虛擬化應(yīng)用由“虛”入“實(shí)”的五步

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在上海浦東張江軟件園，一間并不寬敞的辦公室里，江瑋一邊全神貫注地盯著電腦屏幕，一邊不停地敲打著鍵盤(pán)，桌上堆滿(mǎn)了一摞密密麻麻的數(shù)據(jù)表格。作為BearingPoint（畢博）上海開(kāi)發(fā)中心的高級(jí)IT經(jīng)理，江瑋正在負(fù)責(zé)一項(xiàng)極富挑戰(zhàn)性的工作：他即將為畢博上海開(kāi)發(fā)中心啟動(dòng)虛擬化項(xiàng)目，并在1-2年內(nèi)將其融入覆蓋畢博全球的虛擬化體系中。

“我們將在新加坡和美國(guó)建立兩個(gè)同步的數(shù)據(jù)中心，采用虛擬化技術(shù)連接全球的IT基礎(chǔ)架構(gòu)。” 江瑋向記者表示。
 
畢博的計(jì)劃只不過(guò)是虛擬化浪潮的一個(gè)縮影罷了。從著名的Linux world 到Intel  IDF，從微軟收購(gòu)Connectix到EMC吞并VMware，虛擬化這個(gè)早在40多年前就誕生于IBM大型主機(jī)上的技術(shù)近兩年忽然燒起了一把火。市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Forrester Research的調(diào)查結(jié)果顯示，全球1200名企業(yè)CIO中75%的人知道虛擬化技術(shù)，26%的人部署了這項(xiàng)技術(shù)，另有8%的人將在明年試驗(yàn)該技術(shù)。
 
對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，虛擬化技術(shù)究竟意味著什么？如何規(guī)劃實(shí)施路線(xiàn)圖，把虛擬化應(yīng)用落到實(shí)處？記者以畢博的案例為藍(lán)本，總結(jié)了以下五步秘訣。
第一步：分析系統(tǒng)應(yīng)用和管理的瓶頸
 
作為一家以服務(wù)客戶(hù)為主的機(jī)構(gòu)，畢博上海開(kāi)發(fā)中心對(duì)內(nèi)的應(yīng)用非常簡(jiǎn)單，只有財(cái)務(wù)、HR、OA等小型系統(tǒng)。但隨著咨詢(xún)業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，公司的IT規(guī)模迅速擴(kuò)張。目前，該開(kāi)發(fā)中心有60多臺(tái)服務(wù)器，這些服務(wù)器都是提供給客戶(hù)做軟件開(kāi)發(fā)測(cè)試用的，上面跑著“千奇百怪”的應(yīng)用。每當(dāng)一個(gè)新case啟動(dòng)，項(xiàng)目經(jīng)理就會(huì)向IT部門(mén)申請(qǐng)相應(yīng)的設(shè)備，等到項(xiàng)目結(jié)束的時(shí)候再歸還回來(lái)。
 
然而，這種“case by case”的應(yīng)用模式讓江瑋很是頭疼。隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，客戶(hù)對(duì)硬件升級(jí)的要求層出不窮，且極為瑣碎：比如今天要升級(jí)CPU，明天要加硬盤(pán)，后天又說(shuō)內(nèi)存不夠了，IT部門(mén)的員工為此忙得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)；不少急于上馬的項(xiàng)目需要使用新設(shè)備，可有時(shí)剛買(mǎi)進(jìn)一臺(tái)服務(wù)器，老設(shè)備就空出來(lái)了，很難做到新老項(xiàng)目同步切換；服務(wù)器的使用情況也很不一樣，有的機(jī)器已經(jīng)“超負(fù)荷”運(yùn)轉(zhuǎn)了，有的則閑置了大半資源。
 
“我們面臨著應(yīng)用和管理兩方面的瓶頸，而這種瓶頸正是計(jì)算資源的不平衡利用和傳統(tǒng)應(yīng)用模式所帶來(lái)的。” 江瑋說(shuō)，“在'一對(duì)一'（一臺(tái)服務(wù)器對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)用）的舊模式下，企業(yè)很難突破物理設(shè)備對(duì)應(yīng)用部署的限制。有沒(méi)有一種統(tǒng)一的管理方式，能讓IT部門(mén)根據(jù)應(yīng)用對(duì)計(jì)算的不同需求靈活調(diào)配資源呢？比如說(shuō)，有些應(yīng)用需要較強(qiáng)的運(yùn)算能力，就給它配置主頻更高或更多的CPU；如果某個(gè)應(yīng)用很吃?xún)?nèi)存，只要分配更大的內(nèi)存容量就行了”。
 
