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虚拟化存储,实体服务器未有效运用

文章作者:www.17727.com 上传时间:2019-11-22

 你可能怀疑没有在每台实体服务器上架设足够的虚拟机器,但是你真正了解虚拟化的架构、管理以及费用问题吗?不妨参考专家的建议,避免不必要的成本浪费。

你真的了解企业虚拟化吗?

微软针对WindowsServer2008标准版、企业版与资料中心版,各推出内建Hyper-V,以及不含Hyper-V的版本,而内建Hyper-V的版本则只要再加28美元,等同于只要多花约200元人民币就可以有虚拟化环境。不过,这只是虚拟化软件最基本的费用,企业要采用虚拟化服务器的整套费用可不只如此,接下来就让我们来计算下在企业实地环境部署虚拟化等一系列的软件授权费。
 
微软虚拟化方案的成本  
如果你的需求只是要以1台实体服务器虚拟出4台虚拟服务器,以微软的方案来看,首先你必须买有含Hyper-V的WindowsServer2008,接着还要买能够管理这4台虚拟服务器的Hyper-VManager,提供基本的管理功能。
 
当虚拟服务器数量越来越多时,就需要一套管理机制去因应,微软提出的管理工具是ServerManagementSuiteEnterprise(SMSE),这套管理工具包含SystemCenterOperationsManager、ConfigurationManager、DataProtectionManager与VirtualMachineManager。
 
这套管理软件可以做到虚拟服务器与操作系统的部署与设定、程序的修补、系统的监控、灾难重建与备份等。在实际部署上,每1台实体服务器都必须要安装1套SMSE管理系统,所以每1台实体服务器都必须要买1套SMSE的授权,售价为7000元。
 
接下来,如果你部署的虚拟化服务器规模越来越大,那么就需要一套能管理所有实体与虚拟服务器的管理软件,微软对此提出的方案是,针对整个IT环境配置3套管理机制,包括OperationsManager、ConfigurationManager与DataProtectionManager。要管理整个IT环境,上述这3套管理软件只要各买1套即可,每1套授权费是4650元。以上是以一个大规模的微软服务器虚拟化应用为例,除了要买Hyper-V之外,还必须要购买的管理软件。
 
接下来我们以大规模应用为准,统计服务器虚拟化的整体软件授权费用。在大规模应用中,企业通常会购买不限制虚拟服务器数量的WindowsDataCenter版本(Enterprise版本只能虚拟4个虚拟机器),以虚拟服务器Windows Server 2008 Datacenter最低阶的单颗处理器版本来计算,每1套的授权费为19600元,此外还要再加上2年的SA企业授权3500元,接下来再来加计管理软件费用,每1台实体服务器要加1套SMSE的授权费7000元,最后,要管理整个IT环境,要再加上Operations Manager、Configuration Manager与Data Protection Manager各1套的授权费(4700元)。把这些都加总起来,就是微软虚拟化方案的整体软件授权费,我们计算出来的结果是,1台实体服务器的整体软件费用是44000元,接着我们再以倍数加乘方式计算出5台、10台,以至100台的整体软件费用,不过,在大量采购的情况下,厂商都会给予不同的折扣,实际成交价会比表列的还要低。
 
  VMware及Citrix方案总成本  
VMware虚拟化的计价方式较为单纯,因为VMware的管理工具都整合在VirtualCenter一套软件上。要计算VMware虚拟化的软件费用,我们同样以大规模的应用为基准,因此以功能最完整的VMwareInfrastructure3.5(VI3.5)企业版来计价,它包含了HA、DRS、DPM、VMotion与UpdateManager等功能,而操作系统仍是以虚拟服务器WindowsServer2008Datacenter来计算。
 
