本次實測的4種虛擬化平臺皆屬于半虛擬化架構,我們將虛擬化系統與管理工具個別安裝在2臺實體服務器上,依照各個虛擬平臺具備的系統功能進行實測,如虛擬機(VM)建立與管理、在線轉移(Live Migration)等功能,測試過程以功能驗證為主,并于過程中觀察管理接口是否容易操作。
我們的測試環境內采用1臺Dell PowerEdge 1950 1U服務器、1臺Supermicro SuperServer 6015T,其中6015T內包含2個運算模塊,而每個運算模塊皆有各自的主機板、處理器與內存,因此我們測試的服務器數量總數為3臺。
3臺服務器之間,我們以1臺合勤GS-4024 GbE網絡交換器連接,而測試過程中使用的Shared Storage,則是以另1臺個人計算機,安裝DataCore SANmelody仿真iSCSI而成的,計算機內安裝2臺320GB硬盤,分別做4個磁盤分割,并分配給不同虛擬化平臺,由此實測在線轉移等高級功能。
我們的測試方式,是將虛擬化平臺建立于Supermicro的6015T上,而管理工具則安裝于Dell的1950內。測試的6015T雙模塊均采用相同硬件架構,使得我們能有兩臺硬件規格相同的虛擬平臺,并有額外的管理主機,能夠通過網絡遠程管理,進而于6015T內的兩個運算模塊內,測試在線轉移功能。
4種虛擬化平臺測試時,雖然使用相同的服務器硬件,不過每組虛擬化平臺與管理接口,都使用不同的硬盤存儲,且Shared Storage也規劃不同的磁盤空間,供各平臺測試使用,避免系統存取沖突。
管理平臺所安裝的操作系統分為Windows Server 2008與Windows Server 2003 R2。除了微軟的虛擬化管理軟件SCVMM,必須于Windows Server 2008上才能安裝外,其余管理工具則是不支持Windows Server 2008,因此安裝非微軟的管理工具時,皆架設在Windows Server 2003 R2上測試;而VM上的Guest操作系統則以Windows Server 2003與Windows Server 2008兩者為主。
服務器虛擬化平臺介紹:
Citrix XenServer 5.0
微軟 Windows Server 2008 Hyper-V
Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4
VMware Infrastructure 3
Citrix XenServer 5.0
服務器半虛擬化產品Citrix的XenServer源自于開放原始碼Xen,新推出的5.0包含4種版本,其中白金版、企業版支持高可用性(High availability,HA)備援,以及Xen-Motion虛擬機在線轉移的功能,至于精簡版則是開放給使用者免費下載,適合用于測試環境。
動態轉移易于使用
XenCenter是Citrix的虛擬化圖形接口管理工具,可在同一界面,管理多臺的XenServer服務器。管理上,通常會先在XenCenter建立一個服務器群組(Pool),然后將位于同一機房內的XenServer服務器加入。
和大多數服務器半虛擬化產品相同的是,當數臺XenServer服務器連接到同一臺共享磁盤驅動器,且將虛擬檔案放置于此的前提下,可以通過Xen-Motion這項功能,將虛擬機以手動方式在線轉移到其它的XenServer服務器,從事主機的維護,或者降低硬件資源的消耗。
Xen-Motion的操作相當容易,在Xen-Center的虛擬機列表,使用鼠標將需要轉移的虛擬機拖到目的地服務器,或者在虛擬機的列表上方,開啟鼠標右鍵的菜單,在“Migrate”的分項下,選擇要轉移過去的目的地,完成虛擬機的搬移。
備援機制完整
在HA的備援架構下,當XenCenter偵測到XenServer服務器沒有響應,可能發生故障時,可以將原本在上頭運行的虛擬機轉而掛載到其它的XenServer服務器,繼續提供服務。
加入HA的服務器,有“Master”以及“Slave”兩種區別,一般來說,會以第一臺加入HA的服務器擔任Master的角色,在該臺服務器故障時,XenCenter會自動指派其它服務器來接手。
相較于其它的測試產品,XenServer的HA對于虛擬機提供了很完整的保護功能,一共有“Protect”、“Restart if Possible”,以及“Do not Restarted”三種不同等級的保護機制,可視企業需求不同,彈性調整設定。
其中一臺XenServer服務器發生故障時,Master服務器會經由運算,將原本運行于故障服務器上的虛擬機掛載到HA架構下的其它服務器,并且重新啟動。
