好馬配好鞍 服務器虛擬化需要怎樣的CPU？

很多人一直將虛擬化看作是一種神秘的技術，認為只有大型的應用環境才需要使用虛擬化技術。其實呢？虛擬化并不僅限于大中型網絡環境，即使是小型的網絡環境，通過虛擬化也可以讓管理變得簡單，并且降低成本。

　　

如果有一種技術可以任意擴充計算環境，那么它一定是虛擬化。通過一臺物理服務器來運行多個虛擬服務器，用戶可以降低運營成本，并且業務可以更加高效。不管用戶所在的企業是有兩臺服務器還是兩千臺，都能夠以不同的方式從虛擬化中獲得好處，更好的消息是，做到這些并不難，而且廉價。

　　

即使是一個小型的基礎架構，應用虛擬化也能夠讓管理變得簡單并且降低成本，成本的降低是來自于減少物理服務器的數量，從而也可以降低能耗并減少冷卻設備，并且可以有效降低服務器蔓延。當有新的商業應用的時候，企業并不需要去購買新的硬件，需要做的僅僅是添加新的虛擬服務器。

　　

如果企業僅有一臺服務器，虛擬化并不會節省多少費用。但是如果企業有兩臺以上的服務器，或者有隨時擴大規模的計劃，應用虛擬化可以帶來不一樣的體驗。

 

 

實施虛擬化才能讓數據中心變得不再擁擠

現在已經很難購買到非多核的服務器，但很多小型企業并不需要多么強的性能，購買昂貴的服務器處理簡單的任務無疑是在浪費能耗，而且會散發更多的熱量。但是多核服務器對于虛擬化來說更有意義，因為多核服務器能夠承載更多的虛擬機。

 

處理器：服務器虛擬化的關鍵

　　

成功應用虛擬化的關鍵是往往是從物理服務器開始。物理服務器將運行多個虛擬服務器，雖然一臺物理服務器要承載數以十計的虛擬服務器，但是它所需要的CPU資源要比用戶想象的要少。

　　

通過應用虛擬化軟件——VMware VSphere、微軟Hyper-v、Citrix XenServer或者其它，可以在四核、六核或八核CPU上運行多個虛擬服務器。這是因為當前很多服務器大部分時間都運行在接近空閑的狀態，當虛擬機執行任務時，它們消耗的資源設計CPU、內存、硬盤和網絡I/O，只有一小部分虛擬機需要占用大量的CPU資源。利用這個平衡法則，還可以將多臺物理服務器整合成一臺服務器。

第2頁：內存和存儲：兩者需盡可能多

　　
但這也不是一成不變的，一些特定的服務器，比如數據庫服務器，通常狀況下都要運行較大負載，在較小的基礎架構中就不適合進行虛擬化。進行虛擬化要考慮主機的可用硬件資源，以及虛擬化軟件的特性和虛擬機的要求。

　　

當企業要進行一個小的虛擬化項目時的第一步是選擇硬件，通常會以一臺服務器開始，所以盡量要在預算范圍內獲得盡可能最佳的資源組合。一個好的經驗是，選擇具有更多核心、主頻更高的服務器作為物理主機（Host Server），所以如果在主頻2.93GHz的4核CPU和主頻2.4GHz的12核CPU之間選擇，最好選擇后者，這是因為更多核心的CPU傳輸虛擬機負載要更加快速。就好比要裝載更多的貨物，你需要的是一輛卡車而不是一輛跑車。

 

 

虛擬化可以降低服務器數量

內存和存儲：兩者需盡可能多

　　

做好CPU的選擇后，下一個需要考慮的部分是內存。虛擬機要消耗大量的內存，所以需要盡可能的加大內存，并選擇盡可能快速的內存。在主機中，為虛擬機分配比物理主機更多的虛擬CPU要相對容易，但是超度分配內存卻不行。主機具有更大的內存意味著可以運行更多的虛擬機。這對一些不提供共享內存功能的管理程序來說非常重要，一些管理程序要求為每一個虛擬機設置固定的內存，這些內存完全分配給指定的虛擬機。

