虛擬化是一個(gè)相對(duì)抽象的概念,目的是為用戶搭建靈活高效的IT環(huán)境,它不是任何一種硬件或軟件。廣義上講,虛擬化是一個(gè)針對(duì)計(jì)算機(jī)資源的抽象概念。簡(jiǎn)而言之,虛擬化的基本目的是讓計(jì)算機(jī)資源變“虛”,即隱藏或掩蓋其實(shí)際物理形態(tài),而以簡(jiǎn)化的方式將其呈現(xiàn)在IT環(huán)境中。
鑒于虛擬化帶來(lái)的諸多好處,現(xiàn)在幾乎每個(gè)CIO都在談?wù)撎摂M化,談?wù)撎摂M化帶來(lái)的好處,談?wù)撎摂M環(huán)境的并不盡如人意,談?wù)撟约杭磳㈤_(kāi)展虛擬化之旅,談?wù)撎摂M化軟件性價(jià)比,而往往被忽略的,是服務(wù)器等計(jì)算資源是否被充分調(diào)動(dòng)來(lái)滿足虛擬化性能,或者說(shuō),物理服務(wù)器在經(jīng)過(guò)虛擬層后是否能釋放出原有性能?
由于很多企業(yè)和個(gè)人對(duì)于自己的虛擬化技術(shù)認(rèn)識(shí)不夠,盡管一味更換更為強(qiáng)勁的服務(wù)器,或者在虛擬化軟件優(yōu)化上不斷用功,其實(shí),在面對(duì)無(wú)數(shù)的虛擬化解決方案我們卻無(wú)從選擇時(shí),更應(yīng)該回到最基礎(chǔ)也是最核心的起點(diǎn),去關(guān)注CPU能夠?yàn)橛?jì)算資源的虛擬化帶來(lái)哪些提升。
幾年前的服務(wù)器僅設(shè)計(jì)用于托管單個(gè)操作系統(tǒng)。若想借助這些系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)虛擬化,用戶需要采用能夠?yàn)槊總€(gè)客戶操作系統(tǒng)模擬完整硬件環(huán)境的軟件。這是一個(gè)需要大量性能開(kāi)銷(xiāo)的計(jì)算密集型過(guò)程,會(huì)減緩應(yīng)用響應(yīng)速度、限制可擴(kuò)充性并提高復(fù)雜性,從而對(duì)可靠性與安全性產(chǎn)生影響。此外,混合服務(wù)器環(huán)境還會(huì)對(duì)虛擬化的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生影響:隨著新服務(wù)器的添加,如果無(wú)法在各代服務(wù)器中遷移虛擬機(jī),數(shù)據(jù)中心的靈活性便會(huì)受到限制。
但是隨著英特爾新一代服務(wù)器處理器至強(qiáng)5500系列產(chǎn)品的推出,這些問(wèn)題已經(jīng)被很好地解決。在處理器層面,新的處理器提升了英特爾VT-x技術(shù),通過(guò)按照純軟件虛擬化的要求消除虛擬機(jī)監(jiān)視器(VMM)代表客戶操作系統(tǒng)來(lái)聽(tīng)取、中斷與執(zhí)行特定指令的需要,不僅能夠有效減少VMM 干預(yù),還為VMM與客戶操作系統(tǒng)之間的傳輸平臺(tái)控制提供了有力的硬件支持,這樣在需要VMM干預(yù)時(shí),將實(shí)現(xiàn)更加快速、可靠和安全的切換。
此外,英特爾VT FlexPriority技術(shù)可創(chuàng)建TPR6的一個(gè)虛擬副本,該虛擬副本可讀取,在某些情況下,如在無(wú)需干預(yù)時(shí),還可由客戶操作系統(tǒng)進(jìn)行更改。
在很多虛擬化白皮書(shū)中我們都會(huì)看到對(duì)于虛擬機(jī)數(shù)據(jù)遷移的重視,至強(qiáng)5500系列處理器在這一點(diǎn)的功能特性上尤其值得描述。其內(nèi)置的英特爾虛擬化靈活遷移技術(shù)(Intel VT FlexMigration)實(shí)現(xiàn)了基于英特爾處理器的當(dāng)前服務(wù)器與未來(lái)服務(wù)器之間的無(wú)縫遷移,即使新的系統(tǒng)可能包括增強(qiáng)的指令集也不例外。借助此項(xiàng)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(shí)現(xiàn)工作負(fù)載的無(wú)縫遷移。這便生成了可在多代硬件中無(wú)縫運(yùn)行的更加靈活、統(tǒng)一的服務(wù)器資源池。
除了在處理器本身,在網(wǎng)絡(luò)I/O方面英特爾VT-c技術(shù)也為提升虛擬化性能作出不小貢獻(xiàn)。VT-c技術(shù)中的關(guān)鍵虛擬機(jī)直接互連(VMDc)支持虛擬機(jī)直接訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)I/O硬件,從而顯著提升虛擬性能。英特爾VT-c支持客戶操作系統(tǒng)與設(shè)備端口之間的直接通信信道。通過(guò)支持每個(gè)I/O端口的多條直接通信通道對(duì)此進(jìn)行擴(kuò)展。
英特爾虛擬化技術(shù)有效減少了對(duì)虛擬化軟件的需求,使更多的處理器周期用于運(yùn)行業(yè)務(wù)應(yīng)用,同時(shí)支持多代英特爾架構(gòu)服務(wù)器之間的虛擬機(jī)遷移。
這些性能提升已經(jīng)在客戶的實(shí)際使用中得到證實(shí)。在某電力科學(xué)研究院的虛擬化實(shí)測(cè)中,用戶分別使用在基于至強(qiáng)5500系列處理器的服務(wù)器和使用上一代處理器的服務(wù)器上各創(chuàng)建3個(gè)虛擬機(jī),分別承載業(yè)務(wù)受理服務(wù)器、數(shù)據(jù)交換服務(wù)器、審計(jì)管理服務(wù)器三種應(yīng)用,在3臺(tái)客戶端上分別安裝LoadRunner測(cè)試工具,模擬大量用戶訪問(wèn)server端對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng),評(píng)估被測(cè)服務(wù)器在高負(fù)載下的業(yè)務(wù)處理能力。
基于至強(qiáng)5500服務(wù)器上的3臺(tái)虛擬機(jī),較之舊平臺(tái)的3臺(tái)虛擬機(jī),每秒數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)271.06MB,性能提升1倍,每分鐘可以處理38821.83個(gè)審計(jì)表格,審計(jì)管理系統(tǒng)性能提升2倍,每分鐘可以響應(yīng)29666.93個(gè)用戶請(qǐng)求,業(yè)務(wù)受理系統(tǒng)性能提升了1.8倍,綜合以上,基于至強(qiáng)5500的虛擬化性能是上一代產(chǎn)品的2.74倍。
虛擬化的實(shí)施是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,幸好的是有芯片級(jí)的技術(shù)支持、硬件級(jí)以及軟件層面的共同努力將這一過(guò)程變得簡(jiǎn)單。通過(guò)至強(qiáng)5500在虛擬化上的表現(xiàn),也讓我們意識(shí)到,對(duì)于虛擬化的重視不能流于表面,應(yīng)當(dāng)從底層真正開(kāi)始。