“Protect“、”Restart if Possible“兩者在功能上大致相同,唯一的差別處在于XenCenter會優先啟動具有Protect屬性的虛擬機,如果還有多余的系統資源,則會接著啟s動Restart if Possible屬性的虛擬機,不過,如果其它服務器原本的數據就不充裕,即使虛擬機被設定為Protect屬性,也一樣是無法啟動。
最后一種的“Do not Restart”,則是不針對虛擬機提供任何保護,當其中一臺XenServer服務器發生故障時,Master服務器就不會告知其它的XenServer服務器接手這些虛擬機的控制權。
當HA群組下的XenServer服務器需要維護時,這時可以切換到所謂的Maintenance Mode,讓該服務器暫時退出HA成員的角色,而在進入此模式之前,必須將原本運行在該臺服務器上的虛擬機轉移出去,切換完成之后,Master服務器便不再對其指派工作,直至維護工作完成,重新加入HA。
提供兩種P2V轉移工具
XenServer支持的虛擬機操作系統,以常見的Windows及Linux為主,若企業有部署Linux系統的需求時,則在建設XenServer的過程中,就必須安裝第2張光盤片當中的內容,新建虛擬機,便能看到Linux系統專用的模板。
利用轉移工具亦是企業部署虛擬機的主要方式之一,該套產品提供兩種P2V工具,可將前述兩種操作系統的實體主機轉換成為虛擬機。
在Windows環境上,Citrix提供了一套自行開發的Windows轉移工具XenConvert。最新的1.1版本能將實體主機的系統搬移到XenServer服務器,也可以匯成兩種虛擬機檔案格式。一種是為XenServer專用的XVA(Xen Virtual Appliance),另一種則是可以掛載于微軟Virtual PC等其它虛擬化產品的VHD(Virtual Hard Disk)。
使用XenConvert轉移系統時,這套工具會虛擬出一個磁盤驅動器,將需要搬移的檔案暫存于此,假設實體主機的磁盤空間不足,則XenConvert會向使用者發出提示信息,并中止轉移作業。
Linux版轉移工具內建于XenServer的產品安裝光盤,本身不具備將檔案匯出成虛擬機檔案的能力。轉移時,需使用這張光盤片開機,在Linux處于離線的狀態下,將系統轉移到指定的XenServer服務器。
微軟 Windows Server 2008 Hyper-V
微軟Hyper-V虛擬化平臺,是以Xen的虛擬化技術為基礎開發而成的,而這個虛擬化平臺目前已整合在64位的Windows Server 2008操作系統,并成為系統內的服務器角色之一。要購買這樣的平臺,要注意微軟對不同版本(標準版、企業版、Datacenter版)的Windows Server 2008,分別銷售含Hyper-V與不含的版本。
三個版本的功能與硬件支持(處理器顆數與內存空間)的情況也不相同,其中以Datacenter版最齊備,而標準版功能和硬件支持也最少。此外,微軟亦推出免費版的虛擬平臺Hyper-V Server 2008,比起含Hyper-V的Windows Server 2008標準版,少了本機圖形管理接口。
在管理工具上,微軟針對Hyper-V提供了2種選擇。一種是Windows Server 2008建立服務器角色時產生的,操作上主要是通過服務器管理員的MMC接口,不需額外付費,但功能有限;另一種則是需額外選購的System Center Virtual Machine Manager(SCVMM),功能較多。
操作系統計價包含一定VM數量的Windows系統授權費
由于Hyper-V是與操作系統一同銷售,若以Windows Server 2008數據中心版單一處理器的授權來算,是這4家產品中授權費用最低的。加上微軟對于Hyper-V上執行的虛擬主機,提供多組Windows操作系統免費授權,如標準版可允許1個Guest操作系統免費,企業版有4個,而Datacenter版則有無限多個授權。以企業版為例,如果超過4個,那么第5個就需要再購買1個Windows授權。若企業內的IT系統有大量Windows服務器,又打算導入此虛擬化平臺,好處是能省略去許多操作系統授權費,可藉此減少整體系統建設成本。
在平臺的功能上,Hyper-V在虛擬操作系統的支持度較為薄弱,適合以Windows系統為主的企業,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套平臺均具備在線轉移(Migration)功能,而Hyper-V目前并不支持,現階段只有Quick Migration,作用是搬移關機狀態的虛擬主機至其它實體服務器,而在線轉移要等到2010年發行的Windows Server 2008 R2,才開始支持。
