發生率爲1%。集羣就是這個概念,用多臺設備來降低總體的事故發生率。當多臺ESX Server組成了一個集羣,再加上管理這個整體架構的工具之後,就成爲完美的虛擬架構。因爲多臺ESX服務器形成集羣之後能夠防止單臺ESX的崩潰,而加上管理工具之後能夠真正發揮ESX的各種功能。vSphere(VI4)最基本的就是集羣中的ESX服務器。它的管理工具就是vCenter(Virtual Center)管理中心。
        在針對單一的ESX Server操作上,vSphere(VI4)的客戶端就顯得很重要了。vSphere Client使用SSL連接到主機,主要針對單一ESX Server的虛擬機創建以及管理操作。但是在vSphere中,針對單個虛擬化平臺的操作並不是最重要的功能,我們需要的是HA、VMotion、SMP、DRS這樣的功能,因此vSphere Client早已超越ESX Server的單機管理工具。
        vSphere(VI4)使用VMware自己的文件系統vmfs,並且提供了一個vmkfstools工具來管理所有有關虛擬機硬盤的選項。當然了,這個工具需要運行在service console之下。
VMware(VI4)爲企業虛擬化解決了什麼問題?
        企業中最頭疼的問題就是機器的停機,不管時正常的關機還是故障導致的崩潰,這樣的損失是無法預計的。所以企業中機器的停機時間儘量縮短一直是管理人員的目標。在vSphere(VI4)中,虛擬化平臺已經將虛擬操作系統轉移到外部獨立的存儲中(如SAN),而ESX只負責讀取存儲中的文件以運行虛擬機。因此,我們可以假設外部存儲的故障率爲0,只要ESX能夠正常運行,那麼我們就不用擔心整個企業環境的服務會停止了。
1、多臺ESX Server能夠組成集羣環境。
        我們可以用vCenter管理多臺ESX主機,實現複雜的問題簡單化。ESX集羣環境提供的功能纔是企業中真正需要的!
2、虛擬機的自動轉移vMotion。
        如果某臺ESX服務器需要停機(這裏是預期的停機,如更換硬件等情況),其運行的虛擬機也一定要關機的。但是這些虛擬機都是存放在外部存儲設備中,因此我們需要做的就是將這臺ESX服務器的內存數據轉移到另一臺ESX服務器中,讓這臺服務器接替需要預期停機的服務器來繼續運行。整個過程中,我們絲毫感覺不到這些虛擬機的轉移,ping命令之下都不會丟包的~
3、自動分配資源的DRS。
        這是VMware引以爲傲的功能。當企業中的vSphere(VI4)設定了ESX集羣功能之後,在這個集羣中的ESX服務器就可以開啓DRS功能。這個功能是vSphere檢查整個集羣環境中的每一臺ESX服務器的CPU性能,並且把佔用CPU資源最多的虛擬機轉移到CPU較空閒或者最強大的ESX服務器中,實現負載均衡。
4、告別停機的HA。
        之前說過,機器的非預期停機時企業中的嚴重問題,在vSphere(VI4)的集羣環境中,HA(高可用性)就能夠完美解決這個問題。一個真正意義的永遠不停機的環境是目前無法實現的,但是vSphere(VI4)中,HA主要針對單一ESX服務器停機的狀況。也就是說,如果有一臺ESX服務器發生了故障而停機時,HA就會使用其他沒有故障的ESX服務器來將這些原來位於ESX運行的虛擬機重新啓動,這樣就創建了一個永遠不會停機的環境!
5、簡單唯美的ESXi。
        對於單純的原生架構來說,底層的Hypervisor應該是越簡單越好,因爲這樣一來就能避免和虛擬機爭搶系統資源,減少了Hypervisor出現兼容性或者和硬件溝通時產生問題的機會。
        ESXi和ESX相比之下,取消了Service Console會讓ESX Server更爲簡單,但是我們必須要用VI Client來訪問ESXi,這種方式並不會讓ESX更難以管理,反而使整個Hypervisor架構更爲精簡。同時,ESXi也有自己的特色---支持USB方式開機。我們可以將ESXi安裝在一個U盤中,並且在任何支持ESX的硬件環境中開機,需要我們做的只是設定IP地址,然後這臺機器就可以變成vSphere(VI4)中的成員。而且不必擔心小小U盤中的ESXi在功能上會有縮水,VMotion、HA等功能全部支持,我們能以更爲快速的再ESXi服務器崩潰之後馬上部署一臺新的ESXi服務器,縮短了企業環境的停機時間。
 
        這幾天身體不舒服,一直感冒中。不是甲……哦!後續文章我會補齊的,儘快!
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