服务器虚拟化平台的测试架构与方

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所属分类:ERP

 本次实测的4种虚拟化平台皆属于半虚拟化架构,我们将虚拟化系统与管理工具个别安装在2台实体服务器上,依照各个虚拟平台具备的系统功能进行实测,如虚拟机(VM)建立与管理、在线转移(Live Migration)等功能,测试过程以功能验证为主,并于过程中观察管理接口是否容易操作。

我们的测试环境内采用1台Dell PowerEdge 1950 1U服务器、1台Supermicro SuperServer 6015T,其中6015T内包含2个运算模块,而每个运算模块皆有各自的主机板、处理器与内存,因此我们测试的服务器数量总数为3台。

3台服务器之间,我们以1台合勤GS-4024 GbE网络交换器连接,而测试过程中使用的Shared Storage,则是以另1台个人计算机,安装DataCore SANmelody仿真iSCSI而成的,计算机内安装2台320GB硬盘,分别做4个磁盘分割,并分配给不同虚拟化平台,由此实测在线转移等高级功能。

我们的测试方式,是将虚拟化平台建立于Supermicro的6015T上,而管理工具则安装于Dell的1950内。测试的6015T双模块均采用相同硬件架构,使得我们能有两台硬件规格相同的虚拟平台,并有额外的管理主机,能够通过网络远程管理,进而于6015T内的两个运算模块内,测试在线转移功能。

4种虚拟化平台测试时,虽然使用相同的服务器硬件,不过每组虚拟化平台与管理接口,都使用不同的硬盘存储,且Shared Storage也规划不同的磁盘空间,供各平台测试使用,避免系统存取冲突。

管理平台所安装的操作系统分为Windows Server 2008与Windows Server 2003 R2。除了微软的虚拟化管理软件SCVMM,必须于Windows Server 2008上才能安装外,其余管理工具则是不支持Windows Server 2008,因此安装非微软的管理工具时,皆架设在Windows Server 2003 R2上测试;而VM上的Guest操作系统则以Windows Server 2003与Windows Server 2008两者为主。

服务器虚拟化平台介绍:

Citrix XenServer 5.0

微软 Windows Server 2008 Hyper-V

Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4

VMware Infrastructure 3

Citrix XenServer 5.0

服务器半虚拟化产品Citrix的XenServer源自于开放原始码Xen,新推出的5.0包含4种版本,其中白金版、企业版支持高可用性(High availability,HA)备援,以及Xen-Motion虚拟机在线转移的功能,至于精简版则是开放给使用者免费下载,适合用于测试环境。

动态转移易于使用

XenCenter是Citrix的虚拟化图形接口管理工具,可在同一界面,管理多台的XenServer服务器。管理上,通常会先在XenCenter建立一个服务器群组(Pool),然后将位于同一机房内的XenServer服务器加入。

和大多数服务器半虚拟化产品相同的是,当数台XenServer服务器连接到同一台共享磁盘驱动器,且将虚拟档案放置于此的前提下,可以通过Xen-Motion这项功能,将虚拟机以手动方式在线转移到其它的XenServer服务器,从事主机的维护,或者降低硬件资源的消耗。

Xen-Motion的操作相当容易,在Xen-Center的虚拟机列表,使用鼠标将需要转移的虚拟机拖到目的地服务器,或者在虚拟机的列表上方,开启鼠标右键的菜单,在“Migrate”的分项下,选择要转移过去的目的地,完成虚拟机的搬移。

备援机制完整

在HA的备援架构下,当XenCenter侦测到XenServer服务器没有响应,可能发生故障时,可以将原本在上头运行的虚拟机转而挂载到其它的XenServer服务器,继续提供服务。

加入HA的服务器,有“Master”以及“Slave”两种区别,一般来说,会以第一台加入HA的服务器担任Master的角色,在该台服务器故障时,XenCenter会自动指派其它服务器来接手。

相较于其它的测试产品,XenServer的HA对于虚拟机提供了很完整的保护功能,一共有“Protect”、“Restart if Possible”,以及“Do not Restarted”三种不同等级的保护机制,可视企业需求不同,弹性调整设定。

其中一台XenServer服务器发生故障时,Master服务器会经由运算,将原本运行于故障服务器上的虚拟机挂载到HA架构下的其它服务器,并且重新启动。

“Protect“、”Restart if Possible“两者在功能上大致相同,唯一的差别处在于XenCenter会优先启动具有Protect属性的虚拟机,如果还有多余的系统资源,则会接着启s动Restart if Possible属性的虚拟机,不过,如果其它服务器原本的数据就不充裕,即使虚拟机被设定为Protect属性,也一样是无法启动。

