虚拟化技术在企业中的应用

付林

摘要 随着企业IT应用的快速发展，对底层IT基础设施交付资源的需求也越来越高，传统IT基础设施资源独立部署，单独交付的模式，已经逐渐显出低效不足的劣势。采用虚拟化技术，对IT基础设施资源整合，按需交付虚拟化资源的模式在企业中逐渐成为主流。本文就有关虚拟化技术在企业中的应用展开相关探讨。

【关键词】虚拟化技术 IT基础设施资源 企业应用

随着企业IT应用的快速发展，对底层IT基础设施交付资源的需求也越来越高，传统IT基础设施资源独立部署，单独交付的模式，已经逐渐显出低效不足的劣势。采用虚拟化技术，对IT基础设施资源整合，按需交付虚拟化资源的模式在企业中逐渐成为主流。

虚拟化实际可以理解为对用户交付资源的一种呈现形式。传统未使用虚拟化技术时，交付给用户的是实体物理资源，采用虚拟化技术之后，交付给用户的资源不再是物理实体，而是底层对用户透明，且满足用户资源配置需求的逻辑资源。虚拟化技术在企业中的应用主要是在IT基础设施资源的交付物上。传统IT技术设施交付模式形成的一个个资源孤岛，在采用虚拟化技术后，资源整合统一标准化，形成了虚拟资源池，按需交付给用户虚拟资源，既满足了业务需求，又提高了资源利用效率和运维管理效率。

1 虚拟化技术的概述

虚拟化技术是可屏蔽底层物理实现，将单个或多个物理资源抽象虚拟，形成统一标准、动态可交付逻辑资源的技术。虚拟化技术改变了传统所见即所得的资源交付模式。对用户来说，所得不再可见。通过虚拟化技术将物理资源整合，形成逻辑资源池，对外按需动态交付逻辑资源。对于异构的物理资源，也屏蔽了其各自的底层实现，形成统一标准的逻辑资源。虚拟化技术可将海量资源“池化”，用户可根据自身需求租用必要的资源，当遇到资源需求的突增情况，也有资源池的标准化资源提供增补。这种资源交付模式可以动态智能化满足资源需求，具有良好的横向可扩展性，更能适应业务多变的资源需求。

虚拟化技术解决了资源在单一主体内使用的局限性，解决底层硬件异构性，屏蔽不同厂商各自独立的运维管理方式，将资源整合化，虚拟化，对外形成可交付的统一标准、灵活可扩展的资源池，提高资源的利用率，缩减了资源的运维管理成本。

2 虚拟化技术在企业中的应用

企业传统IT基础架构多采用独立集中部署，各业务应用相对独立，形成一个个烟囱式的架构。在新业务上线前，其资源需求都需要经过详细的论证、评估，考虑到业务上线后未来三年的负载增长速度，业务高峰性能需求并留有资源冗余，来决定新业务部署时的资源配置。这种部署模式下往往会造成主机、网络或存储等硬件资源的闲置浪费，高配低用等情况。而企业的硬件资源购置也会因为购买批次不同、时间不同或是供应商变化等客观原因造成硬件资源存在异构、多样等情况。这给企业IT基础架构统一管理，自动化运维，成本控制，资源的有效利用均带来了极大阻碍。相对于传统IT基础架构，采用了虚拟化技术后，IT基础资源可以获得整合与标准，各个业务应用在虚拟化资源池中租用资源，共享基础架构资源池。资源的快速部署，自动扩展能力得到提升。资源的利用率和运维管理能力可得到进一步提高。

在企业应用中，虚拟化技术主要是通过IaaS的方式来获得应用。企业中信息系统IT基础设施资源包括物理服务器、存储设备、网络设备等等。通过虚拟化技术，将IT基础设施资源，如CPU、内存、网络、存储等基础资源抽象成虚拟资源，以服务的形式提供给用户。用户通过网络方式，可以按需便利的获取。业务侧无需关心底层硬件架构实现，所有的硬件资源在资源池统一运维管理。通过虚拟化技术建立IaaS，实现资源共享、按需获取，动态调度，弹性伸缩，高可用。

虚拟化技术根据其虚拟化对象的不同分为几种不同的类别。在企业IT基础设施应用中主要包括主机虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化，下面就这三个虚拟化技术分类分别在企业中的应用进行相关说明。

2.1 主机虚拟化在企业中的应用

主机虚拟化或称服务器虚拟化、计算虚拟化，是将一台物理主机虚拟为多台可交付使用的逻辑独立虚拟主机的技术。虚拟出的多台虚拟主机共享物理主机的硬件，共享CPU，内存，网卡等等。多台虚拟主机实际运行在同一台物理主机上，这台物理主机一般被称为宿主机。多台虚拟主机的流量负载统一由搭载虚拟机的宿主机承担，可以充分利用宿主机物理配置的性能，达到计算资源的高效利用。各虚拟主机可安装不同的操作系统，运行不同的业务应用。各虚拟机逻辑独立，互不影响，但又可以统一接受管理，在遇到故障时，可以快速部署在新的虚拟资源上，实现高可用。通过对宿主机的扩容，可以对其上承载虚拟机的可利用资源性能进一步提升。主机虚拟化运用方式既保证了数据的使用独立性，也降低了各应用基础设施的运维压力。在企业中使用主机虚拟化技术可以将多台低配置设备虚拟成池，能够提供更高性能和可靠性的虚拟机。避免物理资源浪费，充分发挥配置性能，提高了可用性、可靠性。