這正是“虛擬化”所要做的。通過(guò)虛擬技術(shù)，企業(yè)能夠屏蔽掉IT設(shè)備物理屬性的差異，把自身的計(jì)算能力封裝成標(biāo)準(zhǔn)化的“資源池”，并用統(tǒng)一的方法去訪問(wèn)它們。例如，我們可以把10臺(tái)物理服務(wù)器變成兩臺(tái)'虛擬'的大服務(wù)器，也可以將每臺(tái)物理服務(wù)器劃分成若干個(gè)小虛擬機(jī)，運(yùn)行若干個(gè)不同的應(yīng)用。這樣的話(huà)，所有的物理資源都可以按照邏輯來(lái)管理，實(shí)現(xiàn)資源對(duì)應(yīng)用的'按需分配'。我們就不會(huì)被項(xiàng)目牽著鼻子走了。
 
虛擬化是一種很有用的技術(shù)，但千萬(wàn)不要為了虛擬化而虛擬化。企業(yè)問(wèn)自己的第一個(gè)問(wèn)題是：我有虛擬化的需求嗎？實(shí)施虛擬化無(wú)非有兩個(gè)目的，一是省錢(qián)，二是省力。中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)技術(shù)總監(jiān)封志謙認(rèn)為，虛擬化的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成和流程的整合，應(yīng)用比較單一的企業(yè)就沒(méi)必要實(shí)施虛擬化。“如果企業(yè)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用管理本身就比較簡(jiǎn)單，虛擬化非但不能帶來(lái)成本的節(jié)省或管理的簡(jiǎn)化，還有可能會(huì)增加你的IT支出和應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜度?！?BR> 
不少企業(yè)對(duì)虛擬化技術(shù)敬而遠(yuǎn)之，因?yàn)镃IO們擔(dān)心一個(gè)籃子里放了太多的雞蛋。北京統(tǒng)一石油化工有限公司CIO邵其永說(shuō)，假如一臺(tái)單一的服務(wù)器出故障了，只會(huì)影響某個(gè)應(yīng)用；而如果運(yùn)行著10臺(tái)虛擬服務(wù)器的主機(jī)出了故障，造成的損失就更大。這種擔(dān)心是可以理解的，不過(guò)也有相應(yīng)的解決辦法，我們可以盡量把關(guān)聯(lián)度高的應(yīng)用集中到一起。因?yàn)檫@些應(yīng)用原來(lái)就是相互依賴(lài)的，單點(diǎn)部署并不會(huì)提高風(fēng)險(xiǎn)的概率。 此外，支持虛擬化技術(shù)的設(shè)備一般都有相對(duì)較高的可靠性和足夠的冗余措施，如多節(jié)點(diǎn)配置。

 第二步：詳細(xì)盤(pán)點(diǎn)IT資源
 
有了虛擬化的朦朧想法之后，江瑋開(kāi)始全面的摸底調(diào)查。他逐一清點(diǎn)開(kāi)發(fā)中心的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施，記錄其工作負(fù)載情況，列出一張?jiān)敿?xì)的數(shù)據(jù)匯總表；再找來(lái)各業(yè)務(wù)部門(mén)的負(fù)責(zé)人，請(qǐng)他們仔細(xì)填寫(xiě)調(diào)研表格，根據(jù)項(xiàng)目進(jìn)展提出未來(lái)1-2年內(nèi)對(duì)計(jì)算能力的需求。調(diào)研的內(nèi)容還包括運(yùn)行各種應(yīng)用需要搭建的軟件環(huán)境，如操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等等，以備日后參考。
 
這次摸底調(diào)查的結(jié)果讓江瑋大吃一驚：畢博上海開(kāi)發(fā)中心的IT基礎(chǔ)設(shè)施利用率差別懸殊，有些服務(wù)器的存儲(chǔ)空間很富余，但CPU早已不堪重負(fù)；而有些服務(wù)器80%的CPU資源是閑置的，硬盤(pán)卻瀕臨爆滿(mǎn)。此外，開(kāi)發(fā)中心現(xiàn)有的60多臺(tái)服務(wù)器中有接近30%的機(jī)器已經(jīng)太“古老”了，亟需升級(jí)或者淘汰?！叭绻凑諅鹘y(tǒng)的應(yīng)用模式來(lái)計(jì)算，我們至少要再買(mǎi)25臺(tái)服務(wù)器?！?nbsp; 
 
