虚拟化,为电信运营商带来什么?

虚拟化因其对IT的关键、变革性的技术理念,日益深入人心,也必将影响深远。IT虚拟化这一激动人心的架构可以创建容量无限的动态资源池,从而帮助用户实现对资源的随时随地访问。对于转型中的电信运营商来说,IT系统不仅是提高效率的工具,更会成为拓展新业务的利器,有关虚拟化技术的讨论在电信业渐趋热烈。
  近年来,虚拟化已经成为IT业界的焦点话题,尽管多数专家对于这一方向确信不移,但是对于IT系统日益庞大的电信运营商来说,应用尚不广泛。这一革命性的技术究竟会对电信IT系统带来哪些影响?尤其是对于运营商降低成本和提高收益有何帮助?上海电信在虚拟化领域的一些探索带给我们很好的启示。
  启示一挑战
  在上海电信近年的业务拓展中,现有的IT架构在一定程度上制约了业务的发展,尤其是在虚拟主机业务和虚拟独立服务器(VPS)业务方面,面临着一系列挑战。
  ——易用性。目前所用的软件为Xen,易用性较差,功能上有限制,在虚拟主机业务上应用较为合适,但是并不能很好地支撑更为灵活的VPS业务需求。
  ——可管理性。当前所用的虚拟化软件,兼容性和可管理性不是非常理想,对技术人员的要求也较高,另外诸如主机迁移、HA等功能也亟待实现。
  ——能源损耗。一方面,电信内部IT系统越来越庞大,机架资源、电力资源显得日趋紧张。而另一方面,设备硬件资源并未得到充分利用,很多系统空闲率非常高,资源浪费情况严重。而对于IDC机房这样的服务器集中程度高、密度大的地方,电力资源匮乏的问题更加突出。
  ——商业竞争。目前的虚拟主机业务资费和同行对比,优势不断缩小,需要进行自我改善,寻求新的商业竞争优势。
  所以,从IDC增值业务角度出发,上海电信需要有更好的IT解决方案,优化内部IT管理,进一步与业务需求相结合,不断提升商业竞争优势。而虚拟化在资源整合以及节能减排等方面的应用,是上海电信在优化IT架构中关注的重点。
  随着机构重组的进行,现有业务结构变更,一些新的业务也不断拓展,我们不难看出,原有IT架构在业务灵活性、系统扩展性、应用兼容性以及管理成本方面,难以满足新环境下的需求,上海电信信网部决定引入微软虚拟化技术,对现有IT架构实施优化和调整,以期进一步加强IT与业务紧密性,并降低IT总体拥有成本。经过评估,上海电信认为,利用虚拟化技术构建IT虚拟化基础架构,能够对现有的各种应用及业务系统服务器进行整合,对服务器资源进行更灵活、更合理的配置,极大程度地利用硬件投资,在提升IT服务的灵活性和高可用性的同时,极大降低IT管理成本。
启示二评估
  虚拟化技术不应被看成是孤立的、战术性的工具,相反,虚拟化技术将对整个企业IT系统产生深远的影响,从数据中心到桌面,企业应确信其为基础架构战略的一部分。上海电信与微软合作,针对应用需求现状,综合虚拟化解决方案特性,制定了虚拟化技术应用解决方案。上海电信对虚拟化技术的各个方面进行了评估,认为应用虚拟化技术,能够帮助上海电信提升IT系统灵活性及对外服务能力,并且有效降低运维成本。