VMware整个虚拟化方案所包含的软件授权费,包括Windows Server2008 Data center操作系统授权费19600元,以及VI3.5企业版2颗处理器授权费78000元(VMware最低授权版本是2颗处理器),再加上VirtualCenter管理软件2颗处理器授权费68000元,整个加起来之后,1台实体服务器采用VMware的虚拟化,整体软件授权费用是166000元。我们也把5台、10台,以至100台的软件费用加乘列在附表,不过,在大量采购的情况下,厂商都会给予不同的折扣,实际成交价会比表列的还要低。由此可见,除了操作系统之外,售价最高的就是VI3.5虚拟化软件的授权费。
 
最后再来看CitrixXenServer的整体软件费用,虽然XenServer有部分产品是以免费软件的型式提供,但企业若是要用XenServer大规模部署服务器虚拟化,必须买付费版本。
 
相较之下,XenServer的授权计价方式是最简单的,因为付费版本XenSource白金版就包含了Hypervisor与管理工具,管理功能包括在线移转虚拟服务器的XenMotion、管理工具XenCenter、资源池(ResourcePools)与服务器Provisioning等。所以,依照先前的计价模式,WindowsServer2008Datacenter版本的授权费是19600元,再加上XenServer白金版授权费48000元,所以,采用XenSource虚拟化方案,1台实体服务器的软件费用是67000元,比起VI3.5的整体授权费便宜约10万元,相较微软的Hyper-V则是贵了约2万多元。
 
当虚拟服务器部署数量越多,软件授权费的差距也就越大,IDC资深分析师暨企业应用组召集人曹永晖表示,Hyper-V的低价策略,将冲击现阶段的虚拟化市场,因为低价策略可以吸引企业用户,尤其是中小企业市场。
 
曹永晖认为,Hyper-V的出现将带动整体x86虚拟化市场的蓬勃,对于从未使用或是没听过虚拟化技术的企业用户,可能会因为价格便宜而购买搭载Hyper-V的微软操作系统,虽然短期内这些企业用户不见得会使用虚拟化技术,但未来如果有需求时,Hyper-V就会是这些企业用户的首要选择。
 
  服务器虚拟化整体成本效益分析  
如果要评估一项虚拟化项目所带来的效益,在成本的评估上,除了软件授权费还必须涵盖服务器整合所带来的电力与人力成本的降低。根据IDC的调查,台湾企业导入x86服务器虚拟化的主因有3项,分别为节省IT支出、简化管理与维护、资源整合。
 
以100台实体服务器建置为例,建置费用高达440万元,其中包含人力与电力成本。若将100台虚拟机器整并至20台实体服务器中,整体建置费用约为300万元,可省下140万元。如果仔细去想,虚拟化减少8成的服务器数量,为何节省的费用那么有限,主要的原因,在于软件授权费与中阶储存设备。
 
以VMwareVI3.5企业版的软件授权费为例,软件的授权费甚至高于实体服务器的售价,以20个VI3.5版本授权为例,就要约158万元。
 
若要大规模部署虚拟化环境,还要另外加购1台外接式储存,才可做到动态移动虚拟机器的VMotion功能,1台中阶储存产品,就要花上16万元。
 
如果整并的服务器数量越多,当然省下的经费更是惊人,若将100台虚拟机器整并在10台实体服务器中,就可以省下260万元。主要的原因在于虚拟化软件授权费与实体服务器至少可以省下一半的建置费用,再加上人力成本的节省,带来的效益将是最为显着。
 
也因此,实体服务器整合越多的虚拟机器效益更是明显,但必须考虑实体服务器的负载量与可承受的风险性,鸡蛋放在同一个篮子,服务器虚拟越多,风险也就越大,根据VMware的统计,企业用户平均1台实体服务器虚拟10台虚拟机器,提供企业建置虚拟化的参考。  

为了实现资料与硬件设备分离的目标,NetApp将虚拟化技术从设备层次拓展至应用层面,以强化虚拟化的功能,同时推出新版VFM 6.0和SnapDrive等软件,让虚拟化技术再进一步。