接下來(lái)，江瑋又根據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)理填寫(xiě)的需求調(diào)研表推算出項(xiàng)目所需計(jì)算能力的總和，再與現(xiàn)有的全部計(jì)算資源（比如公司一共有多少個(gè)CPU？多少內(nèi)存？多大的存儲(chǔ)容量？……）相比較。這種計(jì)算方式的依據(jù)在于，虛擬化能夠讓IT基礎(chǔ)設(shè)施的利用率得到充分釋放，因此它們不再被看作一個(gè)個(gè)物理的設(shè)備，而可以切割成CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、I/O等基礎(chǔ)架構(gòu)組件。隨著應(yīng)用需求的提高，IT部門(mén)只要往虛擬服務(wù)器里增加計(jì)算組件就可以了。“我們得出的結(jié)論是，如果能夠?qū)ΜF(xiàn)有資源實(shí)施充分的虛擬化，只要購(gòu)買(mǎi)10臺(tái)服務(wù)器就能滿(mǎn)足需求”。
 
在采用虛擬化技術(shù)之前，CIO必須先對(duì)企業(yè)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)有一個(gè)全盤(pán)把握，這是一項(xiàng)基礎(chǔ)但必要的準(zhǔn)備工作。資源盤(pán)點(diǎn)的內(nèi)容包括服務(wù)器的數(shù)量、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬、存儲(chǔ)容量、以及各個(gè)設(shè)備的工作負(fù)載等等，以便得出一份詳細(xì)的資源使用狀況報(bào)告。上海通用IT總監(jiān)陳穎劍表示，CIO需要充分考慮應(yīng)用成長(zhǎng)性，如現(xiàn)有應(yīng)用負(fù)載的數(shù)據(jù)量會(huì)不會(huì)突然增長(zhǎng)？未來(lái)多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，企業(yè)將面臨計(jì)算能力或存儲(chǔ)的瓶頸？
 
CIO還需對(duì)企業(yè)規(guī)模和應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)有一個(gè)更全面的考量。江瑋認(rèn)為，虛擬化通常適合部署在中等規(guī)模的企業(yè)，因?yàn)樾∑髽I(yè)難以從整合中得到規(guī)模效益，而大企業(yè)由于機(jī)構(gòu)龐大又很難全面落實(shí)；鑒于虛擬化的目的是推動(dòng)IT架構(gòu)從分散走向統(tǒng)一，企業(yè)原有的應(yīng)用環(huán)境要“相對(duì)集成”，否則會(huì)提高部署的難度和風(fēng)險(xiǎn)；此外，企業(yè)最好有走向SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）的計(jì)劃，這將使虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)的彈性得到更大的發(fā)揮。
 
第三步：選擇合適的虛擬化技術(shù)和方案
 
虛擬化技術(shù)有很多種，目前主要可以分為三大類(lèi)：基于硬件的虛擬化（如HP的nPar）、基于Hypervisor技術(shù)的軟件虛擬化（如IBM的Micro-Partition）、以及基于操作系統(tǒng)的軟件虛擬化（如Solaris Container）；從架構(gòu)的角度看，X86架構(gòu)虛擬化市場(chǎng)最重要的廠商是VMware，它是首家虛擬出x86指令系統(tǒng)集的軟件供應(yīng)商；此外，一些開(kāi)源廠商也在提供虛擬化技術(shù)，像OpenVZ、XenSource等。
 
據(jù)悉，畢博上海開(kāi)發(fā)中心的服務(wù)器以X86架構(gòu)為主，主要跑在兩大OS平臺(tái)上：UNIX和WINDOWS（兩者的比例是5：5）；此外還有少量Sun的機(jī)器，運(yùn)行的是SPARC芯片和Solaris操作系統(tǒng)。由于硬件平臺(tái)主要基于X86架構(gòu)，對(duì)畢博來(lái)說(shuō)，最合適的選擇莫過(guò)于VMware，可是VMware的虛擬機(jī)不能在SUN SPARC上運(yùn)行；開(kāi)源軟件OpenVZ的虛擬化技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Sun 的支持，但該技術(shù)10月份才通過(guò)應(yīng)用測(cè)試，成熟性還有待驗(yàn)證；此外，與VMware相比，OpenVZ會(huì)帶來(lái)一定程度的性能下降。
 