  在对虚拟化技术的评估过程中,上海电信根据自身的发展需求,着重评估了微软虚拟化解决方案的易用性、可管理性以及测试其对应用系统的支持和虚拟化的效果。主要测试项目包括以下方面:产品安装配置,构建虚拟化基础架构环境;虚拟机部署,使用SCVMM进行虚拟机部署,能够支持Xen等异构系统,并利用SCVMM的模板化部署以及PowerShell,实现虚拟机的高度自动化部署;物理迁移,利用SCVMM的快速迁移功能,在物理服务器直接快速迁移虚拟机,并可将物理服务器直接转换为虚拟机;高可用性,通过在物理服务器群集构建故障转移群集,并配合Hyper-V双重保障虚拟机的高可用性;监控,利用SCOM集中化,全面地监控虚拟化环境中各种服务机应用的运作;备份,利用DPM实现虚拟机的备份及集中化管理,并能够自动、快速创建还原点;安全管理,利用活动目录的安全特性,并配合SCVMM的安全模版化管理,对物理和虚拟化环境实施安全统一配置机管理;资源管理,利用SCVMM能够很好地管理虚拟资源中的CPU、内存以及存储,并且能够实时动态进行资源调配。SCVM配合SCOM能够实时监控物理机和虚拟机资源分配的状况以及压力状态,从而实施自动化调整动作。
  这一虚拟化解决方案,能够实现新的虚拟化IT架构,从而更加灵活地适应新的业务需求。
  下一步,上海电信将考虑利用微软虚拟化解决方案,整合服务器资源,提高现有硬件资源利用率,同时对其他业务系统应用微软虚拟化高可用性架构。
  启示三成效
  上海电信信网部IT人员认为,物理到虚拟机的快速迁移,非常具有特色,能够实现从物理环境到虚拟化的转移。因此,虚拟化技术,能够为上海电信带来显著的收益,这些收益包括以下方面。
  ——极大提高服务器利用率。服务器整合是所有虚拟技术中重要的部分,是将操作系统和其上层运行的应用程序打包后,以虚拟机的形式运行在基于Hypervisor(一个瘦软件层,提供硬件的基本接口)的物理服务器上。单个物理服务器可运行多个虚拟机,同时提供隔离和安全防护,每个虚拟机都像在自己的硬件上运行一样。通过在进程和内存消耗方面匹配及互补工作负荷,上海电信可以降低支持业务操作的物理服务器数量。
  ——提升对外服务的灵活性和高可用性。由于电信行业的特殊性,上海电信能够利用微软服务器虚拟化解决方案,通过针对虚拟机资源占用的动态分配,为新上线、用户访问量大的后台服务器分配较多的资源用以支撑该项服务,为用户提供良好的使用体验。此外,全面的监控及管理,包括安全更新、性能及应用健康监控、运维配置管理、虚拟机映像及数据库文件备份等手段,可以使服务器长期处于高可用状态,减少停机维护时间,达到较高的用户满意度。面对复杂的IT环境,上海电信的IT专业人员,每天都需要面对大量的服务器运行维护与最终用户支持工作。通过将业务应用迁移至虚拟服务器,IT人员只需维护少量的硬件服务器即可实现业务系统的正常运行。同时,虚拟化解决方案所提供的管理工具,可以简化和加速虚拟环境的设置过程。如果新的业务系统需要更多IT资源,那么添加资源的过程也是非常简单而且实时的,工作负载完全可以实现自动适应,以形成更动态的资源分配。
  ——极大降低总体拥有成本。上海电信在不断对服务器硬件设备进行投资的同时,也注意到单个服务器的利用率问题。同时,受席卷全球的经济危机的影响,用于购买新的硬件设备的预算将会被削减,于是怎样提高服务器的利用率就变成一个电信公司所关心的问题。微软虚拟化技术就是一种应对这种挑战的技术。微软虚拟化技术,既节省了硬件开销,又减少了硬件设备的维护数量,IT人员的人力成本也随之大大降低。上海电信可以有效地控制IT系统的成本,公司可以将更多的资金用于企业的业务发展。

电信IT部门如何实施虚拟化

对电信运营商的不同企业应用,如ERP、邮件、OA以及计费系统、CRM等,如何评估和选择实施或不实施虚拟化技术?
