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1、虛擬化技術(shù)在電信IT系統(tǒng)中應(yīng)用實(shí)踐摘要：隨著電信業(yè)務(wù)的不斷拓展和更新，服務(wù)器數(shù)量的急劇增加，對(duì)IT系統(tǒng)支撐能力的要求越來(lái)越高，給運(yùn)維管理帶來(lái)很大挑戰(zhàn)，增加了支撐成本。對(duì)服務(wù)器虛擬化技術(shù)在電信IT系統(tǒng)中進(jìn)行全面及大規(guī)模應(yīng)用部署進(jìn)行了探索和實(shí)踐。實(shí)際工作表明：基于虛擬化技術(shù)的云資源池不僅給企業(yè)IT系統(tǒng)帶來(lái)統(tǒng)一管理、快速部署和動(dòng)態(tài)拓展能力，而且起到了降低成本，提高管理效率的效果。關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù)；IT系統(tǒng)；運(yùn)維管理；云資源池中圖分類號(hào)：TN98文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：10053824(2013)040074040引言隨著電信業(yè)
2、務(wù)的飛速發(fā)展，電信企業(yè)為快速支撐前端業(yè)務(wù)，建設(shè)了大量IT系統(tǒng)，系統(tǒng)擴(kuò)張帶來(lái)大規(guī)模的服務(wù)器，極大地增加了管理和維護(hù)成本。而在80%的時(shí)間里，有60%的服務(wù)器都處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，資源利用率非常低下。為解決以上問(wèn)題，某電信企業(yè)對(duì)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)進(jìn)行了虛擬化技術(shù)應(yīng)用推廣，并且通過(guò)多年的實(shí)踐，積累了虛擬化技術(shù)在企業(yè)IT系統(tǒng)體系架構(gòu)中應(yīng)用的寶貴經(jīng)驗(yàn)。1虛擬化技術(shù)作為云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)之一的虛擬化[1],是將數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器硬件物理資源虛擬成多個(gè)虛擬資源［2］,每個(gè)虛擬化資源都可以作為運(yùn)行主機(jī)，且保證高獨(dú)立性，以達(dá)到對(duì)數(shù)據(jù)的高速并行處理，大大
3、提高硬件資源的使用效率［3］。在計(jì)算機(jī)世界里，虛擬化應(yīng)用隨處可見(jiàn)，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、文件和存儲(chǔ)等，而服務(wù)器虛擬化目前應(yīng)用最廣泛。隨著x86架構(gòu)在服務(wù)器市場(chǎng)的廣泛應(yīng)用，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)x86虛擬化技術(shù)的研究也不斷擴(kuò)大和加深［46］,新的虛擬化技術(shù)不斷涌現(xiàn)。在x86架構(gòu)下，服務(wù)器CPU虛擬化的核心問(wèn)題是保證VCPU的正確執(zhí)行。在全虛擬化下，CPU虛擬化是采用DynamicBT(dynamicbinarytranslation)二進(jìn)制代碼動(dòng)態(tài)翻譯技術(shù)，即在執(zhí)行時(shí)動(dòng)態(tài)地重寫虛擬機(jī)的執(zhí)行代碼，在需要VMM(virtualmachine
