三大策略解决五大虚拟化推广瓶颈

2009-08-21 09:49:42虚拟化技术虽然可以为用户带来诸多优势，可是虚拟化技术还没有完全普及。为什么会出现虚拟化推广瓶颈呢？虚拟化推广瓶颈到底是什么呢？

虚拟化推广瓶颈总结起来可以归纳成如下五点，我们来看看这五个虚拟化推广瓶颈。

虚拟化推广瓶颈之一：统一的标准和开放协议缺乏

目前国内提供虚拟化解决方案的厂商很多，市场没有统一客观标准，各家厂家对于存储设备的虚拟化基本上处于”自娱自乐、各行其政”的状态，使厂商现在摆在用户面前的解决方案，让用户感到有如盲人摸象，IBM有自家的虚拟化，VMware有自己的虚拟化，微软也有自己的虚拟化方案，其它公司也一样，各说其道各行其是，让用户觉得很混乱。

另外，各厂家的产品很难在同一环境下整合，相互之间不能兼容，难于扩展升级，削弱了系统的灵活性，使用户面临了从”硬件包围”到”虚拟硬件包围”的窘况。而且因为很难和 服务器 进行一体化管理，也增加额外的管理开销。

因此，目前在虚拟化相关产品方面，相关标准还没有最终健全界定是一个重要的制肘因素。

虚拟化推广瓶颈之二：虚拟化运作也存在相当风险

众所周知，虚拟化缺点就是不能在一个硬件节点上混合使用不同的操作系统，一旦系统内核出现了问题，整个服务器也就产生了”株连性”故障，但要是该服务器在运行多台虚拟服务器时，面临的问题、风险就多了。

对于国内用户来说，买一台服务器回来划分成若干个不同分区来跑不同的操作系统、不同的数据库、不同应用，心里就有隐忧–如果这台服务器出问题了，所有的系统都可能为此宕机崩溃了，如此风险非同小可。

再者，虚拟化也可能会带来一些物理环境下没有的安全隐患，系统级的虚拟化技术有可能让用户在完全不知情的情况下被黑客入侵，虚拟化为权限管理和认证等环节增加了新的挑战。另外，即使物理服务器的管理工作减少了，但还是有那么多台虚拟服务器需要监控和管理，也增加了风险。

虚拟化推广瓶颈之三：高成本阻碍技术推广应用

价格、成本是用户单位建设应用时必须考虑的重要因素。

目前一个架构虚拟化环境的初期投入成本在百万元左右，甚者更多，只有大型高端用户才能消受得起，非一般中小企业能”玩”的。因此即使厂商向企业用户灌输虚拟化有多好，企业也必须谨慎考虑这项技术的费用。成本问题是非常重要的，要考虑当前成本，还要考虑长期成本，包括软件升级、维护和将来不断硬件的购入等不菲的费用。

虚拟化推广瓶颈之四：移植和管理工具尚不够成熟

许多采用虚拟化技术的用户单位已逐渐认识到要改用虚拟数据中心，最大的困难在于迁移。因为把数据、资料从物理环境迁移到虚拟环境已不再是象以前把数据库从物理服务器迁移到另一个物理服务器上那么简单，困难程度大为增加，有可能出现”异性相斥”，而且还可能是个费时费钱的过程，面临问题不少。

其实虚拟化并不是一个百分之百兼容的解决方案，它并不能和所有的应用程序或者所有硬件协调工作，大多数虚拟机都是模拟一个基本的PC环境，而不是让应用程序直接访问主机的硬件资源，也使移植和管理的困难不少。

虚拟化推广瓶颈之五：虚拟化并未减轻很多工作量

目前虚拟化技术只能做到硬件虚拟化，尚无法做到应用程序的虚拟化，导致系统效能延迟。据专家分析，假设某家公司一年以前拥有10台物理设备，它可通过虚拟技术改革将该数目减少到7台。但是，该公司随后可能需要在这7台物理设备上运行24台虚拟设备。该公司需要管理的物理服务器的数量虽然减少了30%，但是它需要管理的操作系统的数量却可能增加了150%左右。

