Intel服务器整合(上)

    据 META Trend 调查指出：在 2003 年 04 月，投资资金管理推动了基础架构的整合工作，不过由于非线性的服务器价格、不成熟的工具、服务优先级、分摊费用以及企业策略上的因素，基础架构整合的力度并不强。主机托管以及网络存储整合在 2002 年 3 月就已经开始了。不过高额的高端服务器价格以及不成熟的分区和工作负荷管理，使得处于较高层次的针对 Unix （到 2003/04 ）和 Windows （到 2005/06 ）的 操作系统 、数据库管理系统以及应用服务的整合都很难实现。

    到 2003 年 4 月，超过七成的 ITO 都迈出了基础架构合并的第一步（比如主机托管、集中化操作 / 管理、共享存储、同样工作负荷的合并等）。但是基本上没有哪个 ITO 完成了针对 Unix 和 Windows 服务器的差异度很大的工作负荷的整合项目，这主要是由于整合服务器（大于 8 路服务器）的成本过大（ 2-3 倍），并且工作负荷管理（ WLM ）和分区工具都不是很成熟。

     在 2004 年内，高端的“整合型”服务器会面对受到良好管理的 4 路和 8 路 Intel 服务器的挑战。到 2006 年 7 月，高端的 RISC/Unix 将全部被 HP 、 Dell 、 IBM 等提供的 Intel 架构的服务器取代，这将广泛的影响到原始和第三方厂商的整合产品。

    对于大多数 ITO 来说，所面对的 Windows 服务器要比 Unix 服务器多 5-10 倍，因此我们认为Windows 服务器的整合对于降低企业的总体拥有成本（ TCO ）来说更简单也更有效。我们的调查指出，对于相同工作负荷的整合（如文件、打印的传输），可以使得用于此类工作的服务器数量减少到原来的五分之一。这一方面是由于原来的服务器并未被充分利用（大部分Windows 服务器的利用率不到 20% ），另一方面是由于新服务器的工作能力要强于老服务器（根据摩尔定律，处理器的运算能力每18个月就翻一倍）。虽然对于相同工作负荷，整合后的 Windows 系统可以实现，但是对于相差悬殊的工作负荷它就难以胜任了，因为 Windows 在隔离能力和资源调度方面实现的并不理想。

     较差的隔离能力意味着如果应用程序本身不完善（比如发生内存溢出，向非程序所属的内存区域写入数据），那么其它程序或者操作系统本身将会受到干扰或出现错误。虽然 Windows2000 在 NT 的基础上很大程度改善了隔离性能，但要实现 z/OS 所制定的 100% 隔离能力的黄金标准，其道路还很远。

较弱的资源调度能力意味着无法保证每个应用程序都能获得其所需的最小的资源。如果无法达到这个要求，就无法保证服务器能够实现应有的应用服务等级。 Windows 在这方面表现得尤其差，只能将处理器的工作能力近似平均的分配给工作对象。

由于在隔离能力和资源调度方面的不足，大多数 ITO 都会为每个应用单独配备一台 Windows 服务器（经常也会是 Unix 服务器），由此才导致了大量服务器并没有充分得到利用。减少服务器的数量除了可以减少硬件总成本外，还可以减少硬件管理维护方面的成本。对于同样工作负荷的服务器整合来说，并不存在这种局限性，因为整合后的服务器只是在运行单一的应用。

服务器虚拟化和分区
大型机在实现隔离能力和资源调度方面所采用的是虚拟化技术。一个虚拟机管理器（ VMM ）或“管理程序”会在硬件之上创建一系列虚拟环境，看上去好像每个虚拟机（ VM ）都是相互分离的，并且相互之间也不会共享资源。

虚拟化（或逻辑分区）和物理分区并不是一个概念，一个服务器进行物理分区，也就是在硬件层次将其分割成多个系统，每个系统都有自己的 CPU 、内存和 I/O 资源。在这种情况下，资源并不是共享的，并且每个分区都必须拥有整个资源（比如全部的 CPU ）。而在虚拟化中，虚拟机（ VM ，或逻辑分区）看起来更像分离的系统而不是分离的硬件，这种分离的系统映射到硬件上，因此所有的资源都可以进行共享。比如，一个虚拟机可以被分配 20% 的 CPU 资源，或者一个虚拟机可以和其它虚拟机共享一个 I/O 控制器带宽。虽然物理分区对于供应商来说实现起来比较简单，而且可能更好，但和虚拟机相比，它不能提供足够好的动态性能和良好的细粒度控制（ fine-grained control ）。最大的问题是，物理分区服务器的价格是标准服务器的 2-3 倍，这将严重影响企业削减 TCO 的计划。

目前物理分区技术被应用在高端 Unix/RISC(HP, IBM, 和 Sun) 的服务器上，而虚拟机技术则刚刚出现不久（ 03 年第一季度 HP-UX Virtual Partitions, Solaris Containers ，以及 04 年第一季度的 AIX LPARs ）。虽然虚拟机技术具非常吸引人，并且有实用价值，但它并没有使那些唾手可得的未充分利用的 Wintel 服务器实现整合。到 2005 年 6 月， Unix 服务器完全退到一小部分高端领域，这个问题会更突出。

Intel 虚拟机
Vmware 、 Connectix 以及 Swsoft 三家公司都针对 Intel 平台提供了某一级别的虚拟化方案。每种方案都可以解决 Wintel 平台的隔离问题和资源管理，并提供了一系列管理灵活性优势（比如快速预配置、标准 OS 、独立于 BIOS 和驱动程序的物理硬件等）。 VMware ESX 是唯一一个可以在 Intel 服务器上实现本地虚拟机的产品。它自身的虚拟机监视器是运行于自身硬件之上的，而其它产品，包括 VMware GSX ，它们的虚拟机监视器都是运行于一个“主”操作系统上的（如 Windows 或 Linux ）。后者的脆弱性在于它需要依靠主操作系统的资源调度能力，而主操作系统有可能产生各种错误。而本地的虚拟机监视器的内核要比 Windows 的内核小巧简单，因此其稳定性和功效都可以得到保证。

通过利用 Intel VMM 抢先占领市场，并与多家 Intel 服务器厂商（ IBM 、 HP 、 Dell 、 Fujitsu Siemens ）建立起 OEM 伙伴关系， Vmware 已经确立了自己作为 Intel 服务器虚拟化市场老大的地位。它在 Windows 虚拟机监视器方面已经进行了两年多的开发，其 ESX 产品可以提供相当高效的资源调度控制（也就是工作负荷管理）。而不论哪种产品，每一个虚拟机都只能利用一个 CPU ，这意味着所能实现的应用也是有限的。这种限制预计在下一个版本发布时就可以被突破。

Connectix 公司以前曾开发过 Intel 仿真器，不过其服务器虚拟机目前还处于测试阶段，并没有提供本地化工具。这和 Vmware 已经推广两年的 GSX 产品类似，并且也仅支持单 CPU 。由于没有获得主要的 Intel 硬件设备商的支持， Connectix 还需要自己努力开拓市场，而且其与 Vmware 遥远的差距也很难缩小。 Swsoft 公司则采用了另一种虚拟化技术，名为“虚拟环境”，它将一个操作系统虚拟化为多个独立的环境，从而实现集合解决方案。

商业影响： Intel 硬件的虚拟化是建立可以快速业务响应的架构的重要一步。

总结：那些成功完成第一步合并工作（主机托管、存储整合以及其它工作负荷整合）的 IT 企业，可以开始着手研究 Intel 虚拟机，以便下一步对小型的、没有达到临界工作负荷的 4 路或 8 路 Intel 服务器进行整合。