　　

存儲同樣是必需重點關注的因素。在小型網絡環境中可能不會采用SAN或者NAS來存儲虛擬機鏡像，而由物理主機來進行存儲。在這種情況下，物理主機的硬盤容量當然是越大越好。通常情況下，采用SATA接口硬盤，組建RAID 5或RAID 6陣列就可以滿足需求。盡管采用SAS硬盤可以提供更好的存儲性能，但是要更加昂貴些。如果可能的話，確認物理主機可以支持RAID 5或RAID 6陣列，確保數據的安全性。

第3頁：虛擬化增強：從核心開始

　　
虛擬化增強：從核心開始

　　

再回到虛擬化的核心——CPU，其實除了CPU的內核增多后給虛擬化增加了可能外，芯片廠商在內核中還增加了虛擬化技術，使得服務器虛擬化不必完全依賴軟件，而是可以從CPU層面就對虛擬化進行了優化。

　　

以增強型英特爾虛擬化技術（Intel Virtualization Technology）為例，這是一系列的技術特性，也是英特爾智能計算理念中“可擴展”的重要體現，它針對的就是當前在企業和機構中部署和應用越來越廣泛的虛擬化應用。

 

 

服務器虛擬化離不開多核處理器

增強型英特爾虛擬化技術融合了針對處理器的VT-x、針對芯片組的VT-d和針對網絡連接組件的VT-c技術，可確保服務器平臺上的多個虛擬機直接訪問和充分利用系統的計算、I/O、存儲和網絡資源，并實現靈活的遷移和高效便攜的管理，從而幫助用戶在每臺服務器上整合及穩定地運行更多的應用和更為繁重的工作負載，最終降低其總擁有成本。

　　

從更加通俗的角度來說，應用了增加英特爾虛擬化技術的服務器，就實現了計算資源的透明化和靈活調配。它就如同一個工作效率非常高的銀行服務臺，其每個窗口都可以充分利用整個銀行的資源，為一個用戶或一系列的用戶提供最好的服務，一旦某個窗口的工作壓力太大或出現了問題，那么其他窗口的資源都可以被調過來支援它，或者是將它已經無法順利推進的工作接手過去。

第4頁：多重技術強“芯”虛擬化

　　
以針對處理器的VT-x技術為例，它包括了英特爾VT FlexPriority——當處理器執行任務時，往往會收到需要注意的其它設備或應用發出的請求或“中斷”命令。為了最大程度減少對性能的影響，處理器內的一個專用寄存器（APIC任務優先級寄存器，或 TPR）將對任務優先級進行監控。如此一來，只有優先級高于當前運行任務的中斷才會被及時關注；英特爾虛擬化靈活遷移技術（Intel VT FlexMigration）——虛擬化的一個重要優勢是能夠在無需停機的情況下，將運行中的應用在物理服務器之間進行遷移。

　　

英特爾虛擬化靈活遷移技術旨在實現基于英特爾處理器的當前服務器與未來服務器之間的無縫遷移，即使新的系統可能包括增強的指令集也不例外。借助此項技術，管理程序能夠在遷移池內的所有服務器中建立一套一致的指令，實現工作負載的無縫遷移。這便生成了可在多代硬件中無縫運行的更加靈活、統一的服務器資源池。

　　

增強型英特爾虛擬化技術被廣泛應用到了基于Nehalem架構的新至強處理器中，包括至強5500系列、至強5600系列和至強7500系列。

 

 

英特爾至強7500處理器

此外，上述處理器還采用了全新的快速通道互聯技術（Quick Path Interconnect）。快速通道互聯技構架的推出具有劃時代的意義，這種點對點的傳輸架構打破了傳統前端總線結構中內存和I/O帶寬的瓶頸，前所未有地提升了內存和I/O帶寬。以至強7500處理器為例，每顆處理器集成了兩個內存控制器，每個內存控制器支持兩個內存通道，支持DDR3-1066內存規格，內存帶寬達到了上一代至強7400的9倍。