Stratus - Whitepaper KVM Virtualization for Enterprise Environment - Chinese

企业环境的KVM虚拟化 采用开源虚拟化技术实现基础设施的可靠性

www.stratus.com

企业环境的KVM虚拟化

White Paper | 2

简 介 : KVM在管理程序市场上的崛起 目前，虚拟技术市场正在发生巨变。自从1999年面世以来，VMware®一直主宰着虚拟技 术市场。但是，这一局面正在发生变化。其他一些商业产品正在登上舞台并且日益扩大 自己的市场份额，比如Microsoft® Hyper-V®以及Citrix® XenApp®。更重要的是，开源联盟 所开发的基于x86硬件的Linux®虚拟化解决方案 - 基于内核(Kernel)的虚拟机(KVM) - 近些 年来正在崛起，并且市场份额正在不断扩大。 KVM与其他虚拟机管理程序不同，因为它是Linux操作系统不可分割的一部分，由一个可 以装载的内核模块组成。这意味着KVM可以充分利用已经固化在Linux系统当中的核心功 能，比如内存管理程序、进程调度程序、I/O堆栈、设备驱动程序以及安全程序。相比之 下，VMware以及Xen都是外部管理程序，必须与上述功能进行捆绑，从而增加了系统的 复杂性。 KVM与其他虚拟机管理程序还有另外一项很重要的差别化要素。按照设计，KVM可以利 用固化在AMD以及Intel®硬件当中的虚拟化功能。这一特色极大简化了CPU虚拟化，去除 了管理程序当中不必要的支持传统硬件所需的管理程序，从而消除了修改客户操作系统 的必要。 由于具有以上独特的功能，KVM可以在虚拟机上运行未经修改的Linux或Windows®镜像 。以这一强大功能为基础，可以灵活地构建虚拟化的完整内置解决方案。随着开源云操 作系统OpenStack™的日益普及，KVM对于在这些环境下启动虚拟层功能也扮演着核心的 角色。目前，越来越多的企业开始采用OpenStack以及KVM，以便充分利用开源联盟领先 的创新技术及其全球支持网络。 这并不意味着KVM一定会取代VMware或任何其他已经深植于企业当中的专属虚拟机管理 程序。但显而易见的是，越来越多的企业正在采用KVM。实际上，Gabriel咨询集团指出 ，“在我们前两次调查当中，KVM是在当前用户总数，以及将KVM作为未来标准管理程序 用户数量上获得增长的唯一一款虚拟机管理程序。”1此外，另外一个常见的现象就是， 用户同时在系统上安装了KVM和VMware及其他管理程序。根据Gabriel的数据，几乎50% 接受调查的公司使用了两种或三种管理程序。 简而言之，虚拟化技术市场正在重塑，而KVM将在这一过程中扮演关键角色。 KVM的 优点 作为一项开源技术，KVM受到了全球开发者网络的持续推动。这一全球性网络以开放虚 拟化联盟(OVA)为核心，拥有超过250家成员公司，其中包括包括IBM®，Stratus®，红帽® ，英特尔和NetApp®。作为开源联盟产品的一部分，KVM为企业提供了多项独特的优势 。 为什么KVM正在得到日益普及? 首先，KVM提供了更多的选择与更大的灵活性。与专属解决方案不同的是，KVM无需与 单一的供应商绑定。企业可以在某一款特定的软件/硬件堆栈上启动KVM软件，而未来如 果需要，可以方便地将该软件移植到其他平台。

