随着社会的急遽发展，网络平台越来越彰显出其不可或缺的重要地位。新功能不断拓展，各种应用软件借助网络平台相继实施，丰富的应用给提供运行服务的中心机房提出了更高要求。

由于各应用软件彼此间操作系统的版本、开发的平台和具体的应用都有着很大不同，为避免应用软件交叉引起的软故障，在传统的中心机房管理模式中，往往给新增加的应用系统单独配置服务器，即用一台服务器部署一种应用软件。这势必导致服务器数量直线上升、维护量迅猛增加。毋庸讳言，随着数字技术的普及与深化，传统的中心机房管理模式已呈掣肘之势。具体有：

1）随着服务器数量的增加，服务器购置成本也相应增高；

2）新应用系统方案的实施包括了采购新服务器、安装OS系统和应用软件等一系列工作流程，全程耗时较长；

3）有的应用软件运行时只占用很少的系统资源，对应服务器的硬件资源大半处于闲置，得不到充分利用；

4）在对服务器硬件进行扩容时，其对应的软件业务系统将被迫中断；

5）当服务器系统出现故障时，服务器的修复工作，如恢复OS系统、应用软件、业务数据等，时间将长达数十小时；

6）当服务器出现硬件故障时，因维保厂商提供并更换配件的周期难以控制，造成应用系统的完全中断，严重影响了业务的开展；

7）容灾可避免相关业务因服务器故障而随之中断，但是，容灾需要双机热备，所需资金量翻番；

8）服务器的增加带来中心机房网络节点的增加，故障节点也与之同比增加；

9）服务器的增加带来服务器维护成本的增加，尤其是过保服务器的维保费用，所需不菲；

10）在人员配置不变的基础上，应用系统和服务器数量的增加，将带来中心机房工作人员工作量的增加和工作效率的降低。

这些亟待解决的问题使中心机房应对的环境变得日益复杂。服务器购置成本、硬件维护成本、软件管理成本呈线性增长，服务器运行能耗及空调等机房附加能耗也急剧增加，原有的机房运行能力已经难以满足现有的运行需求，整个中心机房处于超负荷运行的混乱状态。显而易见，传统的中心机房管理模式已经跟不上时代发展的要求，对中心机房管理模式的变革势在必行。在当下，采用虚拟化技术，打造虚拟化技术下的中心机房管理模式，应该是解决这一系列问题的捷径。

2 虚拟化技术下的中心机房管理模式

随着计算机硬件的不断发展，特别是多核CPU的出现和内存、总线架构的革新，使得虚拟化技术得到飞速发展。在一台高性能多核服务器上创建多个虚拟机，可以完成传统方式下多台物理服务器才能完成的工作。

2.1 虚拟化架构系统

一套完整的中心机房虚拟化架构系统由若干个物理服务器上安装的虚拟化主机程序、一个数据存储系统、一个集中管理平台三部分组成。

2.1.1 虚拟化主机程序

虚拟化主机程序是整个虚拟化架构系统的基础组成，也是核心部分。它是一个功能强大的虚拟层，采用基于底层硬件系统的软件技术，直接安装在每一台物理服务器的裸机上，其上再创建虚拟服务器。多台虚拟服务器运行在一台物理服务器上，这彻底颠覆了为多个应用系统配置多台物理服务器的传统模式。

虚拟化主机程序负责分配硬件资源给各个虚拟服务器，根据不同应用将物理服务器上的处理器、内存、存储器和网络资源按需求划分到各个虚拟服务器中。每个虚拟服务器之间关系就如同放置在中心机房中的物理服务器一样，相对独立、互不影响。对于使用者来说，虚拟服务器和物理服务器也没有太大区别：在虚拟服务器上安装配置Windows或Linux操作系统，系统安装完成后再安装相关应用软件；单个虚拟服务器也能够同时使用多个CPU，来支持诸如SQL数据库、Exchange Server等需要强劲处理能力和巨大硬件资源的应用系统；虚拟化主机程序中还设有虚拟交换机功能，可以将虚拟服务器划分到不同的网络环境中。虚拟服务器的安装方法、实际性能与物理服务器完全相同，具有良好的操控性。

与传统的物理服务器相比，虚拟服务器可以针对不同应用系统分配不同的硬件资源，做到物尽其用。通常说来，中心机房同一批次采购的物理服务器配置差别不大。但是，不同应用软件对服务器配置的要求却并不一样，如DNS服务只需要一个很低配置的服务器就能够运行良好，而像SQL数据库这样高访问率、高吞吐量的应用软件则需要高配置的服务器才能保证其稳定运行。这就意味着一些配置要求不高的应用软件同样也占用了一台高配置的物理服务器，造成应用硬件资源的大量浪费。物理服务器之间彼此独立，即便其他服务器应用硬件资源严重紧张，那些闲置的资源也无法调配给它们使用。采用虚拟化架构系统后，虚拟化主机程序可以通过创建资源池为虚拟服务器在运行过程中实时调配硬件资源。若有虚拟服务器出现现时段硬件资源不足的情况时，可以借用一台或多台非满负荷运行的虚拟服务器闲置资源，在线进行重新分配；待应用运行压力降低后，再将暂借的资源归还给相应的虚拟服务器，从而最大限度地提高这些虚拟服务器所在那台物理服务器硬件资源的利用率。根据测试，传统的物理服务器应用方式，服务器硬件资源的平均利用率只有5%—15%；而采用虚拟化架构系统整合、调配后，服务器硬件资源的平均利用率可以达到60%—80%。

