IT部门为什么应该考虑虚拟化？

　　近几年，虚拟化成为一个非常热门的话题。90年代末，许多公司成长非常快，因此IT部门为每一项业务应用都部署了一台单独的服务器，这是很常见的现象。由此导致多数公司的数据中心都是一片服务器的海洋，多数都没有得到充分利用。下面我们来讨论一下这种过度提供是如何发生的，虚拟化又如何能够避免这种现象。

　　1.1过度提供

　　服务器过度提供有几种原因。其中包括：不同时间，应用程序负载不同；容量规划很困难；供应不足而产生的惩罚很严重。

　　1.1.1应用程序负载

　　在多数数据中心里有两种负载。第一种是用户每天都要接触到的应用程序。另一种是从大量数据中提取信息的批处理。

　　用户日常接触的应用程序负载通常有高峰期。如下图所示。

　　这幅图是惠普的IT基础设施的真实负载。它是产生营业额的hp.com门户网站的负载图。由于它产生营业额，即使在非常重负载的情况下也不容许有性能问题。因此，这样负载所运行的平台需要能够处理峰值负载。如果这一负载使用固定规模的服务器或者分区，就需要至少6颗CPU。然而这一负载的平均负载仅需要1.5颗CPU。因此利用率仅为25%。

　　批处理工作负载的资源配比则大不相同。在运行阶段，批处理需要消耗几乎所有可用的资源，然后就降为零。这样也会导致大量资源闲置，因为这些应用仅在高峰时间才需要资源，而在批处理任务没有运行的时候根本没有利用。所以批处理的高峰较宽，但峰值负载和最小负载之间相差巨大。

　　由于服务器的规模通常是针对峰值配置，平均负载与服务器规模（处理能力）相关性较小。

　　1.1.2容量规划

　　另一个引起过度供应的原因在于容量规划是一门模糊学科。客户试着去预测未来的用量，在很多情况下，没有关于负载需求的真实信息。即使在有真实数据的情况下，新服务器需要多少资源也只能靠猜测，猜测系统生命周期中工作负载的增长。结果就是业务部门通常过高估计需求，以求安全。

　　1.1.3供应不足的惩罚

　　另一个过高估计资源需求的原因在于估计不足产生的影响非常严重。如果购买一套不能提供足够满足负载所需求资源的新系统，则会：

　　另外购买一套更大的服务器－大幅提升项目成本
　　等候新服务器到达
　　开始全新的安装、测试和移植计划，把负载转移到新服务器上

　　更明显的影响在于设计原来解决方案的部门会失去信用，这意味着以后任何建议都会被怀疑。于是这个部门需要在未来每一个项目上都做更多工作以评估自己的建议。

　　1.2虚拟化帮助避免过量供应

　　虚拟化提供的关键功能就是环境的灵活性。这个功能配合上工作负载的彼此隔离功能，就可以实现把多个工作负载整合到较少服务器上的目标。

　　1.2.1工作负载可以共享资源

　　虚拟化环境的灵活性意味着，一个工作负载不需要的资源可以由另一个工作负载利用。回过头再参考一下前面章节的那张图，可以看出工作负载需要6颗CPU的时间很短，多数时候3颗CPU就能够处理持续的峰值负载。另外3颗CPU可以放入一个共享池，供其它正好是峰值的工作负载使用。

　　使用这种模式，仍然有极限容量的问题。然而这里的极限容量就小多了，因为空闲的容量可以被多个工作负载共享。惠普实验室的工程师对1300台服务器上的工作负载做了分析，发现在整合环境中，满足所有工作负载的峰值负载仅需原来的60% CPU量。例如，把前面那张图中所示的10个工作负载整合起来，原来需要60个CPU的工作，现在只需要36个CPU就可以完成。

　　1.2.2公用资源可以放到线上解决峰值需求

　　许多客户对于没有足够空闲资源运行他们的环境而感到不满。针对这种情况，惠普提出了公用定价解决方案，提供空闲容量。这样，在极端情况下多个工作负载同时忙的时候，如果系统中没有足够的空闲容量，惠普可以激活附加的容量。

　　我们会在稍后讨论专门的HP技术，这里是一个简要的概述。惠普有一种解决方案称为即时容量（Instant Capacity），客户可以购买一台服务器，CPU超出所需要的量。即时容量CPU物理上已经安装在机箱里，但并未激活，也未被系统中的操作系统所使用。过一段时间之后，它们可以激活，购买这部分CPU的价值在激活的时候才体现出来，而不是在购买的时候。另一个解决方案是临时容量，可以短时间打开iCAP CPU以处理峰值负载。

　　还从前面那个例子讲起。我们可以购买一台64颗CPU的服务器整合10个工作负载，但有36颗是固定容量，另外28颗是即时容量。这样的配置比全部64颗都按固定容量方式购买要便宜得多。加上一些临时容量的许可证后，用户就可以在所有工作负载都繁忙的时候激活最多64颗CPU。尽管这种情况极不可能发生，但它提供了一种衡量的方式，确保服务器能够处理任何峰值组合，同时因为客户只为实际打开的CPU付费，降低了成本。

　　1.2.3灵活性令容量规划简化许多

　　前述的灵活性意味着供应不足发生的风险大幅降低。如果某一个工作负载异常增加或者增长速度超出预期，系统中有许多空闲资源可以几乎实时取出，以满足应用程序需要。用户无需购买一台更大的服务器并移植工作负载，只需要激活附加的资源并将其安排给工作负载即可。

　　1.3虚拟化还可以缩短部署新服务的时间

　　虚拟化的另一项优势在于，新的工作负载可以快速部署在现有的空闲容量上。当前购买一台新服务器的流程大约是：

　　1. 容量规划，决定服务器规模；
　　2. 获得新服务器购买资金；
　　3. 订购服务器；
　　4. 等候服务器发货；
　　5. 安装服务器、操作系统、支持软件及应用程序运行；
　　6. 测试新服务器/软件，确保可以在生产环境中正常发挥作用；
　　7. 将服务器加入生产环境中。

　　这些步骤中的大多数在虚拟环境中也需要，而且最费时间的步骤都可以缩短或者完全不需要。

　　1. 还需要做容量规划，但不需要非常精确，因此这一过程可以缩短；
　　2. 资金批准可以快得多，因为资源已经可以使用，因此只需要一部分或完全不需要追加资金给新的工作负载；
　　3. 因为使用的是现有的服务器，所以无需订购新的服务器。这一步骤被创建新的虚拟环境运行应用程序所取代。通常只需要几分钟时间就可以完成；
　　4. 无需等候服务器到货。这是流程中最显著的节约时间的一步；
　　5. 还需要安装操作系统，支持软件及虚拟环境中运行的应用程序，但无需给新服务器在数据中心找地方并安装上线。另外，如果新的应用程序可以在现有的服务器上运行，或者分区上已经安装了该软件，这一步可以非常短；
　　6. 新的服务器/软件组合还需要测试，以确保在生产环境中功能正常；
　　7. 还需要把新的服务推出到生产环境中。

　　目前已经看到客户最多可以把新服务推出上线时间缩短至原来的1/10。

　　由于新的虚拟服务器可以快速部署，可以用于短期项目，完成后消除，他们在开发或者测试环境也会非常有用。这些短期项目中使用的资源可以释放并在后续的项目中使用。测试同一资源的不同操作系统、应用程序、补丁版本也很方便。