 經(jīng)過(guò)仔細(xì)權(quán)衡，江瑋決定采取分步式的方案：先用VMware的免費(fèi)單機(jī)版軟件VMware Workstation進(jìn)行小范圍的應(yīng)用測(cè)試和部署，等系統(tǒng)環(huán)境成熟之后再全面實(shí)施正式的商業(yè)版VMware Infrastructure 3；同時(shí)運(yùn)用OpenVZ的方案把Sun的系統(tǒng)整合起來(lái)，作為某些關(guān)鍵應(yīng)用的備份平臺(tái)。
 
 新技術(shù)的選擇取決于兩點(diǎn)：企業(yè)對(duì)自身應(yīng)用的了解和對(duì)技術(shù)的掌握程度。上海通用IT總監(jiān)陳穎劍告訴記者，不要指望一下子就能找到“通吃”的工具。例如，上海通用采用硬分區(qū)和邏輯分區(qū)技術(shù)，把十幾個(gè)外圍的應(yīng)用系統(tǒng)都集中到一臺(tái)服務(wù)器上，而對(duì)部分生產(chǎn)采集系統(tǒng)的虛擬化整合則是通過(guò)VMware實(shí)現(xiàn)的。
 
他認(rèn)為：對(duì)于測(cè)試和研發(fā)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，因?yàn)檠邪l(fā)人員需要使用許多不同的操作系統(tǒng)，這使得相關(guān)成本很難估計(jì)，較好的選擇是硬件虛擬化；服務(wù)器合并通常發(fā)生在支持在線(xiàn)應(yīng)用和數(shù)據(jù)的生產(chǎn)型服務(wù)器中，需要考慮的兩個(gè)主要因素是處理?yè)p耗和服務(wù)器利用率。其中，較好的解決方案是操作系統(tǒng)虛擬化，因?yàn)椴僮飨到y(tǒng)虛擬化擁有更低的服務(wù)器損耗，因此能夠顯著提升服務(wù)器的利用率。
第四步：全面評(píng)估 長(zhǎng)期規(guī)劃
 
盡管虛擬化能夠提高服務(wù)器利用率，節(jié)省硬件投入，但其居高不下的軟件成本還是令CIO們望而卻步。據(jù)介紹，VMware Infrastructure 3是以CPU數(shù)量為標(biāo)準(zhǔn)收取軟件授權(quán)費(fèi)的，按照畢博的規(guī)模，光軟件這塊的支出就要幾百萬(wàn)?！安渴鹛摂M化項(xiàng)目劃得來(lái)嗎？”江瑋有些猶豫了。
 
他想起了自己在貝塔斯曼工作時(shí)親身經(jīng)歷的一個(gè)例子：貝塔斯曼荷蘭數(shù)據(jù)中心原來(lái)有5臺(tái)IBM AS400和17臺(tái)PC 服務(wù)器，經(jīng)過(guò)成本評(píng)估，他們毅然決定淘汰這5臺(tái)維護(hù)費(fèi)用高昂的舊主機(jī)，新買(mǎi)10臺(tái)PC服務(wù)器實(shí)施虛擬化整合?！爱?dāng)時(shí)很多人都覺(jué)得用PC Server代替AS400是腦筋有問(wèn)題，而且10臺(tái)服務(wù)器+虛擬化軟件的一次性投入也是很大的。但事實(shí)上貝塔斯曼用1年半時(shí)間就收回了成本?！?BR> 
根據(jù)未來(lái)的IT預(yù)算及應(yīng)用增長(zhǎng)情況，江瑋對(duì)虛擬化技術(shù)的總擁有成本（TCO）和投資回報(bào)率（ROI）進(jìn)行了進(jìn)一步核算。他把所有可能影響ROI的因素（包括虛擬化的實(shí)施范圍、硬件、軟件、運(yùn)維、管理、應(yīng)用部署、人員培訓(xùn)以及災(zāi)難恢復(fù)成本等等）綜合到一起，對(duì)整合前后的系統(tǒng)及應(yīng)用進(jìn)行全面評(píng)估和比較后，制訂了分步實(shí)施的投資方案?！拔覀冇?jì)劃用兩年時(shí)間實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化，將應(yīng)用逐步部署到新平臺(tái)上。預(yù)計(jì)到2009年項(xiàng)目結(jié)束的時(shí)候，虛擬化方案的投資回報(bào)將是傳統(tǒng)方案的1.8倍?！?BR> 
在虛擬化項(xiàng)目中，技術(shù)的實(shí)施成本及投資回報(bào)（ROI）是困擾CIO的普遍問(wèn)題之一。虛擬化實(shí)施需要衡量每種技術(shù)的總擁有成本，諸如硬件支出、軟件許可、運(yùn)維管理以及人員培訓(xùn)成本等。陳穎劍表示，虛擬化的成本效益一般體現(xiàn)在后期，比如運(yùn)維管理、新應(yīng)用部署、災(zāi)難恢復(fù)等環(huán)節(jié)。通常企業(yè)容易犯的錯(cuò)誤是，由于預(yù)算緊張購(gòu)買(mǎi)了比實(shí)際需求少的設(shè)備，結(jié)果后來(lái)往往需要花費(fèi)更多的錢(qián)來(lái)升級(jí)系統(tǒng)。在這種情況下，最好是把整個(gè)項(xiàng)目延遲，而不要去搭建一個(gè)不夠用的平臺(tái)，否則將很可能招致失敗。
第五步：選擇切入時(shí)機(jī)循序漸進(jìn)
 