有超过四分之三的美国企业已经将x86系列的服务器虚拟化,但是真正从这笔投资当中获得正面效益的企业却是少之又少,分析家指出,原因出在管理上的失误。

本文由《企业级虚拟机应用实战:玩转VMware VI、Hyper-V R2、Xen Server 》提供

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NetApp创办人、执行副总裁兼策略长James Lau表示,存储虚拟化仍是NetApp未来的发展主轴,而NetApp也欲藉由将存储虚拟化技术从设备层次拓展至应用层次,以真正发挥虚拟化的效益,一方面可提升存储利用率,另一方面则能简化存储管理与架构。

最常见的误解多半是以下三大重要问题:

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以目前支持存储虚拟化的设备来说,多是将异质平台上的资源透过单一接口进行管理,以达到设备集中、减少存储空间、提升效能等效益。

1.如何拿捏管理虚拟机器的尺度?

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James Lau表示,NetApp除了提供可集中异质平台设备成一个“虚拟池”的V系列产品外,更诉求在每个设备中导入虚拟化技术。目前NetApp提供的虚拟化方案,不仅能让多台存储设备虚拟成一台设备,或从一台设备虚拟成多台设备外,还能让资料与设备分离,以解决资料不断倍增而带来的管理复杂问题,对企业来说,则可将重心从管理设备转移至管理资料上。

2.如何规画虚拟架构的产能与负载?

    现在虚拟化(Virtualization)这个字充斥在每一个媒体上,虚拟机产品更是琳琅满目,然而在这么多的产品以及技术中,您的企业真的有虚拟化的 必要吗?事实上,根据IDG的统计,90%以上的企业在未来三年内不是有虚拟化的计划,就是已经使用虚拟技术了。但许多企业并没有了解虚拟化的意义,因此 大约有30%左右的企业在虚拟化之后,并且没有达到预期的效果,因此对已经拥有复杂IT基础的大型企业或是拥有数十至数百台个人计算机或服务器的中小型企 业,真正了解及采取正确的虚拟化步骤,正是虚拟化是否成功的重要关键。

支持多协议为存储虚拟化的基础

3.如何技术规格之外,维持合理的营运成本不致于失控?

企业虚拟化的主要目的
    个人使用的虚拟机产品和企业级的有很大的差别。个人计算机并没有太多资源不足的问题,因此在个人计算机上的虚拟化主要还是以测试、隔离环境、应用方便为 主。但企业级的虚拟化产品,最大的目的就是降低成本,包括了初期建置成本、营运成本、管理成本减少灾难损失,以及人员成本等等。

NetApp目前将存储虚拟化技术应用至FAS系列、V系列、虚拟磁带柜(Virtual Tape Library)NearStor VTL等产品线上。

以下便针对五种浪费金钱的错误作法,针对技术/营运、管理与规划,以及预算等问题提出解决之道。

初期建置成本
    举例来说,一个以零售为主的企业,在全国有5000家以上的分店,总部有1000人的办公室,并且后端有CRM、ERP、BI等系统,需要什么规格的虚拟 化架构?一个以开发为主的软件公司,拥有200个工程师及100个销售人员,需要什么样子的虚拟化环境?事实上以初期建置成本来说,虚拟化已经从最早期的 产品(Product)、逐步演化成系统(System)、整体解决方案(Total Solution),而发展成现在的设计基础(Fundamentals)了。换句话说,企业在建立IT环境时,已经不是「要不要选择虚拟化解决方案」, 而是「在设计IT环境时就要以虚拟化的原则来进行」。这个观念让初期成本会产生很大的差距。
    在这边要提出一个最简单的计算概念,就是在安全和效能没有影响的情况下,将每一个花钱的软件或硬件都能发挥到100%的效率,才能达到虚拟化预期的结果。 以服务器来说,如何评估CPU/RAM的使用效率是最重要的。CPU的使用效率越高,能省下来的初期成本当然也越高,同时也会影响到之后的电费、冷却费用 等。这也是企业虚拟化时的重要考虑。使用专业的评估工具来决定不同的虚拟化压缩比(即一台实体服务器上能执行的虚拟机数量),是初期建置成本是否能降低的 最重要因素。

