虛擬化是一個相對抽象的概念,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,虛擬化是一個針對計算機(jī)資源的抽象概念。簡而言之,虛擬化的基本目的是讓計算機(jī)資源變“虛”,即隱藏或掩蓋其實際物理形態(tài),而以簡化的方式將其呈現(xiàn)在IT環(huán)境中。
鑒于虛擬化帶來的諸多好處,現(xiàn)在幾乎每個CIO都在談?wù)撎摂M化,談?wù)撎摂M化帶來的好處,談?wù)撎摂M環(huán)境的并不盡如人意,談?wù)撟约杭磳㈤_展虛擬化之旅,談?wù)撎摂M化軟件性價比,而往往被忽略的,是服務(wù)器等計算資源是否被充分調(diào)動來滿足虛擬化性能,或者說,物理服務(wù)器在經(jīng)過虛擬層后是否能釋放出原有性能?
由于很多企業(yè)和個人對于自己的虛擬化技術(shù)認(rèn)識不夠,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,在面對無數(shù)的虛擬化解決方案我們卻無從選擇時,更應(yīng)該回到最基礎(chǔ)也是最核心的起點,去關(guān)注CPU能夠為計算資源的虛擬化帶來哪些提升。
幾年前的服務(wù)器僅設(shè)計用于托管單個操作系統(tǒng)。若想借助這些系統(tǒng)成功實現(xiàn)虛擬化,用戶需要采用能夠為每個客戶操作系統(tǒng)模擬完整硬件環(huán)境的軟件。這是一個需要大量性能開銷的計算密集型過程,會減緩應(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)境還會對虛擬化的優(yōu)勢產(chǎn)生影響:隨著新服務(wù)器的添加,如果無法在各代服務(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)來聽取、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)之間的傳輸平臺控制提供了有力的硬件支持,這樣在需要VMM干預(yù)時,將實現(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的一個虛擬副本,該虛擬副本可讀取,在某些情況下,如在無需干預(yù)時,還可由客戶操作系統(tǒng)進(jìn)行更改。
在很多虛擬化白皮書中我們都會看到對于虛擬機(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)實現(xiàn)了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(qiáng)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(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。通過支持每個I/O端口的多條直接通信通道對此進(jìn)行擴(kuò)展。
英特爾虛擬化技術(shù)有效減少了對虛擬化軟件的需求,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)在客戶的實際使用中得到證實。在某電力科學(xué)研究院的虛擬化實測中,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、審計管理服務(wù)器三種應(yīng)用,在3臺客戶端上分別安裝LoadRunner測試工具,模擬大量用戶訪問server端對應(yīng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng),評估被測服務(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臺虛擬機(jī),較之舊平臺的3臺虛擬機(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個審計表格,審計管理系統(tǒng)性能提升2倍,每分鐘可以響應(yīng)29666.93個用戶請求,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。
虛擬化的實施是一個復(fù)雜的過程,幸好的是有芯片級的技術(shù)支持、硬件級以及軟件層面的共同努力將這一過程變得簡單。通過至強(qiáng)5500在虛擬化上的表現(xiàn),也讓我們意識到,對于虛擬化的重視不能流于表面,應(yīng)當(dāng)從底層真正開始。