在缺乏合適的工具的前提下，實(shí)施IT服務(wù)優(yōu)化將會(huì)是相當(dāng)棘手的。

商品化服務(wù)器的服務(wù)器虛擬化一直是最為被企業(yè)組織所迅速采用的技術(shù)之一。現(xiàn)如今，傳統(tǒng)且低效的“一臺(tái)物理服務(wù)器搭配一種應(yīng)用程序”的模式正在迅速的讓位于虛擬服務(wù)器之間共享資源池。這不僅可以幫助企業(yè)組織節(jié)省數(shù)據(jù)中心的電源、冷卻和占地空間等資源，還可以幫助企業(yè)通過(guò)避免對(duì)某些物理服務(wù)器實(shí)施過(guò)度配置來(lái)節(jié)省資金。虛擬化技術(shù)提供了一種更為靈活的解決方案，使得企業(yè)可以根據(jù)不斷變化的實(shí)際需求來(lái)重新分配資源。

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服務(wù)器虛擬化的概念固然有諸多顯著的優(yōu)勢(shì)。但是，與生活中的許多事物一樣，其不僅僅只有一面。資源的虛擬化為基礎(chǔ)架構(gòu)堆棧添加了一個(gè)新的抽象層。這一層應(yīng)該使虛擬化解決方案變得更加靈活和高效，但同時(shí)也使得IT服務(wù)優(yōu)化變得更為復(fù)雜。對(duì)于要求苛刻且性能至關(guān)重要的應(yīng)用程序而言，這可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)等級(jí)協(xié)議的中斷和違規(guī)。在實(shí)施或更新虛擬化策略時(shí)，記住這一點(diǎn)非常重要。

在本文中，我們將與廣大讀者朋友們共同討論如何在復(fù)雜的虛擬環(huán)境中優(yōu)化IT服務(wù)。

在討論服務(wù)器虛擬化對(duì)容量管理和IT服務(wù)優(yōu)化方面所帶來(lái)的挑戰(zhàn)時(shí)，我們需要對(duì)構(gòu)成靈活虛擬化環(huán)境的機(jī)制有一個(gè)共同的理解。從概念上講，其使用的是三種機(jī)制：

1、資源虛擬化：將分組資源集中到池中，由一款虛擬管理程序分配給不同的虛擬機(jī)。

2、動(dòng)態(tài)資源調(diào)度：虛擬機(jī)管理程序具備根據(jù)當(dāng)前需求自動(dòng)分配資源，并將資源引導(dǎo)到相應(yīng)虛擬機(jī)的能力。

3、無(wú)縫遷移：具備跨不同物理服務(wù)器進(jìn)行資源調(diào)度的能力，使服務(wù)器集群或服務(wù)器場(chǎng)成為一個(gè)大型資源池。

通過(guò)使用這些機(jī)制，可以幫助企業(yè)解決計(jì)算環(huán)境中的一些傳統(tǒng)的容量管理的難題。在“一款應(yīng)用程序搭配一臺(tái)物理服務(wù)器”的商品化平臺(tái)時(shí)代，企業(yè)通常不得不為高峰時(shí)期的應(yīng)用程序需求進(jìn)行配置。而如果一般正常的需求水平比高峰期低得多，則大部分資源在大部分時(shí)間都沒有使用。更糟的是，根據(jù)事件的周期性，高峰可能是數(shù)周或數(shù)月才有一次。在虛擬化環(huán)境中，可以在多個(gè)不同的虛擬機(jī)之間以及在多臺(tái)物理主機(jī)之間共享需要用于峰值使用的額外動(dòng)態(tài)空間，這一切對(duì)虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序都是完全透明的。結(jié)合旨在優(yōu)化峰值時(shí)間需求的管理活動(dòng)，動(dòng)態(tài)的資源調(diào)度可以特別有效地防止過(guò)度配置。

