虚拟化技术的原理与实践

２０１　４年第３０期　（总第３０９期）　中＿【　商堑搏泰　Ｎｏ．３Ｏ．２０１４　（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．３０９）　ＩＢＭｄ￣型机虚拟化技术应用实践　李　捷　（广东电网公司韶关供电局，广东韶关５１２０２６）　摘要：虚拟化是当前信息技术领域的研究热点和技术前沿。在应用虚拟化技术之前，服务器对资源的使用均　为独占方式。随着业务的增长，服务器数量会急剧上升，这将消耗大量电力和机房空间，使系统管理变得复　杂，因此，虚拟化势在必行。文章基于ＩＢＭ小型机虚拟化技术关键，描述了ＩＢＭ小型机虚拟化实施过程中的规　划、设计与关键的操作步骤，提出了实施小型机虚拟化的成效及新问题。　关键词：ＩＢＭ小型机；虚拟化技术；信息技术；服务器　中图分类号：ＴＰ３９　３　文献标识码：Ａ　文章编号：ｌ　００９—２　３７４（２　０Ｉ　４）３Ｏ－００３５—０２　ｌ服务器虚拟化概述　当前虚拟化技术是信息技术领域的热门话题，在应　用虚拟化技术之前，服务器对资源的使用均为独占方　式。随着业务的增长，服务器数量会急剧上升，消耗大　量电力、机房空间，使系统管理变得复杂，并且资源利　用率很低，造成很大浪费。因此，虚拟化势在必行。　２　ＩＢＭ小型机虚拟化技术应用实例　２．１　虚拟化环境及规划设计　采用现有的两台Ｐ６　５５０小型机作为服务器硬件　平台。每台小机基本配置：２木Ｐｏｗｅｒ６　ＣＰＵ、１　６Ｇ内　存、两张光纤以太网卡、两张光纤通道卡、内置硬　盘２７ＯＧ、外接存储３００Ｇ。一台ＨＭＣ硬件管理控制台　（Ｖ７Ｒ７．１．０．２）。　，　２．２微分区设计　２．２．１　分区规划：设计四个Ｃｌｉｅｎｔ分区，用作信　息系统的备用平台及培训环境平台；一个ＶＩＯ　ｓｅｒｖｅｒ分　区。其中ｃｌ　ｌｅｎｔ分区分别是业务分区（生产系统分区ＳＣ　和营销系统分区ｙｘ）和培训分区（ｐｘｌ和ｐｘ２）。　２．２．２　ＣＰＵ与内存设计：业务分区按照两个分区同　时运行时所需ＣＰＵ及内存资源设计期望值（ｄｅｓｉｒｅ）；　共享方式采用非受限模式（ｕｎｃａｐｐｅｄ），相当于在这　台物理机器里建立共享处理器池（ＳＰＰ），然后使客户　分区可以使用这些处理器，确保客户分区在满足了ＣＰＵ　期望资源情况下，还能获得共享处理器池中的空闲ＣＰＵ　资源。　２．２．３　网络与存储设计：所有分区分别划于各自　系统所属网段：两个业务分区的ｒｏｏｔｖｇ使用本地硬盘空　间，ｏｒａ　ｖｇ主要用于安装数据库软件，使用存储磁盘空　间，两个培训分区ｒｏｏｔｖｇ使用存储空间。　２．３　Ｖ１０　ｓｅｒｖｅｒ的设计　２．３．１　共享磁盘与虚拟适配器设计：共享存储是　通过在ＶＩＯＳ分区中设置虚拟ＳＣＳＩ适配卡ｖｈｏｓｔ，然后把　ＶＩＯＳ分区中的１ｖ或磁盘映射给ｖｈｏｓｔ，ｖｈｏｓｔ对应到其他　客户分区就是一块ＳＣＳＩ卡，可以供其他客户分区使用。　每个Ｌｖ影射到不同的客户分区。客户分区会将这些Ｌｖ视　为常规的ＳＣＳＩ磁盘。在Ｖ１０Ｓ分区中将本地硬盘ｒｏｏｔｖｇ　（２７０Ｇ）划分出两个逻辑卷（１ｖ），各５０Ｇ作为客户分　区的ｒｏｏｔｖｇ，每个逻辑卷按设计影射一个ｖｈｏＳｔ。例　如，Ｓｃ分区的ｒｏｏｔｖｇ应用的是ＶＩＯｓ分区的ｖｈｏｓｔ１，而　ｖｈｏｓｔｌ影射名为ＳＣｒｏｏｔｖｇ的逻辑卷，在ＳＣ分区看来大小　为５０Ｇ的逻辑卷ＳＣ　ｒｏｏｔｖｇ只是一个常规的ＳＣＳＩ磁盘。　２．３．２　Ｖ１０Ｓ分区与客户分区虚拟ＳＣＳＩ适配器设　计：ＶＩＯＳ分区创建虚拟ＳＣＳＩ适配器，其中ＳＣＳＩ　ｉｄ　１００　的适配器用于映射服务器光驱设备ｃｄＯ；保留作用的虚　拟适配器可用于信息系统主备系统切换时，挂接生产系　统环境的存储磁盘空间；客户分区中分别有一个虚拟　ＳＣＳＩ适配器用于映射服务器光驱。其中ＳＣ、ｙｘ两个客　户分区分别创建７个虚拟ＳＣＳＩ适配器，其中两个适配器　分别用于映￣ｓｅｒｖｅｒ分区中ＳＣｒｏｏｔｖｇ、ＳＣｏｒａｖｇ和ｙｘ　ｒｏｏｔｖｇ、ｙｘ　ｏｒａｖｇ，其余保留适配器用于映射ｓｅｒｖｅｒ分　区的存储挂接空间。以ＶＩＯ　ｓｅｒｖｅｒ￣ｌｌＳＣ分区为例，虚拟　ＳＣＳＩ适配器设计详见表ｌ所示，其他分区的虚拟ＳＣＳＩ适　配器设计类似。　表１　ＶＩＯＳ与客户分区虚￣：．ｚＳＣＳＩ适配器设计表　黼　映射率地　魄　射　光驱　ｖｈｅ，￣Ｉ　映射　映　射　也。ｉ　瞍皇亨　榨窖　保留　保髓　保留　保留　樨留　保留　映　射　保留　￣＇ｈｏｓ￣Ｏ挂　