虚拟化是一个很有前途的技术方向，但并不是包打天下的灵丹，也不是万金油，什么都适用。国内虚拟化厂商必须”求真务实”，一方面应积极吸取国外的先进技术和理念，做到洋为中用中西合璧，另一方面也要立足原有的技术积淀并和虚拟化技术的发展创造性进行结合，并在如何贴近国内客户的需求上做文章，充分发挥本土特色、优势。我们认为，有三大策略可以解决上面提到的五大虚拟化推广瓶颈。

虚拟化推广瓶颈解决策略之：从建立”体验中心”与加大宣传入手

虚拟化的确是个”很虚”的概念，因此要让用户单位了解应用，必须着手建立虚拟化解决方案和应用体验中心，让用户”先体验，后购买”，确实感受虚拟化的好处好用；同时针对国内用户，加大宣传各种虚拟化的成功应用案例，尤其是国内用户的案例，树立行业样板工程，使用户单位明白虚拟化应用方案的意义、作用、应用成本和可能存在的问题以及今后解决之道，营造一个放心诚信的应用环境。

其实虚拟化并不是所有的用户都需要，因此让用户明白到底什么样的单位才需要虚拟化，虚拟化适用于什么样的应用环境，用户何时采用虚拟化方案，从而营造”双赢共荣”。

虚拟化推广瓶颈解决策略之：积极推进虚拟化技术与应用标准的建立工作

通过成立科学权威的存储技术性能评估委员会，制定统一的虚拟化标准平台，打破存储设备间的壁垒，实现更好的连通性。

值得一提的是，如今不少厂商都把”自动化、标准化”看作是虚拟化的最高境界或者提升阶段。如果期望虚拟化真正发挥作用，就必须追求自动化、标准化，推动虚拟化朝着标准化的方向发展，而不是各行其政各行其是，不能接入兼容，从而影响虚拟化技术的普及发展。而实现自动化、标准化，各厂商的相关产品才能实现顺畅的互通，这样才不会产生效能减缓、宕机等问题。

虚拟化推广瓶颈解决策略之：满足虚拟化市场的大量需求和快速普及

即通过提供大量的可定制元素来满足各类用户核心的虚拟化市场需求，也就是说赋予了虚拟产品很强的通用性，并基于此来满足用户的个性化需求，从千变万化的需求中找到共性，从混沌中找出共有规律，将虚拟技术”通用化、商品化”，从而突破虚拟化技术普及的瓶颈，达到以低成本、高成功率建设虚拟化技术的目的。

【编辑推荐】

如何突破虚拟化三大瓶颈？

如果你希望在应用虚拟化技术的过程中不出现任何问题的话，那么显然这是不切合实际的期望。 虚拟化技术能给你的数据中心带来诸多好处，但是为了可以利用虚拟化的优势，你需要了解可能会面对哪些问题。 即使虚拟化技术已经被应用到了许多企业中，包括数据中心，但它还是一项新兴技术，仍然有很多需要克服的技术难题。 找出性能削弱的原因并非易事，而且这可能在生产环境中引发很多问题。 服务虚拟化和存储虚拟化都可能存在问题，但是他们的本质是不同的。 如果你知道如何应用的话，其实一些问题是很容易解决的，这样你在虚拟化数据中心的时候就不会碰到那么多挑战。 虚拟化往往取决于你正在运行的应用类型。 所幸的是，有很多例如VMware AppSpeed的软件程序，旨在虚拟应用的响应时间内发现是否有性能水平的降低，提供处理解决这个问题的方案或者VKernel Capacity Bottleneck Analyzer Virtual Appliance等工具。 甚至有专门针对某个操作系统的计划——VMWare的Virtual Data Center Operating System——旨在解决虚拟化的瓶颈以及其他性能/管理问题，不过这种操作系统是否能像期望的那样运行现在还无法得知。 解决虚拟化瓶颈的方法有很多。 最常见的瓶颈是哪些与CPU或者RAM瓶颈、I/O瓶颈和存储瓶颈。 虽然如何解决这些瓶颈没有统一的看法，但是可以遵循一些基本的原则。 CPU/RAM瓶颈CPU/RAM瓶颈是这三个瓶颈中最容易找到并且解决的。 正如你所知，虚拟化需要功能更完善的设备——因为虚拟要在一个物理服务器上运行多个逻辑设备，你不能期望一个1GHz的CPU或者一个512MB的RAM完成5台计算机的工作，对吗？这就是为什么你需要增加更多的RAM或者升级CPU。 升级RAM或者CPU一般就可以解决CPU/RAM瓶颈，所以这个问题往往很容易解决。 然而，你可能会面临一些限制——例如，你不能增加超过主板所能支持的更多RAM或者处理速度更快的CPU。 解决CPU/RAM瓶颈的另一个方法就是配置更少的虚拟服务器。 这将减少设备上的工作负载和降低性能。 虚拟化技术的理念就是利用未被充分利用的计算能力，同时不会过度应用导致设备崩溃，所以如果你发现主机设备无法处理的话，只要终止其中一些处理负载并且其转移到其他主机上就行了。 当没有足够的RAM空间的时候，系统就将启动向磁盘的交换，这将降低设备运转速度，导致更严重的I/O瓶颈。 这甚至消耗了更多有限的CPU资源和I/O能力。 在虚拟化环境中I/O瓶颈是本身存在的，那么为什么还要让情况更糟？