但是，服務(wù)器虛擬化和動(dòng)態(tài)資源是否能夠徹底消除對(duì)容量管理的需求呢?顯然不是，如下我們將做詳細(xì)討論。

挑戰(zhàn)難題

一個(gè)典型的服務(wù)器虛擬化項(xiàng)目首先挑選從易于上手的地方開始，先易后難。從持續(xù)活動(dòng)水平較低的商品化應(yīng)用程序遷移到虛擬環(huán)境中開始著手。由于這些商品化工作負(fù)載通常運(yùn)行在較老的基礎(chǔ)設(shè)施上，性能較差，而且由于大多數(shù)資源對(duì)資源的要求可能不是特別高，所以在性能和服務(wù)質(zhì)量方面有了初步的提升。這肯定了將工作負(fù)載遷移到虛擬服務(wù)器的決定，重點(diǎn)在于減少了物理主機(jī)的數(shù)量。

最終，當(dāng)所有的較為容易的工作都已經(jīng)被完成后，繼續(xù)這個(gè)過(guò)程并且涉及更復(fù)雜的工作負(fù)載便是很自然的了。盡管服務(wù)器虛擬化從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看應(yīng)該是為了節(jié)省資金，但實(shí)施虛擬化戰(zhàn)略通常需要在新的基礎(chǔ)架構(gòu)上進(jìn)行一些初步的前期投資。在許多情況下，企業(yè)IT部門所面臨的情況是，為了實(shí)現(xiàn)合理和及時(shí)的投資回報(bào)，這些前期投資需要在大量的應(yīng)用程序和服務(wù)之間共享。這將導(dǎo)致更多的工作負(fù)載，如電子郵件、數(shù)據(jù)庫(kù)和ERP系統(tǒng)。他們?cè)谫Y源消耗方面要求更高，而且關(guān)鍵性要求也更高。這種應(yīng)用程序的可用性和吞吐量都非常重要。他們可能會(huì)支持企業(yè)的核心流程，或直接面對(duì)客戶。這意味著您企業(yè)需要特別小心如何操作和管理這些服務(wù)。確保您企業(yè)現(xiàn)在和可預(yù)見的將來(lái)有足夠的容量能力。

容量管理的一個(gè)重要方面是對(duì)每項(xiàng)工作負(fù)載或應(yīng)用程序進(jìn)行恰當(dāng)?shù)拿枋觯诜治鲆豁?xiàng)工作負(fù)載時(shí)，有些方面非常重要：

資源的利用——該工作負(fù)載將使用什么資源，以及對(duì)資源的使用程度如何?

在線還是批量——該工作負(fù)載是否是在線情況下使用(在這種情況下，單個(gè)交易的響應(yīng)時(shí)間便至關(guān)重要);抑或還是批量情況下使用(在這種情況下，總吞吐量則更為重要)

線性分布與指數(shù)分布——在暴露于強(qiáng)度增加的情況下，工作負(fù)載的性能如何?

工作負(fù)載的穩(wěn)定性——工作負(fù)載是否始終維持相同的活動(dòng)水平，還是會(huì)偶爾爆發(fā)更多的活動(dòng)?

周期性與隨機(jī)性——這些活動(dòng)高峰是可預(yù)測(cè)的還是隨機(jī)發(fā)生的?

綜合所有這些信息的配置文件將為您企業(yè)提供關(guān)于如何管理特定工作負(fù)載以及資源需求的好主意，幫助您了解工作負(fù)載的特點(diǎn)。 當(dāng)您開始在同一個(gè)物理資源上混合使用多個(gè)工作負(fù)載(這可能是您企業(yè)首先實(shí)施虛擬化的原因之一)，事情會(huì)變得更復(fù)雜一些。 如前所述，動(dòng)態(tài)資源調(diào)度通常被用作解決容量需求變化的單一機(jī)制，無(wú)論是在一臺(tái)物理主機(jī)內(nèi)還是跨多臺(tái)主機(jī)。但資源調(diào)度的效率和實(shí)用性在很大程度上取決于工作負(fù)載的特點(diǎn)。對(duì)于資源需求適中的一組工作負(fù)載通常很容易在不同主機(jī)之間進(jìn)行平衡和遷移。但是，如果您開始將它們與更苛刻的工作負(fù)載混合在一起，那么您企業(yè)的選擇會(huì)突然受到嚴(yán)格限制。