最后一种的“Do not Restart”,则是不针对虚拟机提供任何保护,当其中一台XenServer服务器发生故障时,Master服务器就不会告知其它的XenServer服务器接手这些虚拟机的控制权。

当HA群组下的XenServer服务器需要维护时,这时可以切换到所谓的Maintenance Mode,让该服务器暂时退出HA成员的角色,而在进入此模式之前,必须将原本运行在该台服务器上的虚拟机转移出去,切换完成之后,Master服务器便不再对其指派工作,直至维护工作完成,重新加入HA。

提供两种P2V转移工具

XenServer支持的虚拟机操作系统,以常见的Windows及Linux为主,若企业有部署Linux系统的需求时,则在建设XenServer的过程中,就必须安装第2张光盘片当中的内容,新建虚拟机,便能看到Linux系统专用的模板。

利用转移工具亦是企业部署虚拟机的主要方式之一,该套产品提供两种P2V工具,可将前述两种操作系统的实体主机转换成为虚拟机。

在Windows环境上,Citrix提供了一套自行开发的Windows转移工具XenConvert。最新的1.1版本能将实体主机的系统搬移到XenServer服务器,也可以汇成两种虚拟机档案格式。一种是为XenServer专用的XVA(Xen Virtual Appliance),另一种则是可以挂载于微软Virtual PC等其它虚拟化产品的VHD(Virtual Hard Disk)。

使用XenConvert转移系统时,这套工具会虚拟出一个磁盘驱动器,将需要搬移的档案暂存于此,假设实体主机的磁盘空间不足,则XenConvert会向使用者发出提示信息,并中止转移作业。

Linux版转移工具内建于XenServer的产品安装光盘,本身不具备将档案汇出成虚拟机档案的能力。转移时,需使用这张光盘片开机,在Linux处于离线的状态下,将系统转移到指定的XenServer服务器。

微软 Windows Server 2008 Hyper-V

微软Hyper-V虚拟化平台,是以Xen的虚拟化技术为基础开发而成的,而这个虚拟化平台目前已整合在64位的Windows Server 2008操作系统,并成为系统内的服务器角色之一。要购买这样的平台,要注意微软对不同版本(标准版、企业版、Datacenter版)的Windows Server 2008,分别销售含Hyper-V与不含的版本。

三个版本的功能与硬件支持(处理器颗数与内存空间)的情况也不相同,其中以Datacenter版最齐备,而标准版功能和硬件支持也最少。此外,微软亦推出免费版的虚拟平台Hyper-V Server 2008,比起含Hyper-V的Windows Server 2008标准版,少了本机图形管理接口。

在管理工具上,微软针对Hyper-V提供了2种选择。一种是Windows Server 2008建立服务器角色时产生的,操作上主要是通过服务器管理员的MMC接口,不需额外付费,但功能有限;另一种则是需额外选购的System Center Virtual Machine Manager(SCVMM),功能较多。

操作系统计价包含一定VM数量的Windows系统授权费

由于Hyper-V是与操作系统一同销售,若以Windows Server 2008数据中心版单一处理器的授权来算,是这4家产品中授权费用最低的。加上微软对于Hyper-V上执行的虚拟主机,提供多组Windows操作系统免费授权,如标准版可允许1个Guest操作系统免费,企业版有4个,而Datacenter版则有无限多个授权。以企业版为例,如果超过4个,那么第5个就需要再购买1个Windows授权。若企业内的IT系统有大量Windows服务器,又打算导入此虚拟化平台,好处是能省略去许多操作系统授权费,可藉此减少整体系统建设成本。

在平台的功能上,Hyper-V在虚拟操作系统的支持度较为薄弱,适合以Windows系统为主的企业,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套平台均具备在线转移(Migration)功能,而Hyper-V目前并不支持,现阶段只有Quick Migration,作用是搬移关机状态的虚拟主机至其它实体服务器,而在线转移要等到2010年发行的Windows Server 2008 R2,才开始支持。

资源管理等高级功能须搭配SCVMM

当Windows Server 2008的虚拟化服务器角色启动后,会在服务器管理员内执行图形化管理接口“Hyper-V管理员”,主要用来管理本机或其它Hyper-V服务器,不过它仅有基本功能,如建立VM,与配置内存、硬盘容量等。

