怎么理解服务器虚拟化？

理解：

服务器虚拟化：又称网络虚拟架构，是指将一台物理的计算机软件环境分割为多个独立分区，每个分区均可以按照需求模拟出一台完整计算机的技术。

服务器虚拟化是使用虚拟化软件在一个硬件服务器上虚拟化多个虚拟服务器。每个虚拟机服务器都有自己的操作系统，提供自己的服务，这些服务彼此直接相关，互不影响。它就像一个单独的服务器在使用。

扩展资料：

服务器虚拟化的特点：

1、分区：

将物理服务器进行虚拟化后。使得在一个物理服务器上同时运行多操作系统，每个操作系统单独运行在一台虚拟机，通过在多个虚机之间划分系统资源以满足使用需求，显然，这将提高服务器的利用效率。

2、隔离：

由于在硬件层实现了虚拟机之间的故障和安全隔离，因而因操作系统或应用软件带来的安全问题能够更好地进行隔离，更好地保证安全性。而且通过高级资源调控还能动态地保证不同虚机的性能。

3、封装：

运行的每个虚机都被封装为文件，这样在移动和复制虚机时就如同移动和复制文件一样简单，提高管理和部署的便利。

4、硬件独立性：

虚拟机可以在异构硬件安装和移动，基于虚拟化技术，可以在AMD或Intel架构的服务器上进行不同操作系统的安装和移动，可以更好地整合现有的异构硬件资源来提高使用效率和节约投资。

-服务器虚拟化

主机级别的方案中通常只是虚拟化直连主机的存储，当然也有一些可以部署在一个SAN环境中的多台存储子系统上。

　　早先的存储虚拟化产品常用于简化内部磁盘驱动器和服务器外部直连存储的空间分配，以及支持应用集群。Veritas Volume Manager和Foundation Suite就是首批这类解决方案，这类方案使得存储扩展，以及为应用程序和文件服务器提供空间更为简单快速。

　　随着存储需求的增长远远超过直连存储所能提供的范围，存储虚拟化逐渐成为存储阵列中的一种容量提供方式。而容量持续增长以及诸如iSCSI等小型IT组织负担得起的共享存储技术的出现又使得存储虚拟化技术也融合进基于网络的设备和运行在通用硬件的软件里。

　　不过现今的服务器和桌面虚拟化技术兴起给存储虚拟化技术带来了新的生机，而基于主机的存储虚拟化技术正在逐渐回归。服务器虚拟化平台必需要基于共享存储体系架构来实现一些关键特性，比如VMware的vMotion和Distributed Resource Schedule (DRS)。通过传统的SAN架构自然可以实现这种共享存储体系架构，不过越来越多的IT组织开始寻求更简单的方式来实现共享存储。基于主机的虚拟化技术就是方式之一。

　　诸如VMware之类的服务器虚拟化供应商认为存储是妨碍虚拟化技术大规模普及的瓶颈之一。这些Hypervisor供应商已经实现了处理器和内存资源的抽象，实现更好的控制并提高资源利用率，他们自然而然也会希望这样控制存储。不过将存储控制功能整合到主机服务器端，称之为“存储Hypervisor”时会带来一些潜在的问题。处理一些在虚拟服务器和虚拟桌面环境中至关重要的存储服务，诸如快照、克隆和自动精简配置时，会严重影响主机服务器的性能。

　　Virsto的解决方案

　　Virsto开发出了一款软件解决方案，安装在每台主机服务器上(无论是一台虚拟机或Hypervisor上的过滤驱动器)并在主存储上创建一个虚拟化层，称为Virsto存储池。其同时创建一个高性能磁盘或者固态存储区域，成为“vLog”。读操作会直接指向主存储，不过写操作会通过vLog进行，这会给请求的虚拟机或应用程序发回一个确认。然后vLog将这些写操作异步地分布写入主存储，从而减少对写性能的影响。该存储池可以容纳多至4层的存储方式，包括固态存储和各类型的磁盘驱动器。

　　和缓存的工作方式类似，vLog通过在存储前端降低耦合度改善了存储性能，降低了后端存储的延迟。其同时将前端主机的随机写操作变为顺序方式，实现后端存储的最佳性能。基于Virsto主机的存储虚拟化软件实现了以上这些功能。

　　虚拟存储设备

　　基于主机的存储虚拟化的另一项应用实例是虚拟存储设备(VSA)

