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运营商虚拟化技术全面铺开 系统部署进程"求稳为上"

2011-07-25
作者:张鹏
来源:来源:通信世界周刊
关键词: 运营商 虚拟化
编者按:现阶段,一些领先的电信运营商已经开始了云之旅,比如通过云改造,使IDC的业务模式从原来的“卖设备”转为“卖资源”;部分省级经分系统逐渐尝试云存储方式;一些面向运营商内部信息系统的私有云资源池也在搭建当中。

由“分钟级”提至“秒级”

《通信世界周刊》:目前电信运营商对于虚拟化技术的接受程度如何,哪些领域的虚拟化程度较高?虚拟化实施效果的现实与预期是否存在较大差距(包括服务器虚拟化、存储虚拟化、终端/桌面虚拟化)?请结合案例或数据说明。

张云勇:中国联通对以虚拟化为代表的各项云计算相关技术都非常重视,并且已经处在积极试验与试商用阶段,并希望以此更好地实现公司内部的IT资源整合及优化,为外部用户提供资源出租等新型业务。

以中国联通自身来看,现阶段虚拟化技术主要应用在经分系统、内部邮件系统、营业厅终端及VDC(虚拟数据中心)等系统上。虚拟化效果整体还不错,比如由中国联通研究院基于云存储技术和Hadoop架构开发的移动网分组数据详单查询系统,将用户详单查询的速度由十分钟级提高到了秒级,极大地优化了用户体验,解决了公司实际问题。

唐华斌:在“云计算”的背景下,运营商对虚拟化技术接受程度还比较高,这里面还是服务器虚拟化接受程度最高。当然,其中所说的虚拟化实施效果其实与具体的应用需求有很大关系,有时候虚拟化效果较原来设想存在差距,也可能是由于一些非技术性原因造成的。

李荣盛:运营商对虚拟化技术的重视程度正在不断提升,包括集团公司、研究机构以及各省分公司都在尝试各类业务系统迁移至虚拟化环境的试点项目,因此最终虚拟化的实施效果现阶段还不好做出评价。

关键业务小步慢行

《通信世界周刊》:运营商采用虚拟化技术的主要业务领域有哪些?针对计费、网管等关键业务领域,运营商是否愿意逐渐尝试虚拟化技术,还存在哪些顾虑?

张云勇:中国联通在内部支撑系统,包括BSS、OSS、MSS、增值业务平台的云化改造中,采用虚拟化技术打造内部统一支撑云;外部业务,包括政企业务、中小企业业务和公众业务等云化改造,都会采用虚拟化技术,通过整合大型IDC的资源和小型IDC的资源,实现资源的优势互补、统一调度和弹性按需分配,从而引导传统业务IDC业务向VDC业务转型。

中国联通的云化改造,其中包括了虚拟化技术,要遵循先易后难的原则,优先选取对实时性要求较低、对业务影响较小的系统开展现网部署。所以计费、网管等关键业务领域,需首先经过试点验证和测试,然后再逐步与现网对接。

唐华斌:虚拟化技术目前在业务系统和内部IT支撑系统领域都有使用。如果将小型机分区技术也囊括进来的话,实际上计费、网管系统等也都有大量的使用。

李荣盛:其实运营商对于虚拟化技术的采用并非只有对外公布的那几套业务系统,如经分、OA等,在BSS、OSS、MSS三大业务支撑系统中,虚拟化技术都在广泛试点,只不过步伐有急有缓。毕竟,对于运营商而言,稳定性是第一位的,对于一些7×24小时的关键应用来说,向虚拟化环境迁移显然不会贸然实施,这将是一个循序渐进的过程。

虚拟化应转向深度应用

《通信世界周刊》:依据目前电信运营业的IT环境,采用虚拟化技术对运营商而言,比较容易遇到哪方面的难题,是否有解决办法?当系统迁移至虚拟化环境时,是否会发生原有业务不可用的问题,应如何解决?

张云勇:首先,运营商针对自身业务应用如何选择虚拟化技术,哪些业务系统适合虚拟化、哪些不适合还需要进一步探讨,并不是所有的应用软件都能直接移植到虚拟化平台上。这个需要详细了解虚拟化技术的成熟度与自身需求发展的压力来综合考虑。其次,采用虚拟化对资源的管理提出了新的挑战,如网管系统需要新的管理流程和操作流程。最后,在新的虚拟化平台架构下,如何保证业务的可靠性、安全性也有待运营商深入研究和实践。

总之,由于现在虚拟化没有形成统一标准,这势必会引发业务不可用的问题,因此还需要充分的论证,凡是关系到运营商生产经营的核心业务系统,都应“积极稳妥”地进行云技术引入。

唐华斌:主要的技术问题是虚拟化的深入应用,目前大多系统仅仅实现了“一分多”的初级使用,但在后续的资源动态化、自动化,异构虚拟化平台的统一管理,如何构建与大规模虚拟化应用相匹配的存储、网络、管理系统乃至数据中心,都还存在不少需要解决的问题。

另外,原来某些业务系统可能存在使用特殊板卡或者与硬件设备绑定等情况,这部分应用如果要迁移,可能还需要本身的应用系统进行改动。

李荣盛:原有系统迁移是虚拟化的最大挑战,虚拟化技术讲求的是将大型的业务系统分散到多个节点运行,进而提高硬件的使用效率,但前提是其上层的业务软件架构先要具备分布式部署的能力。

由于运营商业务系统建设的旺盛期基本上都要追溯到10年前,那时候国内大部分的软件开发商对虚拟化并没有足够认识,因此开发的软件并不具备分布式部署、跨平台调度等特性,而这也为后续向虚拟化环境的迁移埋下了隐患。不过,这一问题并非无解,通过对业务系统的改动是能够实现的,但运营商需要考虑付出的代价与回报之间是否成正比。 

优选对象避开“高CPU、高I/O”

《通信世界周刊》:据了解,虚拟化环境下的备份会增加网络吞吐量、CPU负载,并占用其他虚拟资源,大规模的应用程序与数据的备份是否会拖慢整个系统性能?备份是虚拟化的掣肘吗?