若是需使用Quick Migration,或是将实体服务器转移至虚拟主机等功能,需要SCVMM这套System Center中管理Hyper-V的软件包。在我们实测的管理工具中,此工具的资源配置是最详细的。搭配这套管理工具,可整合系统内所有虚拟平台建设、管理所需的资源,像是虚拟磁盘、虚拟主机硬件设定数据、系统安装映像文件等。

安装SCVMM管理服务器时要注意,必须通过网域管理员的权限,此外,受管理的服务器即使不加入AD环境,也能由SCVMM纳管。

提供网页管理接口,并能授权给其它使用者管理虚拟主机

安装SCVMM后,管理服务器会架设一自助式入口网站,可让系统管理员或其它使用者藉由IE浏览器管理虚拟主机。此外,SCVMM中也能将Hyper-V或SCVMM的资源指派给其它使用者,例如链接库中的虚拟主机模板、Hyper-V实体主机的系统资源等。

另外,增加使用者时,能针对各链接库资源去分配使用权限。设定好之后,就能让他们藉由网页管理接口,去取用上述所设定的系统资源。而这样的设定对于多人操作的虚拟化环境较便利,能将虚拟主机资源弹性提供给其它研发人员或使用者。

可连接VMware VCenter Server 执行VMotion

SCVMM也可藉由VMware的虚拟化管理工具VirtualCenter(现已改名为VMware vCenter Server),去监控该环境下所属的虚拟主机状态,如处理器负载量、虚拟网络架构等,并能执行VMotion在线转移,将ESX Server内的VM转移至其它ESX实体主机上,但通过SCVMM并无法新增ESX Server上的VM。

Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4

虚拟化平台Virtual Iron采用Xen Open Source 3.1 Hypervisor的虚拟技术开发而成,区分为单机版Single Server Edition与企业版Extended Enterprise Edition两种,后者具备动态转移LiveMigrate,并有高可用性(High Availability,HA)的LiveRecovery容错功能,也是我们这次所实测的对象。Virtual Iron的管理工具并不需要额外付费,它是以网页结合Java套件开发而成,让我们通过此接口管理虚拟平台。

Virtual Iron的虚拟化功能在我们实测的平台中,支持功能多,且售价并不高,适合有意导入但预算限制较多的企业。

实体主机的虚拟化系统不需硬盘存放

这套虚拟化平台最大的特色在于,它的虚拟化系统文件,并非存放于实体服务器的硬盘中,而是置于网络上的管理服务器VI-Center内,并且通过网络开机,将虚拟化系统加载实体服务器的内存内(约使用500MB)。这种架构的优点在于实体服务器不需要硬盘即可启动,不过由于虚拟化的程序均存放于内存内,因此会耗费较多的内存资源,规划内存配置时,注意要保留足够容量给虚拟化套件。

作为虚拟化平台的实体服务器,需安装支持虚拟化技术的处理器,例如Intel VT或AMD-V,并于BIOS设定中将此功能启动。除了在BIOS中启动处理器虚拟化功能,我们还得将其中的多线程功能关闭,代理商普桦科技表示,Virtual Iron与多线程功能不兼容,若启动会影响服务器运行性能。

提供免费的管理工具

Virtual Iron的管理工具包含在本身的虚拟化产品中,不需额外选购。该管理工具是以Java开发的,要进入该接口,只要先以浏览器连接VI-Center的IP地址,再藉由管理页面启动即可。所有的虚拟主机管理工作,例如新增VM、执行在线转移,甚至是建立HA架构,皆可通过此接口完成,不需要于操作计算机上额外安装管理或代理程序。

操作VI-Center的接口颇容易。以在线转移LiveMigrate为例,我们只要以鼠标拖,或是用右键开启下拉式选单点选,就能直接将虚拟主机在线转移,将它移至同属一个Virtual Data Center的其它实体主机上。

搭配在线转移功能,Virtual Iron还可提供LiveCapacity与LiveRecovery功能。前者是动态调配VM,将它们自动转移至使用率较低的实体服务器上,而后者则是将所有低使用率的VM,集中转移至部分服务器上,并将闲置的实体服务器关机,等需要时,再由管理人员手动将这些服务器启动。这两项设定由于目的不同,无法同时开启。

可复制虚拟磁盘,快速建立虚拟主机

在VI-Center的磁盘管理中,我们可以将配置给虚拟主机的磁盘,执行复制(Clone)或汇出映像档。藉由复制出来的磁盘,可以指派给其它新建的虚拟主机,以便快速建设虚拟主机。