www.stratus.com

企业环境的KVM虚拟化

White Paper | 3

KVM还提供了更低的总拥有成本(TCO)。作为一项开源解决方案，企业在采用KVM时无需 支付前期的许可费用。同时还可以享受开源生态系统其他产品的价格优势。实际上，根 据OVA提供的数据，与同等功能的其他虚拟化解决方案相比，KVM的价格便宜60-90%。 需要着重指出的是，低廉的价格并不意味着将会牺牲功能。因为KVM是Linux内核的一部 分，它将可以自动继承Linux的强大功能。KVM可以支持广泛的客户操作系统，使用 Linux所支持的任何硬件或存储。它可以将正在运行中的虚拟机从一台物理主机实时迁移 到另外一台，并且不会造成服务中断。最重要的是，它可以提供出色的性能和可扩展性 ，可以支持高达16个虚拟CPU以及245GB的内存，以及配备了256个内核以及超过1TB内 存的主机系统。²此外，在最近的一次SPECvirt测试中，当在单台主机上运行数量最多的 虚拟机时，KVM被发现拥有最高的性能。³ 对于在虚拟环境下运行关键应用的企业来说，采用KVM的另外一项优势就是，它可以利 用标准Linux安全模型所提供的固化安全功能。例如，KVM当中包括了由美国国家安全局 所开发的SELinux(安全增强型Linux)，其中包含了强制性访问控制，多层次和多类别的安 全功能，以及政策执行功能。这将可以确保对虚拟机进行隔离，保护其免遭外部流程的 侵袭。 对许多用户来说，KVM的最大优势之一就是可以利用全球开源生态系统的资源。采用了 KVM之后，企业就不必再忍受单一供应商的颐指气使，也不必仅依赖于单一的开发战略 。KVM可以让客户从多种硬件选项、独立软件供应商以及虚拟化管理工具当中进行选择 。或许最重要的是，协同开发并经过同行审核的开源产品，将可以提供高水平的创新技 术以及稳定的功能。 确 保 KVM环境的可用性 根据Aberdeen集团的数据，一小时的停机时间可平均导致$163,674.14的公司损失，并且 这种损失数额每年都在上升。 虽然KVM为虚拟化企业应用提供了强大和长期的选项，但 是，在原生态的Linux/KVM环境下，仍然有一个脆弱因素没有获得解决 – 即系统可用性。 当今的应用程序无法承受在虚拟基础设施或云系统当中发生停机，就如同它们无法承受 传统的物理基础设施发生停机一样。除非可用性问题获得解决，KVM在企业中所发挥的 作用将会受到严重制约。 IBM及Stratus Technologies采用预防停机软件来解决系统可用性问题，以保持Linux及 Windows应用的持续运行，确保业务的连续性。作为KVM的积极贡献者，IBM与Stratus将 KVM集成到虚拟环境的可靠性解决方案当中，从而生成了IBM System x Reliability Solution for Stratus everRun® Enterprise这一解决方案。该解决方案的核心就是“可用性引擎 (Availability Engine)”，它可以将一个应用镜像到两个物理服务器上(图1)。

www.stratus.com

企业环境的KVM虚拟化

White Paper | 4

图1: everRun 可用性引擎

采用了可用性引擎之后，如果一个服务器失效，那么应用程序将会继续在另外一台服务器上运 行，不会发生任何中断或数据丢失。该引擎将会保存所有运行交易数据，其中包括内存及缓存 中的数据，从而确保系统不需要重启。 IBM System x Reliability Solution for Stratus everRun Enterprise解决方案的产生，源自IBM及 Stratus拥有为世界上一些最苛刻的应用提供可用性容错解决方案的长期历史。该解决方案的功 能值得信赖，因为其设计理念是防止系统停机，而非仅仅让系统在发生停机后恢复。这对于企 业的收入、成本以及客户满意度来说意义非常重大。该解决方案可以让用户在短短几个小时内 ，利用现有的技能即可在IBM x86服务器上安装完成。它也是唯一一款可以在单线程和多线程 Windows及Linux应用上进行容错运行的解决方案，无需对现有应用进行任何改动。 为了保护现场设备由于事故或自然灾害所造成的损失，我们还为everRun® Enterprise解决方案 提供了附加解决方案。例如，everRun SplitSite功能可以通过使用同步复制，为地理分散现场 的应用提供故障容错，以保护系统免遭局部灾害对系统造成损害。对于地理分布更为广阔的系 统，everRun灾难恢复功能可以通过广域网络连接为各现场之间提供集成式异步数据复制。 集中式管理控制台可以用来对整个everRun Enterprise环境进行管理。通过单一界面，系统管理 员可以构建和部署虚拟机，指定容错服务器对，选择应用的可用性模式，以及针对多种应用对 服务器进行配置。这种强大的方法既可以确保系统可靠性，同时又可以最大限度地减少系统管 理时间与操作。此外，Stratus还通过支持中心提供了一层额外保护，该中心全天候地对系统进 行监控，并在检测到系统出现问题时自动通知管理人员。 结论 对于寻求对系统运行环境进行虚拟化以实现最高的性能、灵活性以及经济性的企业来说， KVM越来越成为他们的不二选择。通过将KVM与everRun Enterprise加以集成，IBM和 Stratus共同为企业提供了一种方便和经济的解决方案，以防止虚拟应用发生停机。

