白話爲什麼需要虛擬機和雲計算有什麼關係

  近來我們一直在說雲計算,有人就會問究竟什麼叫雲計算,或許從狹義講企業級的雲計算就是將業務服務放在雲主機上運行,而云主機實際是互聯網機房中的虛擬機(VM)。虛擬機又是什麼? 虛擬機是通過硬件虛擬化技術將一臺物理服務器分割成了多個邏輯隔離的單元,每個單元都是一個虛擬的計算機,和真實的計算機一樣它也有CPU、主板、內存、硬盤等等設備組成,可以爲這臺虛擬的計算機安裝操作系統。一臺物理服務器通過虛擬化技術可以同時運行多臺虛擬機即多個操作系統(及其業務系統)。不僅節省了硬件採購成本與電能消耗,也降低了維護工作量。因此虛擬機技術也是雲計算平臺的最基礎元素。

  早期做運維的一些朋友起初對虛擬機並不感興趣。對於資金並不充餘的用戶會選擇把多個服務(業務)都放在一臺服務器上運行。比如:DHCP、DNS、WEB 共用一臺服務器;SAP 和 OA 共用一臺服務器… 等這樣處理可以節省至少一半的服務器。對於資金不緊張的用戶而言,可以爲每一個業務事務系統都配置一臺甚至多臺服務器;比如:DHCP 、DNS、WEB、MIS、SAP、OA 等都有獨立的服務器,有的中小企業都會因此而配有十多臺服務器填滿幾個機櫃。其實這兩類情況在2008年以前都比較常見,看似簡單沒有問題,其實諸多的問題作爲運維人員都只能習慣後而忍受了。上述兩類原始方案的癥結在哪裏?

  第一類節約型用戶多業務運行一臺服務器系統;這種情況在中小企業、學校實驗室比較常見,這種處理方式最大的問題在於資源間的互斥衝突。以WebService 爲例如果把IIS 和 Tomcat 、 Apache 同時塞到一個系統裏面,但http 的默認訪問端口是80 ,三個服務必須得有兩個作出讓步使用別的端口號。多個服務使用的端口號相同、讀寫的配置文件相同都會引起衝突。還有一種另類的衝突是依賴庫的衝突,多個軟件或服務都會依賴或相互依賴一些支持庫,對庫的版本有嚴格的約定,兩個業務系統對同一個包有依賴,但是版本卻不同的情況也非常讓運維人員惱火的事情。 更嚴重的是有時候一些服務或業務程序自身有BUG 缺陷,在長時間運行後會嚴重的拖累系統,導致同在這臺服務器上的其他業務系統的響應速度也變遲緩最後至宕機,當管理人員需要重新啓動計算機時,這臺服務器上所有運行的業務系統都會連坐中斷。

  第二類富足型用戶一個業務一臺服務器;這種情況在基層事業單位和一些傳統制造型企業比較多。這種處理方式最大的問題在於資源和資金浪費。 因爲像DHCP / DNS / WEB等一些服務的負載並不高。7 24 的運行中資源使用率僅在 10 ~ 30 % 左右,有近 70 % 是閒置的。並且每多一臺服務器也會多出 500 W 7 *24 的電力消費;同時也增加管理維護的服務器工作量。

  虛擬化技術的成熟讓問題得到了很好的解決,特別是Intel 和AMD 在自己的CPU 中加入虛擬化指令,Windows /Linux 也相繼提供了內核虛擬機;使虛擬機可以更多的發揮物理硬件的性能。通過Hypervisor 我們可以一臺物理服務器上同時運行多臺虛擬服務器,每臺虛擬服務器都可以獨立安裝不同的操作系統。可以獨立運行、重啓關機都相互之間不會影響。虛擬機配給的硬件資源是由管理者調配的,對硬件資源佔用在配額之內,即使某個系統導致負載過高而宕機,也不影響其他虛擬機的工作。

使用虛擬機(虛擬服務器)的優勢:

  創建、撤銷都可以在軟件管理層面上完成,以往升級服務器硬件都需要斷電拆機,而虛擬機上擴展資源配給可以直接管理軟件界面設定熱生效。銷燬服務器也同理。

  遷移、備份方便;虛擬機對應是物理服務器上的一個鏡像文件,遷移服務器到異地機房以往需要下架後再小心翼翼長途託運,生怕路途碰摔。而虛擬機的遷移隔千山萬水也只需要拖動一個文件。
快照功能,在服務器系統上做一些不確定的操作時,可以使用快照。如果操作有誤隨時可以回滾快照。但以往在物理系統上這種情況可能就有重做系統了。

  可以基於模板快速生成,以往一臺祼機從安裝系統到部署業務耗時平均12小時,但採用虛擬機的情況可以事先準備好各種模板,需要時只用使用模板克隆一次就可以快速的完成。

  因此現在企業內部或互聯網上公有云服務商提供的雲主機、VPC 等大多都是虛擬機,易於動態的創建、回收;集羣中所有虛擬機的運行情況都能及時掌握和按需調配。虛擬化可以說是雲計算的基礎技術支撐。

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