刘宏程:评估实施或者不实施虚拟化技术我们觉得不能一概而论,虚拟化的实施其实是一个复杂的过程,我们建议用户遵循规划、部署和迁移、运行维护的步骤实施虚拟化。
评估属于规划第一步。从服务器硬件角度考虑,原有服务器如果需要升级到新的高性能系统,或者新系统平均使用率低于40%,那么从应用角度考虑,不需要特殊硬件支持的应用,如ERP、邮件、OA和CRM等均适合虚拟化。
需要指出的是,这个评估过程需要一套完善的数据收集和分析等过程,包括收集客户原有配置及服务器性能数据、确认被虚拟化的对象、推荐虚拟化采用的平台、确认在虚拟机里运行的应用及分配等,建议用户选具有丰富经验的IT合作伙伴进行专业虚拟化评估服务。
惠普已经推出广泛的产品(软硬件)和服务组合,旨在帮助客户高效地部署虚拟化,实现更为出色的业务成效。惠普致力于虚拟化技术已有很长一段时间,拥有极为丰富的经验,可以根据客户特定环境需求制作专业化的虚拟化建议书,指导用户实施虚拟化。
虚拟化本身存在哪些安全风险,如何解决?
刘宏程:目前,虚拟化的初步应用让许多新用户着实感到兴奋:原来一台服务器只能运行一两个应用,现在通过虚拟化,甚至可以将一台服务器变成十台,同时可以运行很多不同的应用。而且,用户构建一台虚拟机,完全比以前单独采购物理机,重新再装载各种各样的应用会容易得多。
因此,有的用户就会无限制地创建虚拟系统。现在,很多用户碰到了类似的问题,原来的10台机器进行虚拟化之后,变成了100台虚拟机,但并不是虚拟化之后,就不需再进行管理了。100台虚拟机还会碰到与100台物理机同样的问题,比如说分发部署:如何将100台虚拟机快速安装好,以节省管理员的宝贵时间;如何快速地恢复系统,这里面还包括像诸如安全扫描,为漏洞安装补丁等操作。这些操作不管是物理机也好,还是虚拟机也好,只要操作系统有漏洞,肯定会有这方面的管理需求,这是不可避免的。
因此,如何有效地治理企业IT架构环境里数量众多的虚拟机,如何实现物理和虚拟服务器之间的良好运维,成为了亟待解决的问题。
虚拟化的软硬件投资成本如何计算,电信运营商如何分析投资收益?
刘宏程:虚拟化技术最直接的收益是能满足运营商IT应用峰值容量的需求,减少服务器的数量,例如通过采用虚拟化技术,某企业中的1000台服务器可以被85台服务器代替,耗电可节省50%。但虚拟化的投资成本除了软硬件投资成本外,其实还有前期部署成本、员工培训投入等等成本。如果CEO们还是把虚拟化技术简单认为是一项技术工具,而非公司提升业务成效和竞争力的有效手段,那么虚拟化的更大范围普及恐怕依然难以摆脱桎梏。
作为全球领先的虚拟化技术厂商,惠普认为,企业虚拟化战略的重心应该放到如何促进企业业务发展上,而不是在技术应用的后果层面。一旦企业开始从业务成效角度关注虚拟化技术,则其不仅能降低成本、提高效率,而且还能充分体现虚拟化技术的价值。惠普不断推出的基于“业务科技”理念的虚拟化技术相关产品、服务及解决方案正体现了这一核心观点。
虚拟环境对IT管理人员提出了哪些挑战,运营商IT管理人员需要掌握哪些必要的技能?