主机虚拟化在企业中采用技术主要是基于hypervisor虚拟化和基于容器虚拟化。基于hypervisor虚拟化，是通过中间层软件hypervisor运行在操作系统和底层物理设备之间，通过hypervisor将底层实体资源，CPU、内存、硬盘等抽象封装成一个个虚拟机。对于用户层面来看，这些虚拟机即是独立的服务器，可以部署各自业务。目前企业多用vmwareesxi和kvm技术。基于容器的虚拟化同样可以共享硬件资源CPU、内存等，基于容器的虚拟化容器间相互隔离，但是共享同一操作系统。可理解为在同一操作系统的不同实例。目前企业应用的容器技术中，docker的使用最为广泛。

2.2 存储虚拟化在企业中的应用

存储虚拟化技术是对底层存储硬件的虚拟化技术。存储虚拟化技术对异构存储资源优化整合管理，有效利用碎片化空间，对用户提供一个统一标准的存储资源池，极大改善存储孤岛现象，提升IT基础设施资源利用效率。通过将底层存储物理设备存储资源整合，然后抽象成一个个标准虚拟存储资源租赁给用户。传统架构中前端服务器服务器需访问后端存储，采用了存储虚拟化技术后，前端服务器通过存储虚拟化池获取存储服务。存储虚拟化底层实现相对于业务应用透明，并为业务应用提供大容量、高数据访问和高传输性能的存储系统，可以根据用户的需求来快速供给用户所需的存储空间使用。当下存储虚拟化技术越来越纯熟，能够兼容更多种不同品牌厂商或来源的存储，这极大的提高了存储虚拟技术应用范围，也方便用户以统一的运维管理模式去使用在虛拟存储池。通过存储虚拟化技术建立存储池，可满足业务系统对存储资源在线扩容、快速分配、动态迁移、连续性运行等方面的需求，减少运维人员工作量，提高运维响应速度，实现存储统一标准管理，提高存储资源的高可用。

传统存储多采用FC SAN，存储虚拟化通过虚拟化引擎设计，既可支持FC SAN，又可以支持IP SAN存储访问协议。目前企业存储虚拟化主流技术主要有IBM SVC存储网关技术，HDFS分布式文件，CEPH分布式块存储技术等。

2.3 网络虚拟化在企业中的应用

网络虚拟化技术在企业中的应用主要为SDN软件定义网络，网络设备虚拟化，链路虚拟化和虚拟网络vpn。软件定义网络改变了传统网络架构中网络设备紧耦合的情况。传统紧耦合网络设备数据转发与控制均在同一设备中。采用软件定义网络技术可将传统网络架构拆分为应用，控制，转发三层架构。SDN屏蔽了底层网络设备的物理差异，对上层提供统一的管理接口，便于统一运维管理。网络设备虚拟化主要是通过将网络设备操作系统与硬件分离，在x86服务器上安装网络设备操作系统，以实现网络设备的功能。链路虚拟化链路聚合技术将多物理端口聚合以增加链路带宽，现已广泛应用。虚拟网络vpn可以帮助企业在不安全的网络环境中传送安全信息。

3 应用效果展示

主机虚拟化技术在企业已广泛被使用，现新购服务器一般均入主机虚拟池，形成标准化统一化管理规范，通过部署统一的虚拟机模板可以实现对主机加固。虚拟机可以实现业务应用的快速部署，且标准化也为自动化运维提供基础。上千台设备的运维管理效率通过主机池可以大大提高，进一步满足了企业数据资源的高可用性和拓展性，对计算机的服务性能也能有较大发挥。主机CPU、内存利用率提升约1.5倍。通过存储虚拟化技术实现了跨数据中心存储虚拟化和跨机房存储虚拟化。存储虚拟化实施，使主机端实现了统一化管理，所有存储资源统一通过管理节点进行资源调配，更加直观，也减少了存储资源的维护难度。甚至部分老旧存储设备不具备的功能通过存储虚拟化后得到了功能上的优化提高。实施完成存储虚拟化，存储资源利用率提升了约1.3倍，日常管理工作量和成本下降约1/3。通过建设SDN，对于网络的管理运维能力也得到了极大提升。

4 小结

综上所述，虚拟化技术在企业中已经得到了广泛应用，虚拟化技术的灵活性和其对资源利用的高效，决定了虚拟化技术未来一段时间必将在企业IT基础设施架构中起到重要作用。通过虚拟化技术的使用，极大的提高了数据整合性、统一性，实现了标准化管理，资源灵活动态分配，降低了在运维管理上所耗费的人力物力，提高了资源利用率，节约了成本。虚拟化技术的产生和应用无疑是IT基础设施资源使用技术的一大突破，尤其是在当下數据爆发的时代，资源的高效利用更加重要。未来的虚拟化技术还会不断加强和改进，会向着更加高效、更加高可用的方向发展。

参考文献

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