伺服器虛擬化技術論文
伺服器虛擬化是指在單個物理伺服器上執行多個相互獨立的作業系統的一種技術。下面小編整理了，歡迎閱讀!
篇一
伺服器虛擬化技術
1 什麼是伺服器虛擬化
伺服器虛擬化是指在單個物理伺服器上執行多個相互獨立的作業系統的一種技術。通過虛擬化軟體將單個物理伺服器劃分為多個虛擬機器。每個虛擬機器都能共享物理主機上的物理資源，包括CPU、記憶體、磁碟和網路資源等。作為一種主流應用技術，越來越多的組織機構都已經或者正在實施伺服器虛擬化，它可以幫助節省投資、增加資源利用率，對現有基礎設施無需重大變更就可以提高IT響應速度和靈活性。
2 伺服器虛擬化技術的優勢
① 提高伺服器利用率：大部分伺服器的利用率僅為全部效能的三分之一甚至更少，通過將多個工作負荷整合至一臺伺服器上，可以實現更高的資源利用率。
② 提高業務持續性：業務持續性對系統可靠性提出了更高要求，伺服器虛擬化技術強大的容錯、災備、快速恢復特性，可以提高系統可靠性，從而維持業務持續性。
③ 動態資源調配：伺服器虛擬化可以實時自動平衡工作負載。通過實時遷移功能，資源調配工具可以將執行中的虛擬機器線上遷移至擁有更多資源的其他伺服器上，或者靈活調整其他虛擬機器，從而匹配工作負載，實現業務和資源最優化。
3 利用伺服器虛擬化的幾種情況
3.1 優化已退出業務應用但仍需保持線上的系統
隨著業務不斷髮展，一些系統已不再適用，新系統取而代之，一般的做法是資料遷移至新系統，舊系統下線，但也有一些情況並不遷移資料，舊系統維持線上作為歷史查閱之用。對於這樣的情況，由於對服務能力要求的大幅降低，繼續保持舊系統執行會造成一定的資源浪費，此時便可以將其虛擬化，整合多個業務到一個物理伺服器中集中執行，從而降低綜合運維成本。
3.2 遷移運維困難的舊系統
一個應用系統也許會持續使用多年，硬體裝置隨時間推移逐漸老化，由於廠商服務及備件問題，後期運維成本逐漸增大以致無法維持，而隨著硬體技術的發展和作業系統更新，新的伺服器卻可能因相容性而無法使用，為解決這一矛盾，利用虛擬化軟體的相容性，將新伺服器虛擬化之後，模擬原執行環境，部署舊系統和應用，使之得以延續生命週期。
3.3 利用計算能力強的新硬體，整合多箇舊系統
每個系統對伺服器效能都有一定要求，而隨著技術的發展，新硬體的計算能力大幅提高，遠超出舊系統的需求，如果在更新伺服器時，同時利用虛擬化將多箇舊系統裝入一個物理伺服器中，通過合理調配虛擬機器資源，可以保證在節省空間、節約電力，節約投資的同時又滿足多系統並存對資源的需求。
3.4 軟體開發和測試環境
通過伺服器虛擬化，可以以較低的成本，快速建立和複製特定型別的軟硬體環境，用於軟體開發和測試。同時虛擬機器的快照和快速恢復特性也非常適合於此類環境的工作要求。
3.5 提高服務的安全性
通過伺服器虛擬化，將相同型別的一組服務，根據不同的服務物件或業務需要，部署同一物理主機的在不同的虛擬機器中，使服務之間相互隔離，互不影響，從而提高服務的可靠性和安全性。
4 伺服器虛擬化的常用軟體
4.1 Microsoft Hpyer-V
Hyper-V是微軟伴隨Windows Server 2008推出的伺服器虛擬化解決方案，採用了全新的64位微核心管理程式架構，讓Hyper-V在效能和安全性上都有較大提高。利用新的虛擬服務程式/虛擬服務客戶端***VSP/VSC***架構使磁碟、網路等核心資源的訪問利用得到改善。Hyper-V支援不同型別的***例如Windows、Linux及其他作業系統***32位和64位作業系統，具有非常好的硬體相容性，但Hyper-V要求處理器必須支援AMD-V或者Intel VT技術。
4.2 VMware ESX server
ESX server是當前伺服器市場上最成熟，最流行的虛擬伺服器產品。是適用於任何系統環境的高效靈活的企業級虛擬主機平臺，對比其他虛擬軟體產品，ESX的最大優點是可以極大減少宿主系統所佔用資源，其核心直接執行在硬體之上，系統穩定性和效能都有很大的提高。其大型機級別的架構提供了空前的效能和資源控制特性，適合各種要求嚴格的應用程式的需要。同樣VMware ESX Server需要處理器支援硬體輔助虛擬化技術才可以更加有效地執行。