以FAS与V系列来说,是采用相同操作系统Data ONTAP,其操作系统的最大特色在于可同时支持FC SAN、iSCSI、NAS(支持CIFS和NFS协议)等协议。

1.实体服务器未能有效运用

营运成本
    在IT建立完成之后,IT装置、人员、管理、维护的成本,则必须靠虚拟机产品的功能来决定。举例来说,VMware ESX 4.0可将没有负担的CPU关闭(必须靠CPU硬件支持),让这个CPU的耗电降低,可以节省电费以及冷却费用。而ESX也可以配合VMotion和 DRS,让多台服务器之间的资源获得最大的平衡,也可以让空出来的服务器进入休眠,并且不影响企业的日常执行。

NetApp技术总监姜群表示,当企业走向网络存储环境后,由于各个协议均独立,因此仿佛又回到最初的DAS架构了,所以必须藉助整合不同协议以简化架构。在支持多协议的架构下,就能辅助存储虚拟化达到统一管理的目标。

根据研究虚拟架构的管理与执行的Forrester研究机构分析师Galen Schreck的分析,企业无法从虚拟架构获得该有的效益,最直接原因在于每台实体服务器的执行的虚拟机器不够多。

管理成本
    管理成本最主要的就是省下了很多台服务器及设备的管理工作。一般来说,使用虚拟机的多台OS可以达到独立服务器无法做到的事,如CPU、RAM的动态分 配、构建永远不会宕机的系统、快速的备份、快速的数据回复、不需要到现场的启动维修升级等。这些在没有虚拟化的环境时,需要大量的管理和人工成本的复杂事 务,在虚拟化之后,可以将整体成本降低到原来的10%以下,听来真像是神话。

VTL则为磁盘备份方案,是透过将磁盘仿真成磁带的方式,让企业在不更改现有架构和管理机制下就可提升备份效率。

“长久以来,人们极力将每台实体服务器的虚拟机器维持在一定比例,以避免服务器的效能受到影响,”Schreck说道。“他们不希望系统发生故障,所以只愿意完成一半的虚拟化,或是每台服务器只要达到10%的虚拟化比例,如此便能省下庞大的费用,这样的结果让他们很满意。”

灾难损失
    系统停止是企业最害怕的事。全世界的企业每年因无预警系统停止所造成的损失(包括硬件故障、软件故障、恶意攻击等)高达上千亿,企业如果没有完整的备份、 灾难回复等计划,这些损失对企业的伤害是无可弥补的。在使用了正确的虚拟机产品后,不但可以让系统立即恢复到故障前几秒的状态,更可以在几秒钟之内就完成 恢复,这些从前只能使用Failover Cluster、NLB等功能或昂贵装置(如F5)完成的功能,有了虚拟机之后竟然可以推广应用到任何规模的企业中。

虚拟化提升空间利用率

在2009或2010年初这是很合理的做法,负责进行Windows以及Unix服务器使用者年度调查超过五年以上经验的Gabriel顾问集团首席顾问Dan Olds表示,原因在于当时的效能管理工具并无法精准地测量虚拟机器在实体服务器上的运作情形。

人员成本
    虽然中国的IT人员薪资不算高,但用在基本工作上的人员成本加起来就比较浪费了。举例来说,如果有一台桌上机的Office无法使用了,大部分的情况就是 请IT人员来检查怎么回事,然后想办法把故障排除。但从故障排除开始一直到恢复正常工作,往往需要数小时的时间。此时损失的不但是IT人员的成本,更是一 般人员的工时。大部分较有经验的企业会使用Ghost来做镜像,但当计算机越来越多,每一个人的使用环境开始有较大的差异时,Ghost就无法满足这条件 了。而大型企业动辄数千台计算机,绝对不是一个简单的Ghost能完成这个工作的。
    如果使用了桌面虚拟化的概念,将每一台桌面计算机都放入服务器的虚拟机中。利用虚拟机的快照(Snapshot)功能将每一个计算机固定时期的正常状态储 存下来。另外将数据另存在独立的储存装置。举例来说,如果像刚才的Office 无法使用了,只要将整个OS回复到上一次正常的快照中,系统马上就可以使用(最短可能只要几秒),让IT人员不需要将时间花在没有技术成份但又花时间的工 作上。