虚拟化软件将来的趋势是什么呢？

?槟饣?霸萍扑愕母拍钤嚼丛饺龋?槟饣?砑?谐〈蠓??隆同时也带动了一批国内的虚拟化软件企业迅速的发展起来，比如提供全面的、自主知识产权虚拟化解决方案的北京方物软件公司等。 从整体的虚拟化技术应用及发展来看，以下几点可能会成为未来的发展趋势：1 平台开放化作为基础平台，封闭架构带来不兼容性，无法支持异构虚拟机系统，也难以支撑开放合作的产业链需求。 随着云计算时代的来临，虚拟化管理平台 逐步走向开放平台架构，多种厂家的虚拟机可以在开放的平台架构下共存，不同的应用厂商可以基于开放平台架构不断的丰富云应用。 2 连接协议 标准化桌面虚拟化连接协议目前有VMware的PCoIP，Citrix的ICA，微软的RDP等，特别值得一提的是国内虚拟化软件公司方物软件 的FAP。 多种连接协议在公有桌面云情况下，将带来终端兼容性的复杂化，终端将需要支持多种虚拟化客户端软件，对于嵌入式的云终端来说，限制了客户采购的 选择性和替代性。 未来桌面连接协议标准化之后，将解决终端和云平台之间的广泛兼容性，形成良性的产业链结构。 3 虚拟化客户端硬件化当 前的桌面虚拟化和应用虚拟化技术对于富媒体的客户体验和传统的PC终端相比还是有一定的差距的，主要原因是对于2D/3D/视频/Flash等富媒体缺少 硬件辅助虚拟化支持。 随着虚拟化技术越来越成熟及广泛应用，终端芯片将可能逐步加强对于虚拟化的支持，从而通过硬件辅助处理来提升富媒体的用户体验。 特别是对于PAD、智能手机等移动终端设备，如果对虚拟化指令有较好的硬件辅助支持，将大大虚拟化技术在移动终端的落地。 4 公有云私有化在公有云场景(如产业园区)，政府/企业整体IT架构构建在公有云上，对于数据的安全性有非常高的要求，可以说，如果不能解决公有云的安全性，就难以推进企业IT架构向公有云模式的转变。