我曾經(jīng)在倫敦舉行的Gartner數(shù)據(jù)中心峰會(huì)上提出的一個(gè)類比似乎越來(lái)越受到人們的青睞，該類比說(shuō)明了在嘗試混合和匹配各種工作負(fù)載時(shí)可能出現(xiàn)的問題。在該峰會(huì)的演講上，我建議使用類似俄羅斯方塊的Block(塊)來(lái)象征不同工作負(fù)載之間的不規(guī)則性。對(duì)資源需求適度的簡(jiǎn)單工作負(fù)載將由基本的兩件式塊來(lái)表示。更高的資源需求和更高的復(fù)雜性將導(dǎo)致該區(qū)塊向各個(gè)方向擴(kuò)張。

塊越大，對(duì)稱越少，將它們整合起來(lái)就越困難。無(wú)法將塊組合轉(zhuǎn)換為資源不足的工作負(fù)載，但無(wú)法遷移到其他主機(jī)。突然之間，在虛擬化環(huán)境中實(shí)現(xiàn)靈活性的兩大關(guān)鍵機(jī)制變得無(wú)法使用。即使您企業(yè)能夠?qū)⑺鼈兘Y(jié)合起來(lái)，大的不對(duì)稱塊也很可能導(dǎo)致白色空間碎片化和資源利用率低于您企業(yè)原先計(jì)算和計(jì)劃的。

基于動(dòng)態(tài)資源調(diào)度和無(wú)縫工作負(fù)載遷移的虛擬化環(huán)境的服務(wù)優(yōu)化策略僅僅假定完全的移動(dòng)性和工作負(fù)載的自由混合。但在許多情況下，事實(shí)證明這太簡(jiǎn)單了。除了具有不同的“工作負(fù)載人員”之外，由技術(shù)或商業(yè)環(huán)境所施加的其他一些限制也會(huì)產(chǎn)生影響(專門或?qū)Ｓ械挠布渲谩⒑贤x務(wù)，有關(guān)數(shù)據(jù)分段的安全策略，變更管理程序等)。

總而言之，這表明需要更徹底的方法來(lái)實(shí)施企業(yè)級(jí)的虛擬化策略。為了讓更多的要求和重要的工作負(fù)載虛擬化，單單依靠被動(dòng)資源調(diào)度和工作負(fù)載的遷移機(jī)制是不夠的。為確保服務(wù)得到***交付，需要在部署工作負(fù)載的布局和遷移策略之前進(jìn)行調(diào)查和分析。

有哪些選擇?

預(yù)測(cè)一項(xiàng)工作負(fù)載的容量需求的不同方法及其與其他工作負(fù)載共存的方法大致可以分為三類。

評(píng)估

這一類的方法嚴(yán)重依賴于“常識(shí)”和以往的經(jīng)驗(yàn)。服務(wù)器虛擬化和整合方案的選擇方法通常是將工作負(fù)載堆棧在一起，直到達(dá)到預(yù)定的閾值。但為了在這方面取得成功，您企業(yè)需要充分理解如下方面：

哪些指標(biāo)與評(píng)估有關(guān)?

這些指標(biāo)的正確閾值是多少?

企業(yè)如何使不同年代或不同指標(biāo)的平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化?

當(dāng)工作負(fù)載堆疊時(shí)，如何解釋非線性的性能變化?

如果您企業(yè)對(duì)于上述任何信息的理解錯(cuò)誤，都會(huì)導(dǎo)致做出不正確的預(yù)測(cè)。

評(píng)估和質(zhì)量預(yù)測(cè)是基于觀點(diǎn)和直覺，而不是硬性的事實(shí)。這類的工具集中在使程序更簡(jiǎn)單。在一天的工作結(jié)束時(shí)，對(duì)于質(zhì)量的預(yù)測(cè)仍然取決于上述問題的答案。在大多數(shù)情況下，非線性增長(zhǎng)等一些方面甚至沒有得到解決。