2.1.2 数据存储系统

虚拟化架构系统中的虚拟服务器实际上由磁盘文件和配置文件组成，这些虚拟机文件存放在数据存储系统中的虚拟存储空间内。数据存储系统的创建又有本地存储或共享存储两种类型。

本地存储直接建立在安装虚拟化主机程序的物理服务器上，由虚拟化服务器所配置的硬盘容量决定虚拟化存储的空间大小。采用本地存储方式，初期投入成本较低、结构简单，但扩展性和功能性不够理想。

共享存储需要借助专用的共享存储设备，如SAN、ISCSI、NFS等。共享存储设备和中心机房多台安装虚拟化主机程序的物理服务器建立连接后，便实现了共享存储。在共享存储设备上创建的虚拟存储系统空间具有共享访问的功能，同一时间多台建立连接的服务器均可以同时访问。共享存储降低了对虚拟化服务器存储的要求，让虚拟化服务器专注于对应用软件的处理。在存储容量不足的情况下，共享存储设备还可以在线扩容。采用共享存储方式，初期投入成本较高，结构复杂，但其优越的扩展性和功能性为虚拟化技术高级功能的实施打下了基础。

2.1.3 集中管理平台

为了对虚拟化架构系统进行高效的管理和性能的监控，中心机房需要配置一台独立的集中管理服务器，为所有安装虚拟化主机程序的物理服务器搭建集中管理平台。登陆集中管理平台，可以对所有加入集中管理的虚拟化服务器进行一站式操作。

在集中管理平台的检测、协调下，虚拟化主机程序、共享数据存储可以实现虚拟化技术中的高级功能，如虚拟资源动态分配、虚拟服务器动态迁移和故障切换保护等功能。利用共享存储设备，集中管理平台可以对相连接的跨物理服务器资源实施动态分配，使多台物理服务器上的硬件资源完全共享；甚至可以对各虚拟服务器实施跨物理服务器的动态迁移，使服务器资源真正达到负载均衡。集中管理平台不间断地对中心机房进行实时监测，当物理服务器被检测出有硬件故障时，集中管理平台能够迅速反应，将故障机上的虚拟服务器主动迁移到其他相连接的物理服务器上，实现了故障切换保护的自动化进程，保证了应用系统的连续运行。

在虚拟化架构系统中，虚拟化主机程序、数据存储系统、集中管理平台三部分紧密合作，为虚拟服务器稳定、高效、安全的运行提供了坚实保证。

2.2 中心机房虚拟化应用的优势与原则

对比传统的中心机房管理模式，虚拟化技术下的中心机房管理模式具有无可比拟的优越性：

2.2.1 降低运营成本

虚拟化架构系统的应用，充分利用了物理服务器的硬件资源，有效减少了物理服务器的数量。随着物理服务器数量的减少，服务器购置成本、硬件维护成本、软件管理成本、服务器运行能耗、空调等机房附加能耗等都相应降低。

2.2.2 提高运营效率

传统模式中，新应用系统方案的实施需要服务器采购、安装、调试等环节。虚拟化架构系统中的虚拟服务器由若干个磁盘文件和配置文件组成，要创建新的虚拟服务器只需要直接复制这些文件。直接复制文件能够快速部署新应用系统，大大降低了创建配置时间，有利于满足客户端需求，提高了运营效率。

2.2.3 提升服务水平

虚拟化架构系统中高级功能的应用，尤其是虚拟资源动态分配、虚拟服务器动态迁移、故障切换保护等功能，确保了应用系统能够独立自主地连续、安全运行，使中心机房管理人员不再需要投入大量时间去维护硬件系统。而能够将主要精力放在对应用系统的维护中，从而有效提升客户服务水平。

虚拟化架构系统的应用，能够打造出生态、高效的中心机房环境。即便如此，对中心机房进行虚拟化改造也要遵循适度的原则，以“高稳定、低成本”为最终目标：一是不能为了虚拟化而虚拟化，避免矫枉过正。要最大限度利用中心机房原有的设备及资源，严格按照物理机的方式进行管理，并充分考虑到虚拟化实施后的可扩展空间，以适应未来技术的发展趋势。二是不能一蹴而就，避免好大喜功。对中心机房服务器和应用程序平台要分批进行优化整合，循序渐进。先对应用压力较小的服务器进行虚拟化架构，积累了足够经验和应对能力后，再逐步迁移应用压力大的服务器。

虚拟化技术作为一种新兴的计算机技术，是对技术、操作、应用、管理，甚至是理念的根本转变。在这种背景下，作为IT业界的领导者Intel、Amd不断推出多核服务器和虚拟化架构系统，加上系统集成商的大力推进，使得虚拟化技术飞速发展，局域网的虚拟化应用已成为计算机应用研究的一个热点，正在对传统的中心机房管理模式提出挑战。打造虚拟化技术下的中心机房管理模式，必将成为未来发展的趋势，具有广阔的应用前景。