　　VSA是运行在虚拟机上的存储控制器，其虚拟化统一集群中的主机所直接连接的存储。VSA提供一个主机使用的简易的存储共享体系架构，并支持高可用性、虚拟机迁移，并改善存储提供方式。对于很多企业，这种方式可以替代原本需要建立并管理传统SAN或NAS来支持虚拟服务器和桌面的体系架构。

　　vSphere Storage Appliance。VMware的vSphere Storage Appliance以一个虚拟机的方式运行，从在2个或3个节点集群中，每个ESX/ESXi主机所直连的DAS存储中，创建一个共享存储池。VMware VSA提供每个节点的RAID保护，并在同一集群的各个节点之间提供镜像保护。虽然从技术角度上看，VMware VSA是一个基于文件的体系架构，不过其亦为集群中每台主机提供数据块级别的存储虚拟化，并用户可以从这种部署方式中获取和基于数据块的共享存储一样的收益。

　　HP的LeftHand Virtual SAN Appliance。虽然和VMware VSA的功能类似，P4000 VSA软件可以支持每台主机直连DAS以外的方式。其还允许使用iSCSI或FC SAN等外部存储来创建共享存储池。这就意味着可以将如何可用的存储，本地存储或用于容灾的异地存储，转变为LeftHand存储节点。P4000t提供快照和自动精简配置，并且支持Hyper-V和VMware。

　　DataCore的SANsymphony-V。DataCore的解决方案是通过在一个虚拟机中部署其SANsymphony软件来整合其它各个VMware，Hyper-V或XEN主机的直连存储，形成共享存储池。SANsymphony-V可以和HP的解决方案那样虚拟化外部的网络存储，并且该软件可以在迁移到传统的共享存储体系架构时部署在外部服务器上。SANsymphony-V同时提供各类存储服务，譬如快照、自动精简配置、自动化分层和远程复制。

　　FalconStor的NSS Virtual Appliance。FalconStor的Network Storage Server Virtual Appliance(NSSVA)是该公司NASS硬件产品中唯一支持的VMware版本，用网络上其它主机的直连存储创建一个虚拟存储池。和DataCore和LeftHand的解决方案类似，该存储池可以扩展到网络上任何可用的iSCSI存储上。该NSS Virtual Appliance包括快照、自动精简配置、读/写缓存、远程复制和卷分层等存储功能。

　　基于主机的存储虚拟化解决方案是目前大多使用在虚拟化服务器和虚拟化桌面环境中，用以实现环境的高可用性特性，以及改善存储性能、利用率和管理效率。

在云计算发展初期，虚拟桌面是典型的云计算应用，它能够在“云”中为用户提供远程的计算机桌面服务。服务提供者在数据中心服务器上运行用户所需的操作系统和应用软件，然后用桌面显示协议将操作系统桌面视图以图像的方式传送到用户端设备上。同时，服务器对用户端的输入进行处理，并随时更新桌面视图的内容。

虚拟桌面的应用具有很多优势。例如它能够提供随时随地访问的能力，支持多样化的接入设备选择，降低软硬件的管理和维护成本，强化用户的数据安全等，这使得虚拟桌面具有广阔的应用前景。

方法/步骤

主流桌面虚拟化技术方案：

用户对于类似虚拟桌面的体验并不陌生，其前身可以追溯到Microsoft在其操作系统产品中提供的终端服务和远程桌面,但是它们在实际应用中存在着不足。例如之前的终端服务只能够对应用进行操作，而远程桌面则不支持桌面的共享。虚拟化技术的发展使虚拟桌面获得了长足的发展，当前虚拟桌面解决方案主要分为VDI（Virtual Desktop Infrastructure）和SV（Session Virtualization）两大类。

基于VDI的虚拟桌面解决方案的原理是在服务器侧为每个用户准备其专用的虚拟机并在其中部署用户所需的操作系统和各种应用，然后通过桌面显示协议将完整的虚拟机桌面交付给远程的用户，因此，这类解决方案的基础是服务器虚拟化。 服务器虚拟化主要有完全虚拟化和部分虚拟化两种方法：完全虚拟化能够为虚拟机中的操作系统提供一个与物理硬件完全相同的虚拟硬件环境；部分虚拟化则需要在修改操作系统后再将其部署进虚拟机中。 两种方法相比，部分虚拟化通常具有更好的性能，但是它对虚拟机中操作系统的修改增加了开发难度并影响操作系统兼容性，特别是Windows系列操作系统是当前用户使用最为普遍的桌面操作系统，而其闭源特性导致它很难部署在基于部分虚拟化技术的虚拟机中。 因此，基于VDI的虚拟桌面解决方案通常采用完全虚拟化技术构建用户专属的虚拟机，并在其上部署桌面版Windows用于提供服务，但也有部分方案对Linux桌面提供支持。