www.stratus.com

企业环境的KVM虚拟化

White Paper | 5

在制造环境中，该解决方案是保持生产率和减少浪费的关键；对于零售环境来说，该解 决方案将可以确保交易处理系统时刻保持在线以实现销售目标；在门禁应用领域， everRun Enterprise可以确保对建筑及人员进行连续保护，免于内部或外部的威胁；对于 急救人员来说，可以确保对救生系统的访问；对于每秒钟管理着成千上万笔交易的金融 服务公司来说，也可以避免成本高昂的停机损失；而对于医疗机构来说，则可以确保对 重要病人记录保持全天候的访问，同时确保合规性要求。 在任何虚拟应用需要系统可靠性及灾难容错机制的环境中，IBM System x Reliability Solution for Stratus everRun Enterprise都是理想的解决方案。 有关IBM System x Reliability Solution for Stratus everRun Enterprise的更多信息 欲了解IBM System x Reliability Solution for Stratus everRun Enterprise如何可以为虚拟企业 应用提供全天候可用性的完整信息，请登录以下网址： http://www-03.ibm.com/systems/x/solutions/business-continuity/index.html 关于Stratus Stratus Technologies是基础设施可用性解决方案的领先供应商，其解决方案可以让您的 应用连续运行，以满足当今对系统不间断运行日益上升的要求。 Stratus Technologies的无中断解决方案可以快速部署，并且不必对现有应用进行任何改 动。我们的平台解决方案通过集成的硬件、软件以及服务，提供了一种端到端的运行支 撑。我们的软件解决方案专门用于在您所选定的应用环境 – 物理、虚拟化或云系统当中 ，为所运行的应用提供不间断运行的能力。我们独特的方法以及我们优秀的员工让我们 可以确定其方案可能会错过的问题 --- 在应用出现宕机前就防止其发生。全球性的工程师 团队将为多层预防性诊断、监控以及自我校正服务提供支持，无论您的系统位于何处， 他们都可以为您提供即时支持。 如果“时刻保持在线”是对所运行应用的要求，那么Stratus Technologies拥有满足该要求的 解决方案。 “在我们前两次调查当中，KVM是在当前用户总数，以及将KVM作为未来标准管理程序 用户数量上获得增长的唯一一款虚拟机管理程序。” – Gabriel咨询集团

Gabriel Consulting Group. “‘Hyperversity’ Rages On | KVM grows; VMware, Hyper-V, Xen stable,” 2012. <ftp://public.dhe.ibm.com/linux/pdfs/Gabriel_Consulting_-_ Hyperversity_Rages_On.pdf> Red Hat, Inc. “K VM – Kernel Based Virtual Machine,” 2009. <http://www.redhat. com/rhecm/restrhecm/jcr/repository/collaboration/jcr:system/jcr:versionStorage/5e788 4ed7f00000102c317385572f1b1/1/jcr:frozenNode/rh:pdfFile.pdf> 3 Standard Performance Evaluation Corporation. “SPEC virt_sc2010 Results,” 2013. <http://www.spec.org/virt_sc2010/results/specvirt_sc2010_perf.html> 4 Aberdeen Group, “Analyst Insight,” June 2013.

1

2

美国容错技术(香港)有限公司 香港尖沙咀海港城海洋中心9楼901室 | 电话: 852-28445200 | 邮箱: ap.enquiry@stratus.com 北京代表处 北京市西城区西直门外大街1号 | 西环广场T3-21层-B1 | 100044 | 电话: 86-10-58302999 | 邮箱:china.sales@stratus.com 上海办事处 上海市浦东新区陆家嘴花园石桥路66号 | 东亚银行金融大厦15楼 | 200120 | 邮箱:china.sales@stratus.com

www.stratus.com