資源管理等高級功能須搭配SCVMM
當Windows Server 2008的虛擬化服務器角色啟動后,會在服務器管理員內執行圖形化管理接口“Hyper-V管理員”,主要用來管理本機或其它Hyper-V服務器,不過它僅有基本功能,如建立VM,與配置內存、硬盤容量等。
若是需使用Quick Migration,或是將實體服務器轉移至虛擬主機等功能,需要SCVMM這套System Center中管理Hyper-V的軟件包。在我們實測的管理工具中,此工具的資源配置是最詳細的。搭配這套管理工具,可整合系統內所有虛擬平臺建設、管理所需的資源,像是虛擬磁盤、虛擬主機硬件設定數據、系統安裝映像文件等。
安裝SCVMM管理服務器時要注意,必須通過網域管理員的權限,此外,受管理的服務器即使不加入AD環境,也能由SCVMM納管。
提供網頁管理接口,并能授權給其它使用者管理虛擬主機
安裝SCVMM后,管理服務器會架設一自助式入口網站,可讓系統管理員或其它使用者藉由IE瀏覽器管理虛擬主機。此外,SCVMM中也能將Hyper-V或SCVMM的資源指派給其它使用者,例如鏈接庫中的虛擬主機模板、Hyper-V實體主機的系統資源等。
另外,增加使用者時,能針對各鏈接庫資源去分配使用權限。設定好之后,就能讓他們藉由網頁管理接口,去取用上述所設定的系統資源。而這樣的設定對于多人操作的虛擬化環境較便利,能將虛擬主機資源彈性提供給其它研發人員或使用者。
#p#
可連接VMware VCenter Server 執行VMotion
SCVMM也可藉由VMware的虛擬化管理工具VirtualCenter(現已改名為VMware vCenter Server),去監控該環境下所屬的虛擬主機狀態,如處理器負載量、虛擬網絡架構等,并能執行VMotion在線轉移,將ESX Server內的VM轉移至其它ESX實體主機上,但通過SCVMM并無法新增ESX Server上的VM。
Virtual Iron Extended Enterprise Edition 4.4
虛擬化平臺Virtual Iron采用Xen Open Source 3.1 Hypervisor的虛擬技術開發而成,區分為單機版Single Server Edition與企業版Extended Enterprise Edition兩種,后者具備動態轉移LiveMigrate,并有高可用性(High Availability,HA)的LiveRecovery容錯功能,也是我們這次所實測的對象。Virtual Iron的管理工具并不需要額外付費,它是以網頁結合Java套件開發而成,讓我們通過此接口管理虛擬平臺。
Virtual Iron的虛擬化功能在我們實測的平臺中,支持功能多,且售價并不高,適合有意導入但預算限制較多的企業。
實體主機的虛擬化系統不需硬盤存放
這套虛擬化平臺最大的特色在于,它的虛擬化系統文件,并非存放于實體服務器的硬盤中,而是置于網絡上的管理服務器VI-Center內,并且通過網絡開機,將虛擬化系統加載實體服務器的內存內(約使用500MB)。這種架構的優點在于實體服務器不需要硬盤即可啟動,不過由于虛擬化的程序均存放于內存內,因此會耗費較多的內存資源,規劃內存配置時,注意要保留足夠容量給虛擬化套件。
作為虛擬化平臺的實體服務器,需安裝支持虛擬化技術的處理器,例如Intel VT或AMD-V,并于BIOS設定中將此功能啟動。除了在BIOS中啟動處理器虛擬化功能,我們還得將其中的多線程功能關閉,代理商普樺科技表示,Virtual Iron與多線程功能不兼容,若啟動會影響服務器運行性能。
提供免費的管理工具
Virtual Iron的管理工具包含在本身的虛擬化產品中,不需額外選購。該管理工具是以Java開發的,要進入該接口,只要先以瀏覽器連接VI-Center的IP地址,再藉由管理頁面啟動即可。所有的虛擬主機管理工作,例如新增VM、執行在線轉移,甚至是建立HA架構,皆可通過此接口完成,不需要于操作計算機上額外安裝管理或代理程序。
操作VI-Center的接口頗容易。以在線轉移LiveMigrate為例,我們只要以鼠標拖,或是用右鍵開啟下拉式選單點選,就能直接將虛擬主機在線轉移,將它移至同屬一個Virtual Data Center的其它實體主機上。
搭配在線轉移功能,Virtual Iron還可提供LiveCapacity與LiveRecovery功能。前者是動態調配VM,將它們自動轉移至使用率較低的實體服務器上,而后者則是將所有低使用率的VM,集中轉移至部分服務器上,并將閑置的實體服務器關機,等需要時,再由管理人員手動將這些服務器啟動。這兩項設定由于目的不同,無法同時開啟。
可復制虛擬磁盤,快速建立虛擬主機