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基于SV的虚拟桌面解决方案原理是将应用软件统一安装在远程服务器上，用户通过和服务器建立的会话对服务器桌面及相关应用进行访问和操作，而不同用户之间的会话是彼此隔离的。 这类解决方案是在操作系统事件（例如键盘敲击、鼠标点击、视频显示更新等）层和应用软件层之间插入虚拟化层，从而削弱两个层次之间的紧耦合关系，使得应用的运行不再局限于本地操作系统事件的驱使。其实，这种方式在早先的服务器版Windows中已有支持，但是在之前的应用中，用户环境被固定在特定服务器上，导致服务器不能够根据负载情况调整资源配给。另外，之前的应用场景主要是会话型业务，具有局限性，例如不支持双向语音、对视频传输支持较差等，而且服务器和用户端之间的通信具有不安全性。 因此，新型的基于SV的虚拟桌面解决方案主要是在Windows提供的终端服务能力的基础上对虚拟桌面的功能、性能、用户体验等方面进行改进。

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在用户体验、服务器性能要求、硬件资源占用、用户支持扩展性、方案实施复杂度、管理难度、桌面交付兼容性等方面的对比，SV比VDI的解决方案对比都是占优的。 采用基于VDI的解决方案，用户能够获得一个完整的桌面操作系统环境，与传统的本地计算机的使用体验十分接近。在这类解决方案中，用户虚拟桌面能够实现性能和安全的隔离，并拥有服务器虚拟化技术带来的其他优势，但是这类解决方案需要在服务器侧部署服务器虚拟化及其管理软件，对计算和存储资源要求很高，成本高昂，部署和管理较为复杂，因此，基于VDI的虚拟桌面比较适用于对桌面功能需求完善及个性化要求很高的用户。 采用基于SV的解决方案，应用软件可以像传统方式一样安装和部署到服务器上，然后同时提供给多个用户使用，具有较低的资源需求，部署和管理非常简单，也可以和服务器虚拟化技术相结合，架构灵活，对计算和存储资源的要求很低，显著降低成本。但在系统个性化上较弱，依赖于管理员定制的应用程序。

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成本和复杂性对比：VDI与SV

基于VDI的虚拟桌面解决方案需要为用户提供专属的虚拟机，并主要提供闭源Windows操作系统的桌面。因此，当前支撑VDI虚拟桌面的虚拟机普遍基于完全虚拟化技术，例如VMware的ESX虚拟机、Microsoft的Hyper-V虚拟机、RedHat集成在Linux内核之中的KVM虚拟机以及Citrix采用完全虚拟化的Xen虚拟机等。

基于SV的虚拟桌面解决方案直接利用Windows的多用户环境，使各用户能够同时在同一服务器上获得属于自己的应用。犹豫Windows本身属于闭源的操作系统，在闭源的操作系统之上将操作系统虚拟化成多个相互隔离的操作空间，技术难度较大，门槛很高，当前只有主流的Citrix、NComputing和Microsoft发布的产品可以在SV技术上获得较好的用户体验，其核心是对用于传输视图内容的桌面显示协议进行优化，降低资源消耗。

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桌面显示协议：

桌面显示协议是影响虚拟桌面用户体验的关键，当前主流的显示协议包括HDX（Citrix）、PCoIP（Vmware）、UXP（NComputing）、RDP（Microsoft）、SPICE（Redhat）等，并被不同的厂商所支持。

传输带宽要求的高低直接影响了远程服务访问的流畅性。HDX采用具有极高处理性能和数据压缩比的压缩算法，极大地降低了对网络带宽的需求。图像展示体验反映了虚拟桌面视图的图像数据的组织形式和传输顺序。UXP采用了与HDX相同的数据压缩技术，但在算法上次于HDX，虽然压缩比没有HDX高，但其视觉体验上已经非常精细。PCoIP采用分层渐进的方式在用户侧显示桌面图像，即首先传送给用户一个完整但是比较模糊的图像，在此基础上逐步精化，相比其他厂商采用的分行扫描等方式，具有更好的视觉体验。