在虚拟主机的映像文件格式上,Virtual Iron为VHD档,与微软Hyper-V的档案格式相同,因此这2种虚拟化平台的虚拟档案可以直接互通。

使用第三方P2V工具

Virtual Iron本身并没有自行研发实体主机转移至虚拟主机的工具,而是搭配以PlateSpin Power Converter技术为基础的Live Convert。普桦科技表示,Virtual Iron单一处理器的授权包含6次转移授权,且单次授权费最少为2个处理器,因此能有12次转移授权,若企业欲建立的虚拟主机数超过此限,可通过重新建立虚拟主机节省转移次数;或额外购买转移授权。

VMware Infrastructure 3

这套产品分为企业版以及标准版两种版本,其中前者是VMware Infrastructure(VI)的最高版本,支持HA、VMotion在线转移,以及DRS(Distributed Resource Scheduler)等高级功能。随着微软在2008年10月推出免费版本的Hyper-V Server 2008,VMware也随之跟进,将旗下另外一款半虚拟化产品ESXi,也就是ESX的轻量级(Thin)精简版本的授权,变更为免费提供,开放给使用者免费下载。

需同时部署vCenter Server,才能使用完整功能

如同其它厂商的同类型产品,VI3包含了虚拟平台ESX服务器,再搭配管理套件vCenter Server部署,才能完整应用各项功能。

ESX安装完毕之后,便可以通过其它计算机连接ESX服务器的网页接口。你必须下载VMware Infrastructure Client(VIC)软件至计算机安装,该软件是vCenter Server的组件之一,它可以个别连接单一服务器从事管理之外,如果内部网络当中已经架设vCenter Server服务器,则可以使用VIC连接vCenter Server所在的计算机,以便于同时管理多台ESX服务器,并能使用更多的功能。

具备多种在线转移机制

VMware的VMotion是同类型虚拟平台功能中,最负盛名的一项应用,在ESX的平台上,搭配VI的其它功能,使得VMotion的操作更具弹性。

VMotion不单是提供传统的手动搬移而己,若是搭配DRS这项资源管理机制,则可以在其中一台ESX服务器负载过重时,将一部分的虚拟机转移到其它的ESX服务器,达成负载平衡的目的。

在线转移的功能中,DPM(Distributed Power Management)是ESX整合VMotion的另外一项运用。在负载较轻的离峰时段,vCenter Server可以将ESX服务器当中的其中几台,切换进入休眠状态的低耗模式,并将上头运行中的虚拟机往其它服务器集中整并,节省机房电力的使用。

现有的ESX 3.5,在功能上除了可以做到VMotion之外,也可以在不关机的情况下,将虚拟机档案搬移到本机的其它存储媒体存放(Storage VMotion)。在存储媒体需要离线维护,或者升级的情况下,这项功能便十分有用。

预设情况下,这项在线转移功能必须登入ESX本机的文字接口,以指令方式操作,不过网络上也可以找到由第3方所开发的外挂程序,将软件安装在VIC所在的同一台电脑上,接着在VIC上完成汇入的动作即可使用,操作方式类似VMotion,在虚拟机的列表上开启鼠标右键的菜单,此时最下方会出现一个名为「Migrate storage」的选项,点选之后,选取好要搬移过去的目标磁盘之后,虚拟机就会开始转移。

可通过多种方式建立虚拟机

ESX的系统兼容性相当广泛,除了一般较为常见的Windows、Linux之外,其它像是Solaris、Netware也在产品的支持范围之列。

同样是vCenter Server组件之一的vCenter Converter,是搭配ESX使用的转移工具,该软件的功能相当强大,所能做到的不单只是基本的将实体主机的系统转换成为虚拟机而已,除此之外,也可以将VMware Workstation等自家虚拟化产品、微软Virtual PC,以及开放标准的Open Virtual Machine Format(OVF)的虚拟机档案,甚至于由第3方备份软件,如Acronis True Image、Symantec Backup Exec的备份档汇入至ESX。

另外,利用vCenter Server的操作接口,我们可以将现有的虚拟机复制(Clone)一份成为另外一台新的虚拟机,或者将其转换成为样板(Template),日后新增虚拟机时,可使用先前做好的样版复制新增,让虚拟机的建立变得更为方便。
本文出自:亿恩科技【www.enkj.com】

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