张云勇:在一定程度上会影响到整体性能,但是现在有很多技术可以解决:虚拟机快照技术;重复数据删除,只备份单一数据;持续的数据备份,在虚机发生问题前就把数据备份好;采用备份代理服务器等等。

唐华斌:在运营商的内部虚拟化应用中,基本上都是基于FC-SAN等网络共享存储,业务数据以及虚拟机镜像文件都保存在磁盘阵列中,并利用存储设备自身的备份功能,不需要服务器参与。

李荣盛:实际工作中还没有遇到类似现象。首先明确的是,不是所有业务系统都适用虚拟化,对于一些CPU负载与I/O吞吐量较高的业务系统,即使是迁移至虚拟化环境,其运行效果也不明显。因此,我们会避开那些高CPU负载、高I/O的系统来选择优先部署,而低负载也就意味着备份流量较低,因此当这些系统迁移至虚拟化环境以后,其备份所消耗吞吐量也不会影响到整个系统的运行。

长期效应与先期成本凸显矛盾

《通信世界周刊》:能否例举您曾参与过的运营商虚拟化案例,并从中总结一些关于实施虚拟化技术的经验和教训?

张云勇:通过中国联通正在实施的桌面虚拟化测试中可以看出,实施虚拟化技术的前期投入相对较大,除了硬件,还包括操作系统、虚拟化软件、虚拟化管理工具等软件授权等费用开支。虚拟化只是节省了后期维护和管理的成本,这在长期过程中才能可见,运营商在虚拟化初期需要做好权衡。虚拟化技术并不是适用于所有应用,对于占用系统资源较少、分散型的应用比较适合;而对于太耗资源的应用,并不易采用虚拟化技术。

唐华斌:服务器虚拟化过程中,初期存在一些适用场景、实施方案不合理等问题,由此也导致了虚拟化实施的成本比较高。

李荣盛:我认为,虚拟化技术的采用除了考虑硬件环境外,更应该关注其上层的业务应用。毕竟在IaaS层面,诸如IBM、HP、甲骨文等具备成熟技术体系的厂商能够提供完善的指导与帮助;在PaaS层,一些提供完整解决方案的软件厂商也会提供参考;但是对于SaaS层面,运营商更多的还是要依靠自身——如何基于原有的业务软件基础,结合当下通用的软件架构,总结出切合自身发展的IT应用发展之路。比如调研运营商中IT系统对虚拟化的适应度,哪些更适合迁移?如何在虚拟化环境中跑各类IT应用系统?在这些方面,运营商还没有成熟的经验和方案可以照搬。

另外,虚拟化对运维模式也会带来变化。现在IT管理方式大部分都为“包干制”,一组人或一个团队负责一套业务系统,其包括了从前端到后台的整个软硬件。当虚拟化普及后,IT系统的管理运营方式也将随之发生变化。各运维团队中,不再需要单独设立负责硬件搭建的人员岗位,当各业务系统需要扩容或新建资源时,只需要提出具体需求,比如需要多少资源、需要怎样的虚拟化环境等,IaaS层便会根据请求自动分配资源过去,而这种业务流程模式的变化,其背后也隐藏着整个IT管理团队组织结构的重大调整。

Link:三大虚拟化技术

虚拟化数据中心被称为下一代数据中心(或IDC2.0)。全面的虚拟化数据中心包括多个层面的虚拟化,例如服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用虚拟化、管理虚拟化和桌面虚拟化等,而支持其得以实现的核心技术包括服务器虚拟化、存储虚拟化以及网络虚拟化。目前,基于x86架构主要有三种虚拟化技术:基于VMware的,基于Xen的和基于Microsoft的。

VMware:该虚拟化平台基于可商业体系构建,使用如VMware vSphere和VMware ESXi这样的软件可转变或“虚拟化”基于x86的计算机硬件资源(包括CPU、RAM、硬盘和网络控制器),以创建功能齐全、可像“真实”计算机一样运行其自身操作系统和应用程序的虚拟机。每个虚拟机都包含一套完整的系统,因而不会有潜在冲突。

Xen:它是一个基于Hypervisor层的虚拟化产品。Xen是一个虚拟机监视器(Virtual machine monitor),针对X86系列计算机设计,它能够支持多个客户计算机的同时运行,并且能够达到较好的一个性能水平和资源隔离。Xen是一个开放源代码软件,在GNU General Public License下发布。基于Xen的是一种半虚拟化(Paravirtualization)或叫做超虚拟化技术,该技术需要客户操作系统做一些修改。通过这种超虚拟化技术,Xen能够达到高性能。

Windows:在Windows虚拟化架构中,每一个子分区(VSC)中都可以拥有一个自己的操作系统,它们可以是32位或64位的Windows Server2003、Windows Server2008,甚至可以是Linux。在不同操作系统上,可以实施微软的虚拟服务应用,以及目前还不能迁移到Windows平台的其它应用。

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