双向音频支持需要协议能够同时传输上下行的用户音频数据（例如语音聊天），而当前的PCoIP对于用户侧语音上传的支持尚存缺陷。视频播放是检测传输协议的重要指标之一，因为虚拟桌面视图内容以方式进行传输，所以视频播放时的每一帧画面在解码后都将转为从而导致数据量的剧增。为了避免网络拥塞，HDX、PCoIP与UXP采用压缩协议缩减数据规模但会造成较小的画面质量损失，而SPICE则能够感知用户端设备的处理能力，自适应地将视频解码工作放在用户端进行，依赖于瘦客户机或本地PC的性能，SPICE协议本身无法做视频压缩处理。

用户外设支持能够考查显示协议是否具备有效支持服务器侧与各类用户侧外设实现交互的能力，HDX和RDP对外设的支持比较齐备（例如支持串口、并口等设备），而UXP、PCoIP和SPICE当前只实现了对USB设备的支持。传输安全性是各个协议都很关注的问题，早期的RDP不支持传输加密，但在新的版本中有了改进。

桌面显示协议是各厂商产品竞争的焦点，其中，RDP、HDX与UXP拥有较长的研发历史，PCoIP和SPICE相对较新但也日渐成熟，特别是SPICE作为一个开源协议，在社区的推动下发展尤其迅速。

目前国内所有虚拟化桌面厂商都是基于免费开源的KVM服务器虚拟化技术基础上开发的，没有核心的技术，依赖于国外开源软件的技术，本质还是基于VDI的服务器虚拟化。

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总结：

虚拟桌面技术已经比较成熟，不同厂商的产品各具特色：Citrix不断地追求用户体验的提升；NComputing是唯一提供软件、协议与云终端的整体解决方案，拥有极高的性价比；VMware具有先进的底层服务器虚拟化架构；Microsoft拥有在操作系统领域的主导地位；Red Hat的开源策略使得其产品具有较低的成本。 当前尚没有哪家厂商的产品能够适用于所有应用场景，因此在应用和部署虚拟桌面解决方案时，必须结合实际需求选择合适的技术和产品，特别是对于一些特殊的用户外设，通常需要定制解决方案。

END

　　摘 要十堰日报社通过虚拟化技术构建了服务器技术运维平台，提高了整体的可靠性。　　关键词虚拟化技术；虚拟服务器　　一、背景　　报社经过多年的信息化建设，大批业务系统相继上线，服务器数量逐年增多，产生了一些问题：（1）成本高。硬件成本较高，运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、空调、耗电量等。（2）可用性低。因为每个服务器都是单机，如果配置为双机模式的话，造价成本会更高。（3）系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成应用中断。（4）缺乏可管理性，系统数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间。（5）兼容性差，系统和应用迁移到新的硬件需要和旧系统兼容的系统。对于这些情况，利用虚拟化技术能得到很好的解决。使用虚拟化技术，可以节约硬件的投资，简化硬件维护操作。实现了虚拟化还可以为各种系统的实验提供方便的硬件平台。将来如果构建云平台，虚拟化是必要的基础。

二、服务器虚拟化技术

1．服务器虚拟化概念。关于服务器虚拟化的概念，各个厂商都有自己不同的定义，然而其核心思想是一致的，能够通过区分资源的优先次序，并随时随地能将服务器资源分配给最需要它们的工作负载来简化管理和提高效率，从而减少为单个工作负载峰值而储备的资源。

2．服务器虚拟化的技术特性。虚拟化技术不但可以解决数据管理的难题，还可灵活更新软件、数据和硬件操作平台。有了虚拟化技术，一台物理服务器可以被“划分”成数台“虚拟”的机器，每台都能独立运行自己的操作系统，从而避免传统的“一台服务器+一种应用”的孤岛模式。分区。在单一物理服务器上运行多个虚拟机。隔离。在同一服务器的虚拟机之间相互隔离。封装。整个虚拟机都保存在文件中，而且可以通过移动和复制这些文件的方式来移动和复制该虚拟机。相对一间独立。无需修改即可在任何服务器上运行虚拟机。