计算机虚拟化技术的分析及其实践应用

摘 要 当今科学技术发展日新月异，尤其在计算机领域，各种新兴技术不断涌现，虚拟化技术就是目前最为热门的计算机技术之一。计算机虚拟化技术可以有效加强企业和政府部门的管理、节约成本和资源、提高计算机运行效率、提高系统的可靠性及安全性。基于此，虚拟化技术将会在各个领域得到大量广泛的应用，本文分析了计算机虚拟化技术，并结合其优势，介绍该技术在实践中的一些应用。

关键词 虚拟化技术；分析；实践应用

虚拟化对于不同的行业、不同的人群来说，其代表的意义是不一样的，所以它并没有一个精准的定义。计算机虚拟化技术是为计算能力、数据、存储资源等资源从逻辑角度进行配置，而不是从物理角度，这样做可以使硬件容量提高、成本显著降低，与实际的设备相比，其更加便捷、功能更强大。由于虚拟化技术的优点越来越被人们认可，其在实际中的应用也越来越广泛。不断优化该技术，使其在实践中更好地发挥作用，将是人们重点研究的课题。

1 计算机虚拟化技术包括的类别

自上世纪六十年代提出计算机虚拟化技术以来，经过半个多世纪的发展，现在的虚拟化技术已经形成了多种类别，主要有：

1.1 资源虚拟化

资源虚拟化主要是针对特定的系统资源，如网络资源、存储、内存等，包括网络虚拟化、存储虚拟化。网络虚拟化指的是把一条网络带宽切割为许多个互相独立的通道，这样就可以将可用的带宽配置到特定的资源，比如虚拟局域网，就是在物理局域网中建立一个逻辑网络，二者之间互不干扰。存储虚拟化就是对物理内存的资源抽象化，使不同的设备中的物理存储合并，其外在表现为一个独立的存储池。

1.2 应用程序的虚拟化

应用程序的虚拟化包括模拟、解释、仿真技术等，把应用程序从操作系统中分离，使得应用程序不依赖操作系统，而在操作系统中运行。这种虚拟化提供了一个不仅有应用程序的可执行文件，还有程序运行时所需要的环境的虚拟运行环境。