分析建模

另一種預(yù)測(cè)工作負(fù)載混合的執(zhí)行情況的方法是通過(guò)使用分析隊(duì)列網(wǎng)絡(luò)求解器。系統(tǒng)的隊(duì)列網(wǎng)絡(luò)(Queueing Network)模型便于分析模型求解器可以在數(shù)學(xué)上計(jì)算出排隊(duì)延遲將在何處發(fā)生以及發(fā)生了多少排隊(duì)延遲。在模型用于預(yù)測(cè)目的之前，其是根據(jù)服務(wù)器如何在實(shí)際中使用的經(jīng)驗(yàn)研究來(lái)校準(zhǔn)的。

在描述系統(tǒng)的模型中表示了對(duì)服務(wù)器性能十分重要的所有對(duì)象。

一旦建立了模型，就可以通過(guò)改變交易密度或在不同模型之間遷移工作負(fù)載來(lái)評(píng)估不同的場(chǎng)景。預(yù)測(cè)的交易的響應(yīng)時(shí)間或吞吐量將告訴企業(yè)方案是否成功?？梢园阎攸c(diǎn)放在花費(fèi)在排隊(duì)上的時(shí)間和花費(fèi)在系統(tǒng)上的時(shí)間之間的相對(duì)差異來(lái)消除對(duì)于每種交易類型明確的閾值的需要。這種關(guān)系的一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)法則會(huì)為企業(yè)提供一個(gè)關(guān)于配置場(chǎng)景狀態(tài)的好主意。

這種類型的分析建模為優(yōu)化混合工作負(fù)載環(huán)境提供了一個(gè)具有預(yù)測(cè)性，快速和可重復(fù)的過(guò)程。通過(guò)分析建模，結(jié)果的質(zhì)量對(duì)執(zhí)行它的個(gè)體的依賴性較小。同時(shí)也避免了假定性能隨著工作負(fù)載堆棧而線性降級(jí)的常見錯(cuò)誤。

綜合負(fù)載測(cè)試

這里的目標(biāo)是產(chǎn)生盡可能接近現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的綜合交易。為了使事情正確，您企業(yè)需要仔細(xì)檢查操作環(huán)境，以找到正確的事務(wù)組合和并發(fā)性，根據(jù)這些事務(wù)開發(fā)可重復(fù)的測(cè)試用例，并對(duì)與生產(chǎn)環(huán)境相同的設(shè)備執(zhí)行冗長(zhǎng)的性能測(cè)試(這可能會(huì)迫使您企業(yè)在并行測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行投資)。另外，您企業(yè)需要根據(jù)每種交易類型的響應(yīng)時(shí)間來(lái)定義成功標(biāo)準(zhǔn)。

如果執(zhí)行正確，負(fù)載測(cè)試能夠提供高度的準(zhǔn)確性。但是在大多數(shù)情況下，其成本和較長(zhǎng)的測(cè)試周期是不合理的。在重要的服務(wù)上線之前，可能更適合“一生一次”的質(zhì)量保證活動(dòng)，而不是重復(fù)的IT服務(wù)優(yōu)化練習(xí)。

那么您企業(yè)究竟應(yīng)該選擇哪種方法呢?最重要的是至少有一套切實(shí)可行的戰(zhàn)略，而不僅僅只是依靠框架的反應(yīng)機(jī)制來(lái)進(jìn)行容量能力管理。在建立之后，***選擇通常是采用不同方法的混合。您企業(yè)可能不想花太多時(shí)間來(lái)分析較不重要的實(shí)用程序應(yīng)用程序，就像您企業(yè)無(wú)法承擔(dān)快速簡(jiǎn)單分析關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)一樣。有一個(gè)全面的工具箱，讓您選擇正確的方法以適合不同的情況是非常重要的。

結(jié)論

商品化服務(wù)器虛擬化供應(yīng)商們希望您相信，他們的平臺(tái)中內(nèi)置的反應(yīng)式性能管理技術(shù)是您企業(yè)獲得***性能所需的全部。事實(shí)上，諸如動(dòng)態(tài)資源調(diào)度和遷移等被動(dòng)技術(shù)是有幫助的，但它們并不是一套完整的解決方案，并不一定能夠使IT服務(wù)優(yōu)化變得更加容易。從虛擬化環(huán)境中增加的復(fù)雜性實(shí)際上會(huì)使得確保從系統(tǒng)中獲得所有的東西變得更加困難。