4.3 Citrix XenServer
XenServer作為一種開放的、功能強大的伺服器虛擬化系統，能夠為任何伺服器和資料中心虛擬化專案提供所有關鍵特性，強大的可擴充套件性支援任何規模的企業，滿足Windows和Linux系列的作業系統以及複雜的儲存需求。XenServer基於開源的Xen系統管理程式，直接執行在伺服器硬體上，作為準虛擬化技術的代表，其響應能力基本接近未經虛擬化處理的物理伺服器，可以以較低的部署成本實現最佳的效能和可擴充套件性。
5 伺服器虛擬化之後的常見問題
5.1 單點故障風險
虛擬化最大的優勢就是伺服器整合，節省運營成本，但這對使用者來說也意味著要將所有的雞蛋放在一個籃子裡，增加了風險。過去在多臺物理伺服器上執行不同的工作負載，當其中一臺伺服器宕機時，不至於所有工作負載都停止執行。而在虛擬化環境裡，一旦物理伺服器故障宕機，就意味著所有該伺服器承載的工作負載***虛擬機器***都會陷入癱瘓，若不能及時恢復將給企業帶來災難性的後果。因此應設立額外的冗餘物理伺服器，當某一物理伺服器出現故障，通過虛擬化軟體的線上遷移工具將其對應的工作負載及時動態遷移到別的物理伺服器上，雖然增加了虛擬化成本，但可以有效避免全部虛擬伺服器崩潰的風險。
5.2 潛在安全風險
和很多技術方案一樣，伺服器虛擬化由於系統架構固有特點決定了在安全方面存在一定的潛在風險。當不同的工作負載在虛擬機器上執行的時候，作為宿主的物理主機的安全變得更為重要。如果一個未經授權的使用者獲取了宿主作業系統的訪問許可權，便有可能複製敏感資料或破獲整個虛擬機器系統。同時也可以關閉虛擬機器或進行宿主機層面的重新配置，從而造成嚴重的服務中斷。對於訪問者而言虛擬伺服器和物理伺服器沒有區別，同樣面臨被人惡意攻擊的風險，一旦一臺有漏洞的虛擬機器被攻陷，安全威脅就可以透過網路擴散到其它虛擬機器，從未威脅整個虛擬機器管理系統。物理伺服器作為虛擬伺服器的根本，保護其穩定安全，是安全防範工作的重中之重。虛擬機器環境下，病毒和惡意軟體的影響很可能是同一臺物理伺服器上的所有虛擬工作負載，而不僅僅是一個單獨的虛擬機器，會給系統資源造成相當大的負荷。另外關於病毒防護，一般做法是將每個獨立虛擬機器單獨安裝病毒防護軟體，這樣將導致總體消耗的系統資源非常巨大，如果能採用專門應用於虛擬化平臺的安全防護軟體效果可能會更好。
5.3 I/O瓶頸和資料備份
相對於計算能力，儲存效能增長的速度明顯要慢得多。對於虛擬化而言，I/O瓶頸和緩慢的儲存效能成為一大難題。高密度的虛擬化產生大量I/O流導致物理硬碟的頻繁操作，極大增加了磁碟工作負載，並且快取對效能的提升效果也越來越有限。伺服器虛擬化環境下，如果仍然使用傳統備份方法來保護資料將是得不償失的，在一臺物理伺服器上同時進行多個虛擬機器資料備份時，備份任務將對伺服器硬體資源進行激烈爭奪，同時虛擬機器的工作負載遷移工具會使得備份問題變得更加複雜。因此每臺虛擬伺服器，都必需實施相應的備份策略，對配置檔案、虛擬機器檔案及其中的重要資料都要進行備份。預留一定的伺服器資源用於備份任務，安排合理完善的備份計劃，合理利用虛擬機器快照工具有助於改善這一狀況。
6 結語
近幾年，伺服器虛擬化已被廣大使用者所接受，它將固定不變的硬體裝置轉化為可以動態管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化管理，提高系統可用性，節約投資，降低綜合運維成本，增強IT對業務的變化的適應力，所有這些對使用者都是真實的利益所在。任何一種技術都會有優勢和劣勢，但是隨著技術的不斷進步，相信虛擬化應用過程中出現的各種不足和問題都會得以改進和解決。
參考文獻：
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