NetApp在Data ONTAP上也提供多种虚拟化功能,如FlexVol、FlexClone与Snapshot,以提高资源利用率。

企业内部的服务器数量不断增加,但是企业对于这些服务器的满意度却多年呈现停滞的状态,由此可见企业并未从新科技得到他们希望的效益。

www.17727.com,结语
    企业级虚拟化的评估有许多工具使用,但还是必须针对不同的行业别和规模来进行。目前节能减排是全世界的趋势,使用了虚拟化技术后,可以用更少的电力来完成 一样的工作,不但能省电,更能为保护地球尽一份心力,还没有进行虚拟化的企业,是开始认真思考这个最新技术的时机了。

FlexVol即为Thin Provisioning(存储资源随需分配)技术,关键在于能让前端的服务器以为存储设备安装了比实际还多的存储容量,比如存储设备的真实容量只有100GB,却可透过Thin Provisioning技术,让前端服务器以为有1TB。

Schreck认为,企业愿意接受实体服务器低落的效能以及虚拟化比例,“好保留足够的现金在手上。许多企业似乎小心翼翼地避免将服务器的效能推升到某个程度,因为这样会导致服务器无法支援SLA,所以多半不愿意提高虚拟化比例。”

一般来说,企业建置存储系统的第一步,是将存储空间分配给各个应用系统,然而,当存储空间分配给某一个应用系统使用后,其它应用系统就无法运用这个空间,相当于磁盘空间被锁住,而造成空间浪费。通常在早期部署阶段时,管理人员很难精确知道各应用系统的实际容量需求,Thin Provisioning于是改变这样的做法,所有应用系统都可共享该空间。

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另一方面,NetApp还增加一项内建在新版SnapDrive中的Space Reclaimer(空间回收)功能,姜群表示,此功能可让Thin Provisioning的效益再提升,存储空间利用率甚至可突破9成以上。

通常来说,当某一应用系统使用过某一个扇区后,即使资料日后再删除,但存储设备本身无法判别资料已经删除,因此存储空间无法再回收使用,而Space Reclaimer可判断资料是否删除,所以能避免空间浪费。

FlexClone、Snapshot则分别用以节省资料复制、快照时的使用空间。FlexClone主要是应用在数据库的复制,当企业要进行测试开发时,可能需要数个副本,因此企业必须准备数倍的容量,姜群表示,FlexClone透过建立虚拟clone的方式,所以仅需要准备一份复制的空间即可。Snapshot让每个扇区区块可以虚拟出256个区块,因此在建立第一份快照备份时,就不需要准备相同资料量大小的磁盘空间。

资料与设备分离,管理再简化

虚拟化让设备与资料得以分离,就有助于企业更容易管理资料。

NetApp的Virtual File Management(VFM)和DataONTAP GX中,就利用全域命名空间(Global Namespace)技术,在存储系统前端架构一层虚拟逻辑层,将原本的存储路径虚拟为逻辑路径,因此当使用者要下载一个档案时,就不用知道此档案究竟是存在哪一个存储设备上,而档案虚拟化的应用还包括线上搬移(Migration)、复制、归档等。

NetApp也预计未来将DataONTAP GX的功能逐渐转移至DataONTAP 7G的后续版本上。此外,新版的VFM 6.0中,还新增可分次搬移的功能,以增加资料搬移的弹性。

姜群表示,因为企业IT架构非常复杂,每个部门或营运单位有不同管理权限而需要采购多台独立的存储系统,MultiStore就可以应对这样的需求,藉由让一台NetApp FAS存储系统仿真成多台独立虚拟的存储系统,而每个虚拟的Storage都拥有独立的管理权,其精神与VMware类似。

6.0和SnapDriv...

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