4、monitor)虛擬機(jī)管理器監(jiān)控和模擬的位置(即敏感指令前)插入陷入指令的技術(shù)。半虛擬化技術(shù)通過(guò)修改子操作系統(tǒng)的內(nèi)核源代碼，將待監(jiān)控的操作替換為對(duì)VMM的超級(jí)調(diào)用。硬件虛擬化不需要再向VMM翻譯特權(quán)指令，簡(jiǎn)化了VMM,且可以更加靈活地操控虛擬機(jī)。內(nèi)存由于被讀寫的頻率非常高，所以內(nèi)存的虛擬化非常重要。虛擬機(jī)邏輯會(huì)由虛擬機(jī)監(jiān)視器將物理主機(jī)的物理內(nèi)存，即機(jī)器內(nèi)存，分塊共享給所有的虛擬機(jī)，同時(shí)維系一個(gè)這兩者的映射列表。虛擬機(jī)經(jīng)過(guò)兩層映射得到了宿主機(jī)的物理地址。除了處理器和內(nèi)存外，VMM還需要對(duì)硬盤、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等I/O設(shè)備進(jìn)
5、行虛擬化，并將其提供給虛擬機(jī)的子操作系統(tǒng)。但是，I/O設(shè)備的虛擬化難度非常大，這是因?yàn)镮/O設(shè)備異構(gòu)的特性較強(qiáng)，且很難把握其內(nèi)部狀態(tài)。在全虛擬化下，由于不需要修改子操作系統(tǒng)內(nèi)核，I/O設(shè)備的原生驅(qū)動(dòng)存放在各子操作系統(tǒng)中，但是VMM處理設(shè)備的方式會(huì)根據(jù)VMM的位置不同而有所不同。2虛擬化技術(shù)在電信企業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐人們通常認(rèn)為：虛擬I/O性能比較低，不適用于大型數(shù)據(jù)庫(kù)，且降低了系統(tǒng)的可靠性，因此，核心的IT系統(tǒng)較少采用虛擬化技術(shù)。但是通過(guò)這些年來(lái)的應(yīng)用實(shí)踐，我們認(rèn)為只要合理規(guī)劃，虛擬化能夠應(yīng)用于幾乎所有的IT系統(tǒng)[7],甚至是電
6、信企業(yè)的核心系統(tǒng)。2.1x86架構(gòu)服務(wù)器的虛擬化隨著硬件技術(shù)的發(fā)展,X86服務(wù)器的處理能力已到達(dá)300萬(wàn)TPMC以上。處理能力的大幅提升擴(kuò)展了X86架構(gòu)的使用范圍。在可見(jiàn)的將來(lái)，X86芯片的處理能力將快速逼近甚至超越UNIX服務(wù)器的處理能力。從技術(shù)層面而言，UNIX服務(wù)器從硬件到操作系統(tǒng)都有原廠的三級(jí)技術(shù)體系支持，各種問(wèn)題都能解決，而X86服務(wù)器能獲取的支持非常有限。LINUX操作一般僅提供有限的電話支持，這樣就增大了維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)，也抑制了X86服務(wù)器在核心系統(tǒng)的使用空間。本文作者以為從技術(shù)層面而言，阻礙虛擬化應(yīng)用的最大問(wèn)題在
7、于備份：這是因?yàn)閂sphere無(wú)法直接支持磁帶設(shè)備，這樣造成虛擬機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的備份只能采用網(wǎng)絡(luò)備份而不能使用LANFREE方式。而大數(shù)據(jù)量的網(wǎng)絡(luò)備份相對(duì)SAN方式，其性能是比較差的。除了諸如MBOSS類核心系統(tǒng)對(duì)硬件有特別要求和需要備份大數(shù)據(jù)庫(kù)外，其他均可考慮采用X86虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)。2.2服務(wù)器虛擬化的關(guān)鍵因素在大多數(shù)情況下，服務(wù)器的CPU資源冗余較大，物理主機(jī)利用率往往未達(dá)到30%o制約虛擬化性能的主要因素還是內(nèi)存和I/O,且I/O是關(guān)鍵。因此，在大規(guī)模部署云環(huán)境時(shí),做好I/O規(guī)劃尤為重要。1)VMFS虛擬機(jī)文件系統(tǒng)的大小。在
8、整個(gè)虛擬化的構(gòu)建過(guò)程中，往往要在磁盤利用率和性能之間取得一個(gè)平衡點(diǎn)。磁盤空間利用率的最大化，通常需要?jiǎng)澐直M量大的VMFS(VMwarevSphere),在一個(gè)VMFS中容納盡量多的虛擬機(jī)。這樣越多的虛擬機(jī)共享相同的VMFS空間才能盡量壓縮空間，并且獲取最大的靈活性。性能的最優(yōu)化最好是將虛擬機(jī)分配到盡量多