一個(gè)“足夠大”的虛擬資源池不是輕而易舉就能實(shí)現(xiàn)的。如果您企業(yè)不注意您所托管的工作負(fù)載的特征，那么您可能會(huì)過(guò)度配置應(yīng)用程序或使應(yīng)用程序資源不足。

為了確保工作負(fù)載能夠相互高效地運(yùn)行(或者類似俄羅斯方塊的形狀將能夠彼此貼合)需要進(jìn)行一些認(rèn)真的分析。您企業(yè)需要了解很多有關(guān)底層應(yīng)用程序的資源需求，才能知道一款工作負(fù)載是否會(huì)干擾另一款工作負(fù)載，進(jìn)而造成不必要的資源爭(zhēng)用和排隊(duì)延遲。因此，特別是對(duì)于關(guān)鍵工作負(fù)載而言，進(jìn)行一些仔細(xì)的前期分析是合理的，而不是簡(jiǎn)單地將各種工作負(fù)載扔到您企業(yè)的系統(tǒng)上，然后寄希望于動(dòng)態(tài)資源調(diào)度和遷移能夠快速高效地將所有事情整合在一起。

正如我們前面提到的，通過(guò)前期規(guī)劃“評(píng)估”實(shí)現(xiàn)的優(yōu)化工作負(fù)載布置通常需要將工作負(fù)載堆棧在一起，直到達(dá)到預(yù)定的閾值。這是大多數(shù)可用于調(diào)查數(shù)據(jù)中心和識(shí)別虛擬化可能性的工具所使用的技術(shù)。其結(jié)果是便宜且容易獲得的，但僅僅只是粗略的估計(jì)。該估計(jì)本身并不會(huì)幫助您企業(yè)達(dá)到***性能。

“分析建模”并不像預(yù)測(cè)那樣快速、簡(jiǎn)單、成本便宜，但是卻非常接近我們的目的。(通過(guò)“分析建模”，我們特別指的是使用分析排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)求解器進(jìn)行建模，不太復(fù)雜的分析數(shù)學(xué)模型可能更好地被認(rèn)為是“估計(jì)”工具。)建立分析建模比負(fù)載測(cè)試(或模擬建模)更簡(jiǎn)單，而且比估計(jì)更準(zhǔn)確。

如果綜合負(fù)載和底層系統(tǒng)配置是生產(chǎn)環(huán)境的代表的話，那么“負(fù)載測(cè)試”可以非常準(zhǔn)確。然而，需要花費(fèi)更多的時(shí)間和費(fèi)用以便更接近于達(dá)到匹配生產(chǎn)負(fù)載和基礎(chǔ)設(shè)施。在大多數(shù)情況下，使用這種技術(shù)來(lái)優(yōu)化虛擬化環(huán)境中的IT服務(wù)是不現(xiàn)實(shí)的。然而，如果運(yùn)行較小的測(cè)試，然后使用分析建模來(lái)預(yù)測(cè)在更令人印象深刻的系統(tǒng)配置中更大的負(fù)載可能發(fā)生的情況，則可能是一個(gè)有用的折衷方案。

總之，依靠IT服務(wù)優(yōu)化的被動(dòng)資源調(diào)度和工作負(fù)載遷移機(jī)制是不夠的。在商品化的服務(wù)器虛擬化環(huán)境中運(yùn)行要求苛刻的應(yīng)用程序時(shí)，您企業(yè)需要做的工作更多。最明智的解決方案是提前計(jì)劃，確保布置和遷移策略的設(shè)計(jì)能夠保證工作負(fù)載能夠高效地一起運(yùn)行。估算工具對(duì)于簡(jiǎn)單工作負(fù)載的臨時(shí)湊合分析是很好的。負(fù)載測(cè)試可能是非常有價(jià)值的，特別是當(dāng)您企業(yè)推出全新的應(yīng)用程序工作負(fù)載時(shí)，但是，用于優(yōu)化在虛擬化環(huán)境中運(yùn)行的關(guān)鍵應(yīng)用程序的***全面技術(shù)則是使用排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)解析器的分析建模。