1.3 平台的虚拟化

平台虚拟化是对于操作系统、服务器来说的，其主要包括桌面虚拟化、服务器虚拟化：

虚拟化技术简介

在今天，虚拟化已经不是什么新鲜的概念了，而是用户切实的应用需求，分区已经成

了小型机的必备功能。即使是在x86平台上，虚拟化的应用也已经有不短的年头了，

只是由于一直停留在桌面

系统领域，几乎与企业应用无关，所以一直处在小打小闹的阶段。

然而，最近一两年来，一些主流技术的发展和由此推进的产品格局的变化，给基于x86

平台的企业级虚拟化应用提供了新的契机。《计算机世界》评测实验室近两年一直都

在关注虚拟化技术的动向，根据我们的判断，2007年将会是基于x86平台的虚拟化技

术获得快速发展的一年。为了帮助广大用户更好地了解以及更有效地应用虚拟化技术

，我们适时地选取了当前市面上最为主流的三款x86平台分区虚拟化产品进行了测试

。

虚拟化的技术实质

虚拟化软件是中间件的一种，虚拟化的技术实质是通过中间层次实现计算资源和存储

资源的管理和再分配，使资源利用趋向于最大化。事实上，这也是IBM“随需应变”

战略以及HP“动成长”战略的重要技术基础。

分区技术是当前应用最为广泛的虚拟化技术，大致可以理解为把一台机器分成多台机

器使用，或者说是在一台物理机器上运行多台虚拟机器，现在甚至有一种误解，不少

人认为虚拟化就是分区。

但事实上这种认识是不够完整的，分区通常是指基于单一物理计算机系统的虚拟化，

而群集和网格可以看作是基于多个计算节点的虚拟化，也就是阻止多台物理计算机的

资源，使其像一台机器一样工作。

从表面看来，分区带来的好处是同一个物理平台能够运行多个同类或不同类的操作系

统分别作为不同业务和应用的支撑平台。但实际上，分区所带来的价值远不止于此。

首先，分区使得应用之间能够更好地隔离，通过把不同的应用安装到不同的分区上，

可以避免在同一个系统运行多个应用时会出现的应用之间的相互影响，包括计算资源

争用，单一应用的崩溃对整个系统的影响，或单一应用的维护和升级影响其他应用的

虚拟化运营方案

一、虚拟化技术的基本概念和原理

1.1 虚拟化技术的定义

虚拟化是一种将物理资源（如服务器、存储设备和网络设备等）抽象成逻辑资源的技术，使得多个逻辑资源可以共享一个或多个物理资源的技术。虚拟化技术可以分为多种类型，如服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等。

1.2 虚拟化技术的原理

虚拟化技术的原理是通过软件层面对物理资源进行抽象和管理，使其可以被多个逻辑资源共享和利用。其中，虚拟化技术的关键技术包括虚拟机技术、容器技术、软件定义存储技术、软件定义网络技术等。

虚拟化技术的基本概念和原理对于企业理解和运营虚拟化技术非常重要。只有深入了解虚拟化技术的原理，才能更好地理解虚拟化运营的目标和挑战，从而制定合理的虚拟化运营方案。

二、虚拟化运营的目标和挑战

2.1 虚拟化运营的目标

虚拟化运营的主要目标是提高IT资源的利用率、降低成本、提供灵活性和高可用性。通过虚拟化技术，企业可以充分利用现有的硬件资源，实现多个虚拟机或容器共享一个物理服务器的目标，从而降低硬件成本。另外，虚拟化技术还可以提供灵活性，使企业能够快速部署新的应用和服务，提高IT资源的可用性，保证业务的持续运行。

2.2 虚拟化运营的挑战

虚拟化运营的挑战主要包括如下几个方面：

虚拟化技术的复杂性：虚拟化技术本身非常复杂，涉及到多种技术和产品，需要专业的技术人员来管理和维护。

性能和安全性问题：由于多个虚拟机或容器共享一个物理服务器，可能会出现性能和安全性问题，需要精心管理和配置。

资源管理问题：虚拟化技术虽然可以提高资源利用率，但也会带来资源管理的问题，包括资源分配、资源调度、资源监控等。

管理和运营问题：虚拟化技术的管理和运营也是一个重要的挑战，需要制定合理的运营方案和管理策略，确保虚拟化技术能够发挥最大的价值。 综上所述，虚拟化运营的目标是提高IT资源的利用率、降低成本、提供灵活性和高可用性，但也面临着复杂性、性能和安全性问题、资源管理问题、管理和运营问题等挑战。