区别于OSI的协议体系

1 OSI参考模型与TCP/IP协议 使网络中的两台计算机系统通信需要一致的协议，同时不通主机、不同厂商的网络互联需要统一的标准。 国际标准化组织（ISO）早在20多年前就提出了开放系统互联（OSI）参考模型。 OSI模型提出后的20多年来,有关网络协议设计的思想已经有了很大发展，许多现代的网络协议（例如本文将要介绍的TCP/IP协议）也不完全符合OSI模型，但是OSI的概念与思想仍然被保留了下来。 1．OSI参考模型 OSI/RM只给出了计算机网络的一些原则性说明，并不是一个具体的网络。 它将整个网络的功能划分成七个层次（如图1所示）。 层与层之间的联系是通过各层之间的接口来进行的，上层通过接口向下层提出服务请求，而下层通过接口向上层提供服务。 两个用户计算机通过网络进行通信时，除物理层之外，其余各对等层之间均不存在直接的通信关系，而是通过各对等层之间的通信协议来进行通信（用虚线连接），只有两物理层之间通过传输介质进行真正的数据通信。 图1 OSI参考模型OSI参考模型中各层的主要作用为：u物理层 为数据链路层提供物理连接，在其上串行传送比特流，即所传送数据的单位是比特。 此外，该层中还具有确定连接设备的电气特性和物理特性等功能。 u数据链路层 负责在网络节点间的线路上通过检测、流量控制和重发等手段，无差错地传送以帧为单位的数据。 为做到这一点，在每一帧中必须同时带有同步、地址、差错控制及流量控制等控制信息。 u网络层 为了将数据分组从源（源端系统）送到目的地（目标端系统），网络层的任务就是选择合适的路由和交换节点，使源的传输层传下来的分组信息能够正确无误地按照地址找到目的地，并交付给相应的传输层，即完成网络的寻址功能。 u传输层 传输层是高低层之间衔接的接口层。 数据传输的单位是报文，当报文较长时将它分割成若干分组,然后交给网络层进行传输。 传输层是计算机网络协议分层中的最关键一层，该层以上各层将不再管理信息传输问题。 u会话层 该层对传输的报文提供同步管理服务。 在两个不同系统的互相通信的应用进程之间建立、组织和协调交互。 例如，确定是双工还是半双工工作。 u表示层 该层的主要任务是把所传送的数据的抽象语法变换为传送语法，即把不同计算机内部的不同表示形式转换成网络通信中的标准表示形式。 此外，对传送的数据加密（或解密）、正文压缩（或还原）也是表示层的任务。 u应用层 该层直接面向用户，是OSI中的最高层。 它的主要任务是为用户提供应用的接口，即提供不同计算机间的文件传送、访问与管理，电子邮件的内容处理，不同计算机通过网络交互访问的虚拟终端功能等。 1.2. Internet协议-TCP/IP TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol（传输控制协议／互联网协议）的缩写。 美国国防部高级研究计划局DARPA为了实现异种网络之间的互连与互通, 大力资助互联网技术的开发，于1977年到1979年间推出目前形式的TCP/IP体系结构和协议。 1980年左右，ARPA开始将ARPANET上的所有机器转向TCP/IP协议，并以ARPANET为主干建立Internet。 为推广TCP/IP协议，ARPA以低价出售TCP/IP的使用权，还资助一些机构来开发用于UNIX操作系统中的TCP/IP协议。 TCP/IP协议使用范围极广，是目前异种网络通信使用的唯一协议体系，适用于连接多种机型，既可用于局域网，又可用于广域网，许多厂商的计算机操作系统和网络操作系统产品都采用或含有TCP/IP协议。 TCP/IP协议已成为目前事实上的国际标准和工业标准。 TCP/IP也是一个分层的网络协议，不过它与OSI模型所分的层次有所不同。 TCP/IP从底至顶分为网络接口层、网际层、传输层、应用层等4个层次。 TCP/IP的分层情况如图2所示。 应用层传输层网际网层网络接口层 图2 TCP/IP协议分层TCP/IP协议各层功能如下：u网络接口层 这是TCP/IP协议的最低一层，包括有多种逻辑链路控制和媒体访问协议。 网络接口层的功能是接收IP数据报并通过特定的网络进行传输，或从网络上接收物理帧，抽取出IP数据报并转交给网际层。 u网际网层（IP层）该层包括以下协议：IP（网际协议）、ICMP（Internet Control Message Protocol,因特网控制报文协议）、ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）、RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）。 