在VI-Center的磁盤管理中,我們可以將配置給虛擬主機的磁盤,執行復制(Clone)或匯出映像檔。藉由復制出來的磁盤,可以指派給其它新建的虛擬主機,以便快速建設虛擬主機。
在虛擬主機的映像文件格式上,Virtual Iron為VHD檔,與微軟Hyper-V的檔案格式相同,因此這2種虛擬化平臺的虛擬檔案可以直接互通。
使用第三方P2V工具
Virtual Iron本身并沒有自行研發實體主機轉移至虛擬主機的工具,而是搭配以PlateSpin Power Converter技術為基礎的Live Convert。普樺科技表示,Virtual Iron單一處理器的授權包含6次轉移授權,且單次授權費最少為2個處理器,因此能有12次轉移授權,若企業欲建立的虛擬主機數超過此限,可通過重新建立虛擬主機節省轉移次數;或額外購買轉移授權。
VMware Infrastructure 3
這套產品分為企業版以及標準版兩種版本,其中前者是VMware Infrastructure(VI)的最高版本,支持HA、VMotion在線轉移,以及DRS(Distributed Resource Scheduler)等高級功能。隨著微軟在2008年10月推出免費版本的Hyper-V Server 2008,VMware也隨之跟進,將旗下另外一款半虛擬化產品ESXi,也就是ESX的輕量級(Thin)精簡版本的授權,變更為免費提供,開放給使用者免費下載。
需同時部署vCenter Server,才能使用完整功能
如同其它廠商的同類型產品,VI3包含了虛擬平臺ESX服務器,再搭配管理套件vCenter Server部署,才能完整應用各項功能。
ESX安裝完畢之后,便可以通過其它計算機連接ESX服務器的網頁接口。你必須下載VMware Infrastructure Client(VIC)軟件至計算機安裝,該軟件是vCenter Server的組件之一,它可以個別連接單一服務器從事管理之外,如果內部網絡當中已經架設vCenter Server服務器,則可以使用VIC連接vCenter Server所在的計算機,以便于同時管理多臺ESX服務器,并能使用更多的功能。
具備多種在線轉移機制
VMware的VMotion是同類型虛擬平臺功能中,最負盛名的一項應用,在ESX的平臺上,搭配VI的其它功能,使得VMotion的操作更具彈性。
VMotion不單是提供傳統的手動搬移而己,若是搭配DRS這項資源管理機制,則可以在其中一臺ESX服務器負載過重時,將一部分的虛擬機轉移到其它的ESX服務器,達成負載平衡的目的。
在線轉移的功能中,DPM(Distributed Power Management)是ESX整合VMotion的另外一項運用。在負載較輕的離峰時段,vCenter Server可以將ESX服務器當中的其中幾臺,切換進入休眠狀態的低耗模式,并將上頭運行中的虛擬機往其它服務器集中整并,節省機房電力的使用。
現有的ESX 3.5,在功能上除了可以做到VMotion之外,也可以在不關機的情況下,將虛擬機檔案搬移到本機的其它存儲媒體存放(Storage VMotion)。在存儲媒體需要離線維護,或者升級的情況下,這項功能便十分有用。
預設情況下,這項在線轉移功能必須登入ESX本機的文字接口,以指令方式操作,不過網絡上也可以找到由第3方所開發的外掛程序,將軟件安裝在VIC所在的同一臺電腦上,接著在VIC上完成匯入的動作即可使用,操作方式類似VMotion,在虛擬機的列表上開啟鼠標右鍵的菜單,此時最下方會出現一個名為「Migrate storage」的選項,點選之后,選取好要搬移過去的目標磁盤之后,虛擬機就會開始轉移。
可通過多種方式建立虛擬機
ESX的系統兼容性相當廣泛,除了一般較為常見的Windows、Linux之外,其它像是Solaris、Netware也在產品的支持范圍之列。
同樣是vCenter Server組件之一的vCenter Converter,是搭配ESX使用的轉移工具,該軟件的功能相當強大,所能做到的不單只是基本的將實體主機的系統轉換成為虛擬機而已,除此之外,也可以將VMware Workstation等自家虛擬化產品、微軟Virtual PC,以及開放標準的Open Virtual Machine Format(OVF)的虛擬機檔案,甚至于由第3方備份軟件,如Acronis True Image、Symantec Backup Exec的備份檔匯入至ESX。
另外,利用vCenter Server的操作接口,我們可以將現有的虛擬機復制(Clone)一份成為另外一臺新的虛擬機,或者將其轉換成為樣板(Template),日后新增虛擬機時,可使用先前做好的樣版復制新增,讓虛擬機的建立變得更為方便。