刘宏程:惠普最新的调查结果显示,缺乏培训和经验是客户实现虚拟化项目成功实施的最大障碍。针对IT管理人员需要掌握的技能,惠普进行了科学的总结,并将这些需要具备的技能通过提供新的培训课程和支持服务弥补这一资源空白,包括为技术团队提供虚拟化专业技术。这些服务进一步扩展了惠普针对整个虚拟化生命周期的广泛服务产品,包括持续的服务改进。比如:惠普虚拟化支持服务中的面向一系列惠普虚拟软件产品的惠普培训课程,包括HP-UX虚拟化工具训练营示范系统和工作负载管理。此外,惠普操作管理服务可以帮助运营商提高员工的技术水平,在各种流程中实施相应变更,并提供适用的ITIL/ITSM和项目管理技术。
案例1 中国移动研究院利用虚拟化降低能耗
在2008年,由于电力供给不足,使得中国移动研究院实验室的电力供应无法满足测试需求,某些测试设备无法加电,从而影响测试进度。其中各专业实验室的服务器每年的电力消耗巨大,因此,降低服务器的能耗意义重大,可以有效解决实验室电力不足的问题。
截至2008年10月,中国移动研究院实验室公用PC服务器共有18台,各专业实验室共有PC服务器52台(四路10台,两路含刀片42台),各专业应用平台共有PC服务器49台(四路6台,两路43台);中国移动研究院决定利用服务器虚拟化技术,达到节能的效果。
经过前期工作,目前实验室公用服务器部分已经实施了虚拟化管理,所有服务器的申请将通过维护人员评估,通过VirtualCenter浏览器界面、从服务器摸板库中选择标准环境、签出及部署等操作只要几分钟,然后将IP地址发给申请人员,并到期自动回收,实现了按需分配为虚拟服务器。针对中国移动研究院IT数据中心将采用大量PC服务器,数据中心在设计之初就充分考虑通过虚拟化技术提高服务器资源利用率并简化维护工作量,并通过虚拟化HA提高各应用系统的可靠性,做到服务器物理故障不影响应用运行。
目前,中国移动研究院实验室虚拟化平台共管理物理机18台,具有同时提供30-60台虚拟机的能力,电力和空间的节约达到100%以上,并已将其引入了多项测试中。同时IT数据中心通过四台四路PC服务器提供38台虚拟机作为研究院IT应用和测试环境。通过IT虚拟化技术,不但大大提高了服务器的利用率,加强了对PC服务器的管理,节约了成本,而且有效地降低了能耗,减少了实验室的服务器空间占用,打造了名副其实的“绿色”实验室。
案例2 中国电信上海研究院借虚拟技术优化测试环境
中国电信上海研究院承担了很多大设备产品的测试工作,不仅任务繁重,而且测试环境的变化也十分频繁,这对测试环境的部署提出了非常高的要求:研究院需要搭建快速的测试环境,及时地更换测试环境,以便更好地利用硬件设施;需要重复利用一些测试环境,但是又不能长期将服务器闲置;需要更好地对服务器进行管理,降低维护成本。为了应对这些问题,中国电信上海研究院决定对其IT基础架构实施虚拟化策略。
研究院利用四台DellPowerEdge6850服务器,该型号服务器为基于Intel服务器芯片的四路四核系统,后端连接EMCCX600磁盘阵列,搭建了整个虚拟化应用架构。同时利用VMWareESXSer-ver3.5作为其服务器虚拟化的产品,配合使用其中的P2V功能、VMotion功能和HA高可用性,部署了部分测试用的虚拟环境,在每台物理服务器上部署了5~6个虚拟机,通过VirtualCenter能够进行统一的虚拟机管理和计算资源、存储资源的调度,实现了快速的系统迁移。
研究院通过采用虚拟化方案,利用统一的模板,能够很快部署好新的应用环境。此前搭建测试环境需要数天的时间来准备,现在通过服务器虚拟化模板,只要不到一小时的时间就能够准备完毕,如果是此前的环境重用,只需要数分钟进行虚拟机的启用即可。应用虚拟化方案之后,研究院的服务器利用率从原有的平均10%提升到了现在的70%~80%。此前,如果同时有10多个测试任务的话,由于涉及到多个部门,每个任务都需要多台服务器,必须同时准备几十台服务器,从而导致服务器的资源分配问题。
通过服务器虚拟化技术,在一台硬件能力较强的服务器上进行切分,能够快速地搭建所需要的测试环境,最大化地利用服务器。
与此同时,针对原有的应用测试环境,研究院通过P2V工具很方便地将其迁移到虚拟环境中,这样就能够保证原先已经搭建的虚拟系统能够不中断地迁移到新环境之下,不会对企业的测试造成损失。上线运行以来,系统一直非常稳定,很好地满足了测试需求,并且能够降低人力维护成本和电力运行成本,减少了对物理服务器数量的需求,从而降低了对数据中心空间的占用。基于此次虚拟化实施的成功经验,中国电信上海研究院准备在将来对现有的x86服务器进行进一步的整合,在更大范围内部署服务器虚拟化方案。