该层负责相同或不同网络中计算机之间的通信,主要处理数据报和路由。 在IP层中，ARP协议用于将IP地址转换成物理地址,RARP协议用于将物理地址转换成IP地址，ICMP协议用于报告差错和传送控制信息。 IP协议在TCP/IP协议组中处于核心地位。 u传输层该层提供TCP（传输控制协议）和UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）两个协议，它们都建立在IP协议的基础上，其中TCP提供可靠的面向连接服务，UDP提供简单的无连接服务。 传输层提供端到端，即应用程序之间的通信，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。 u应用层TCP/IP协议的应用层相当于OSI模型的会话层、表示层和应用层，它向用户提供一组常用的应用层协议,其中包括：Telnet、SMTP、DNS等。 此外，在应用层中还包含有用户应用程序，它们均是建立在TCP/IP协议组之上的专用程序。 2 OSI参考模型与TCP/IP协议的比较 OSI参考模型与TCP/IP协议作为两个为了完成相同任务的协议体系结构，因此二者有比较紧密的关系，下面我们从以下几个方面逐一比较它们之间的联系与区别。 2.1 分层结构 OSI参考模型与TCP/IP协议都采用了分层结构，都是基于独立的协议栈的概念。 OSI参考模型有7层，而TCP/IP协议只有4层，即TCP/IP协议没有了表示层和会话层，并且把数据链路层和物理层合并为网络接口层。 不过，二者的分层之间有一定的对应关系，如图3所示。 图3 TCP/IP协议分层与OSI模型对比及传递的对象2.2 标准的特色 OSI参考模型的标准最早是由ISO和CCITT（ITU的前身）制定的，有浓厚的通信背景，因此也打上了深厚的通信系统的特色，比如对服务质量（QoS）、差错率的保证，只考虑了面向连接的服务。 并且是先定义一套功能完整的构架，再根据该构架来发展相应的协议与系统。 TCP/IP协议产生于对Internet网络的研究与实践中，是应实际需求而产生的，再由IAB、IETF等组织标准化，而并不是之前定义一个严谨的框架。 而且TCP/IP最早是在UNIX系统中实现的，考虑了计算机网络的特点，比较适合计算机实现和使用。 2.3 连接服务 OSI的网络层基本与TCP/IP的网际层对应，二者的功能基本相似，但是寻址方式有较大的区别。 OSI的地址空间为不固定的可变长，由选定的地址命名方式决定，最长可达160byte，可以容纳非常大的网络，因而具有较大的成长空间。 根据OSI的规定，网络上每个系统至多可以有256个通信地址。 TCP/IP网络的地址空间为固定的4byte（在目前常用的IPV4中是这样，在IPv6中将扩展到16byte）。 网络上的每一个系统至少有一个唯一的地址与之对应。 2.4 传输服务 OSI与TCP/IP的传输层都对不同的业务采取不同的传输策略。 OSI定义了五个不同层次的服务：TP1，TP2，TP3，TP4，TP5。 TCP/IP定义了TCP和UPD两种协议，分别具有面向连接和面向无连接的性质。 其中TCP与OSI中的TP4，UDP与OSI中的TP0在构架和功能上大体相同，只是内部细节有一些差异。 2.5 应用范围 OSI由于体系比较复杂，而且设计先于实现，有许多设计过于理想，不太方便计算机软件实现，因而完全实现OSI参考模型的系统并不多，应用的范围有限。 而TCP/IP协议最早在计算机系统中实现，在UNIX、Windows平台中都有稳定的实现，并且提供了简单方便的编程接口（API），可以在其上开发出丰富的应用程序，因此得到了广泛的应用。 TCP/IP协议已成为目前网际互联事实上的国际标准和工业标准。 3 OSI参考模型与TCP/IP协议的发展趋势 从以上的比较可以看出，OSI参考模型和TCP/IP协议大致相似，也各具特色。 虽然TCP/IP在目前的应用中占了统治地位，在下一代网络（NGN）中也有强大的发展潜力，甚至有人提出了“Everything is IP”的预言。 但是OSI作为一个完整、严谨的体系结构，也有它的生存空间，它的设计思想在许多系统中得以借鉴，同时随着它的逐步改进，必将得到更广泛的应用。 TCP/IP目前面临的主要问题有地址空间问题、QoS问题、安全问题等。 地址问题有望随着IPV6的引入而得到解决，QoS、安全保证也正在研究，并取得了不少的成果。 因此，TCP/IP在一段时期内还将保持它强大的生命力。 OSI的确定在于太理想化，不易适应变化与实现。 因此，它在这些方面做出适当的调整，也将会迎来自己的发展机会。