3．服务器虚拟化的优越性。一是减少服务器的数量，提供一种服务器整合的方法，减少初期硬件采购成本。二是简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理费用。三是提高服务器资源的利用率，提高服务器计算能力。四是通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩数据中心成本。五是通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力。六是提高可用性，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境。七是支持异构操作系统的整合，支持老应用的持续运行。八是在不中断用户工作的情况下进行系统更新。九是支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。

三、方案选择

业界比较主流的虚拟化方案为VMware 公司的vSphere、微软公司的Hyper-V和Critx公司的XenServer。我们首先排除了Critx公司的XenServer。因为这个产品主要优势在LINUX系统平台上，而我们主要的信息系统运行现在WINDOWS系统上。据了解，XenServe的市场份额占有比较低，采用市场份额不高的产品对信息系统本身就是一个风险。根据厂商提供的产品参数，我们就vSphere和Hyper-V的产品性能做了比较认真做了比较。虽然觉得vSphere在技术指标上比Hyper-V更优越些，但综合考虑，还是决定采用Hyper-V，原因如下：（1）高级内存管理：虽然vSphere虚拟机内存动态可以节约资源，但会降低虚拟系统的性能；（2）高级储存管理：因暂时不考虑虚拟化数据库服务器，此项可以暂不考虑；（3）高I/O 可扩展性、主机资源管理、灵活的资源分配：主要考虑的是虚拟化轻负载服务器，影响不大；（4）虚拟化安全技术：对于非文件服务器，这个问题影响比较小。我们的技术人员对于微软的产品比较熟悉，Hyper-V对于经验丰富的WINDOWS管理员来说是非常易于部署和管理的。而vSphere则需要进行培训，这将是增大时间和经费成本。因此，我们认为采用低成本的Hyper-V基本可以达到项目实施的要求。

四、项目执行

（一）项目目标

报社内部的应用系统主要有采编业务、广告业务、发行管理、财务等各种应用系统。各系统基本使用单独的服务器，关键业务还有备份服务器。各系统基本为应用服务器加数据库的架构。项目的目标是将轻负荷的应用服务器虚拟化，将数据库统一。这样既可减少硬件的的支出，也可保证系统性能和数据的安全。

（二）实现步骤

1．建立虚拟机域，安装虚拟机服务器。为了管理方便和安全性，我们新建了一个独立的虚拟机宿主服务器的域。微软有一个虚拟机宿主机的管理程序Virtual Machine Manger Server(VMM)，可以对多台虚拟宿主机和其上运行的虚拟机进行统一管理，并可以将虚拟机在不同的宿主机之间进行迁移，还可以定义一系列的任务实现系统维护的自动化。

微软的的Hyper-V服务器安装可以采用：单纯的MS Hyper-V Server安装，这种方法占用内存最小，但设置麻烦，而且很难使用本地界面管理虚拟机服务；使用Window 2008 Server的Hyper-V服务器角色。这种方法会多占用内存，但管理非常方便，并且可以使用Window 2008 Server的许多其他功能。因此，我们采用了Window 2008 Server的Hyper-V服务的形式建立了虚拟机。

2．转化物理机。使用微软解决方案最大的便利是可以使用其物理机转化Agent，方便实现原有物理服务器的转化。VMM2008提供了自动流程，可以以设定虚拟机，远程安装转化Agent，自动转化，自动删除Agent，自动部署虚拟机，自动关闭物理机，并启动虚拟机，且所有的参数完全保持一致。从用户的角度只是感到服务器有一段宕机时间，完全不会感觉到服务器的迁移。

3．实施效果。我们使用一台域控制服务器，三台虚拟化宿主机，一台数据库服务器，共虚拟化了8台服务器。包括广告管理系统服务器、发行管理系统服务器、杀毒软件服务器、SNMP监控服务器等物理服务器。三台虚拟机的CPU使用率基本维持在10％之下，系统运行稳定。

五、结论

我社通过虚拟化技术构建了高可用性的技术运维平台，用有限的资金实现了对当前服务器系统的升级，同时又具有灵活的、可变拓展空间，留足了扩展空间，为报社事业发展做好了技术准备。

参 考 文 献

[1]董嘉男．Windows Server 2008 Hyper-V配置与管理[J]．清华大学出版社

[2]胡嘉玺．虚拟智慧：VMware vSphere运维实录[J]．清华大学出版社

[3][美]吕斯特等著．陈奋译．虚拟化技术指南[J]．机械工业出版社

[4]王春海．中小企业虚拟机解决方案大全[J]．电子工业出版社