處理器:服務(wù)器虛擬化的關(guān)鍵

成功應(yīng)用虛擬化的關(guān)鍵是往往是從物理服務(wù)器開始。物理服務(wù)器將運行多個虛擬服務(wù)器,雖然一臺物理服務(wù)器要承載數(shù)以十計的虛擬服務(wù)器,但是它所需要的CPU資源要比用戶想象的要少。

通過應(yīng)用虛擬化軟件–VMware VSphere、微軟Hyper-v、Citrix XenServer或者其它,可以在四核、六核或八核CPU上運行多個虛擬服務(wù)器。這是因為當(dāng)前很多服務(wù)器大部分時間都運行在接近空閑的狀態(tài),當(dāng)虛擬機執(zhí)行任務(wù)時,它們消耗的資源設(shè)計CPU、內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)絡(luò)I/O,只有一小部分虛擬機需要占用大量的CPU資源。利用這個平衡法則,還可以將多臺物理服務(wù)器整合成一臺服務(wù)器。

但這也不是一成不變的,一些特定的服務(wù)器,比如數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,通常狀況下都要運行較大負(fù)載,在較小的基礎(chǔ)架構(gòu)中就不適合進(jìn)行虛擬化。進(jìn)行虛擬化要考慮主機的可用硬件資源,以及虛擬化軟件的特性和虛擬機的要求。

當(dāng)企業(yè)要進(jìn)行一個小的虛擬化項目時的第一步是選擇硬件,通常會以一臺服務(wù)器開始,所以盡量要在預(yù)算范圍內(nèi)獲得盡可能最佳的資源組合。一個好的經(jīng)驗是,選擇具有更多核心、主頻更高的服務(wù)器作為物理主機(Host Server),所以如果在主頻2.93GHz的4核CPU和主頻2.4GHz的12核CPU之間選擇,最好選擇后者,這是因為更多核心的CPU傳輸虛擬機負(fù)載要更加快速。就好比要裝載更多的貨物,你需要的是一輛卡車而不是一輛跑車。

虛擬化可以降低服務(wù)器數(shù)量

內(nèi)存和存儲:兩者需盡可能多

做好CPU的選擇后,下一個需要考慮的部分是內(nèi)存。虛擬機要消耗大量的內(nèi)存,所以需要盡可能的加大內(nèi)存,并選擇盡可能快速的內(nèi)存。在主機中,為虛擬機分配比物理主機更多的虛擬CPU要相對容易,但是超度分配內(nèi)存卻不行。主機具有更大的內(nèi)存意味著可以運行更多的虛擬機。這對一些不提供共享內(nèi)存功能的管理程序來說非常重要,一些管理程序要求為每一個虛擬機設(shè)置固定的內(nèi)存,這些內(nèi)存完全分配給指定的虛擬機。

存儲同樣是必需重點關(guān)注的因素。在小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中可能不會采用SAN或者NAS來存儲虛擬機鏡像,而由物理主機來進(jìn)行存儲。在這種情況下,物理主機的硬盤容量當(dāng)然是越大越好。通常情況下,采用SATA接口硬盤,組建RAID 5或RAID 6陣列就可以滿足需求。盡管采用SAS硬盤可以提供更好的存儲性能,但是要更加昂貴些。如果可能的話,確認(rèn)物理主機可以支持RAID 5或RAID 6陣列,確保數(shù)據(jù)的安全性。

虛擬化增強:從核心開始

再回到虛擬化的核心–CPU,其實除了CPU的內(nèi)核增多后給虛擬化增加了可能外,芯片廠商在內(nèi)核中還增加了虛擬化技術(shù),使得服務(wù)器虛擬化不必完全依賴軟件,而是可以從CPU層面就對虛擬化進(jìn)行了優(yōu)化。

以增強型英特爾虛擬化技術(shù)(Intel Virtualization Technology)為例,這是一系列的技術(shù)特性,也是英特爾智能計算理念中"可擴展"的重要體現(xiàn),它針對的就是當(dāng)前在企業(yè)和機構(gòu)中部署和應(yīng)用越來越廣泛的虛擬化應(yīng)用。

服務(wù)器虛擬化離不開多核處理器

增強型英特爾虛擬化技術(shù)融合了針對處理器的VT-x、針對芯片組的VT-d和針對網(wǎng)絡(luò)連接組件的VT-c技術(shù),可確保服務(wù)器平臺上的多個虛擬機直接訪問和充分利用系統(tǒng)的計算、I/O、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源,并實現(xiàn)靈活的遷移和高效便攜的管理,從而幫助用戶在每臺服務(wù)器上整合及穩(wěn)定地運行更多的應(yīng)用和更為繁重的工作負(fù)載,最終降低其總擁有成本。

從更加通俗的角度來說,應(yīng)用了增加英特爾虛擬化技術(shù)的服務(wù)器,就實現(xiàn)了計算資源的透明化和靈活調(diào)配。它就如同一個工作效率非常高的銀行服務(wù)臺,其每個窗口都可以充分利用整個銀行的資源,為一個用戶或一系列的用戶提供最好的服務(wù),一旦某個窗口的工作壓力太大或出現(xiàn)了問題,那么其他窗口的資源都可以被調(diào)過來支援它,或者是將它已經(jīng)無法順利推進(jìn)的工作接手過去。

以針對處理器的VT-x技術(shù)為例,它包括了英特爾VT FlexPriority–當(dāng)處理器執(zhí)行任務(wù)時,往往會收到需要注意的其它設(shè)備或應(yīng)用發(fā)出的請求或"中斷"命令。為了最大程度減少對性能的影響,處理器內(nèi)的一個專用寄存器(APIC任務(wù)優(yōu)先級寄存器,或 TPR)將對任務(wù)優(yōu)先級進(jìn)行監(jiān)控。如此一來,只有優(yōu)先級高于當(dāng)前運行任務(wù)的中斷才會被及時關(guān)注;英特爾虛擬化靈活遷移技術(shù)(Intel VT FlexMigration)–虛擬化的一個重要優(yōu)勢是能夠在無需停機的情況下,將運行中的應(yīng)用在物理服務(wù)器之間進(jìn)行遷移。

英特爾虛擬化靈活遷移技術(shù)旨在實現(xiàn)基于英特爾處理器的當(dāng)前服務(wù)器與未來服務(wù)器之間的無縫遷移,即使新的系統(tǒng)可能包括增強的指令集也不例外。借助此項技術(shù),管理程序能夠在遷移池內(nèi)的所有服務(wù)器中建立一套一致的指令,實現(xiàn)工作負(fù)載的無縫遷移。這便生成了可在多代硬件中無縫運行的更加靈活、統(tǒng)一的服務(wù)器資源池。

增強型英特爾虛擬化技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了基于Nehalem架構(gòu)的新至強處理器中,包括至強5500系列、至強5600系列和至強7500系列。

此外,上述處理器還采用了全新的快速通道互聯(lián)技術(shù)(Quick Path Interconnect)??焖偻ǖ阑ヂ?lián)技構(gòu)架的推出具有劃時代的意義,這種點對點的傳輸架構(gòu)打破了傳統(tǒng)前端總線結(jié)構(gòu)中內(nèi)存和I/O帶寬的瓶頸,前所未有地提升了內(nèi)存和I/O帶寬。以至強7500處理器為例,每顆處理器集成了兩個內(nèi)存控制器,每個內(nèi)存控制器支持兩個內(nèi)存通道,支持DDR3-1066內(nèi)存規(guī)格,內(nèi)存帶寬達(dá)到了上一代至強7400的9倍。

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