畢博的虛擬化計(jì)劃還面臨著最后一個(gè)難題：如果全面部署虛擬化，怎樣把尚處在開(kāi)發(fā)測(cè)試中各種“千奇百怪”的應(yīng)用移植到虛擬服務(wù)器上？等待他們的將是一個(gè)勞師動(dòng)眾的大工程。
 
江瑋的實(shí)施思路是“避實(shí)就虛”，先確定一個(gè)虛擬化大框架，在符合這個(gè)大框架的前提下“繞開(kāi)”會(huì)與之產(chǎn)生沖突的環(huán)節(jié)，一步步的解決。具體措施是：①在空閑的服務(wù)器上先行部署虛擬化技術(shù)，對(duì)所有新啟動(dòng)的項(xiàng)目一律分配虛擬服務(wù)器資源，使虛擬化成為應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境；②把所有還在開(kāi)發(fā)測(cè)試應(yīng)用的服務(wù)器先擺在一邊，等項(xiàng)目結(jié)束再一個(gè)一個(gè)部署，逐步納入進(jìn)來(lái)；③淘汰那些過(guò)于“古老”的服務(wù)器，節(jié)省下來(lái)的維護(hù)費(fèi)用用于設(shè)備更新；④將少量性能強(qiáng)大但不支持虛擬化功能的服務(wù)器作為虛擬化框架的補(bǔ)充，如充當(dāng)備份平臺(tái)或提供給少數(shù)有特殊需求的應(yīng)用。
 
“部署虛擬化一定不能過(guò)于追求完美，而且要有足夠的耐性，”江瑋說(shuō)。
 
正確地計(jì)劃虛擬化實(shí)施的時(shí)間步驟，對(duì)項(xiàng)目的成功非常關(guān)鍵。別期望一夜之間就實(shí)現(xiàn)整合，要充分計(jì)劃并適當(dāng)安排時(shí)機(jī)，以便應(yīng)付所有可能的情況。企業(yè)最好將整合與另外的升級(jí)方案捆綁在一起，這樣會(huì)獲得最大化的價(jià)值。比如替換老的系統(tǒng)、一次以改進(jìn)安全性或?yàn)?zāi)難恢復(fù)能力、存儲(chǔ)簡(jiǎn)化等為目標(biāo)的基礎(chǔ)架構(gòu)升級(jí)、壓縮數(shù)據(jù)中心的物理占地空間等等。

對(duì)CIO的另一個(gè)建議是：盡量減少應(yīng)用移植。許多用戶(hù)發(fā)現(xiàn)最艱難的部分就是向虛擬數(shù)據(jù)中心的移植?！鞍惭b一臺(tái)大服務(wù)器并在上面建立多個(gè)虛擬服務(wù)器是容易的，但要把應(yīng)用從物理設(shè)備向虛擬層遷移則是一個(gè)費(fèi)錢(qián)、費(fèi)時(shí)、困難重重的過(guò)程。”恒榮國(guó)際CIO高宏飛說(shuō)：“對(duì)中小企業(yè)而言，與其做應(yīng)用移植還不如去開(kāi)發(fā)一套新程序。這簡(jiǎn)直是個(gè)不可能完成的任務(wù)。”  (it168)