专家指导 深入剖析服务器虚拟化成本

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正睿科技  发布时间:2008-08-20 09:54:13  浏览数:1733

以往独占的虚拟化市场有了动荡,如何挑选虚拟化将是企业的最大难题。我们将从价格、功能与管理工具面等,来分析服务器虚拟化的发展态势,以及如何有效规划储存资源。

产品技术:

半虚拟化架构成为基本配备

微软(Microsoft)在7月正式发表Hyper-V,不仅在技术上走向主流的半虚拟化技术,将原本的管理工具加以延伸至虚拟化平台,更以操作系统的优势祭出低价策略。

价格成本:

VMware授权费过高,微软以低价策略抢占中小企业市场

以1台服务器虚拟化整体软件费用要数万元来看,许多人一定会认为原来服务器虚拟化的软件成本如此昂贵,但是,比较了VMware及Citrix的授权费之后,微软的虚拟化授权费反而是最低廉的。

服务器虚拟化整体成本效益分析

根据IDC的调查,企业导入x86服务器虚拟化的主因有3项,分别为节省IT支出、简化管理与维护、资源整合。根据 VMware的统计,企业用户平均1台实体服务器虚拟10台虚拟机器,提供企业建置虚拟化的参考。

管理工具策略:

微软强化支持跨平台,VMware走入机房自动化

相较于微软积极强化管理工具跨平台整合,VMware则是将重心摆在数据中心的自动化管理上,今年3月VMware推出Stage Manager、Site Recovery Manager与Lifecycle Manager,不再只看服务器虚拟化,而是从数据中心的角度来看待,达到更加自动化的目的。

企业接受度:

大型企业用户更在乎稳定

兆丰金控认为Hyper-V的稳定度仍需要时间来考验,兆丰金控表示,当初评估VMware虚拟化技术时,曾因为VMware版本稳定度不足而一直未导入,但随着越来越多人使用,更加确定其系统的稳定性,随后开始逐步导入。

微软、VMware、Citrix三大虚拟化产品功能比较

根据三大虚拟化产品的虚拟化技术、在线转移功能、虚拟磁盘格式、支持储存设备、OS兼容性、软硬件兼容性、内存需求、多核心处理器...等来比较分析。

虚拟化经验谈:储存配置是重点

经验1:储存架构要集中化

随着虚拟服务器产出的数据量越来越大,数据备份、还原与储存资源的利用,都面临问题。世曦因而决定将储存配置改为集中化架构。另外,世曦还打算利用SAN与iSCSI储存网络做为相互备援。

经验2:VMDK扇区的容量要恰到好处

虚拟服务器的储存扇区的大小无法调整,所以在考虑扇区配置时得把握容量只能多不能少的原则,但也不能超过得太多,不然就是浪费储存资源了。

经验3:哪些应用适合采用虚拟化

企业必须评估自身应用程序的负载量来决定哪些应用程序适合采用虚拟化,如果单一应用得耗费绝大多数的硬件资源时,那么这个应用就不适合采用虚拟化。

经验4:1台实体服务器该承载多少虚拟服务器

为了确保稳定性,某艺术大学以每一台服务器工作负载量60%为基准,除了平日服务器工作量不会超载,遇到部分服务器故障时,也不会因工作量过载而造成系统不稳定。

经验5:实体服务器负载大,要特别加强保固

艺术大学在导入虚拟化后,就曾经发生服务器的硬盘与主机板纷纷故障的问题。为此,艺术大学打算增购维护合约,从5×9的服务水平提升至7×24小时,透过提升维护合约,来确保硬件的稳定度。

半虚拟化架构成为基本配备

赤壁一战奠定了三国群雄的局面,而现今x86服务器虚拟化市场的竞争也宛如一场赤壁大战。根据IDC的调查,今年将有36.5%的企业会完成导入x86服务器虚拟化,其中绝大多数的企业会使用VMware服务器虚拟化软件。VMware堪称当今x86服务器虚拟化霸主,全世界采用虚拟化技术的企业中,高达8成以上都是采用VMware的虚拟化产品。在以往, VMware几乎等同于虚拟化的同义词,但是,随着微软以服务器操作系统挟带低价虚拟化加入这场赤壁大战,以其在服务器市场巩固多年的占有率,及长期在管理软件的布局,为这场战局投入了新的变量。

微软(Microsoft)在7月正式发表Hyper-V,不仅在技术上走向主流的半虚拟化技术,将原本的管理工具加以延伸至虚拟化平台,更以操作系统的优势祭出低价策略,搭配Hyper-V虚拟化技术的Windows Server 2008操作系统,只比没搭配的版本多出200多元而已。

在x86服务器虚拟化技术的比较上,目前微软仍落后于VMware,但微软将目标锁定在从未使用虚拟化技术的中小企业用户市场,而不是VMware多年来下来巩固的大型企业市场。微软夹带着Windows平台策略,只要企业有意购买最新的Windows Server 2008操作系统,几乎就等同于是拥有了虚拟化技术。此举使得过去价格高不可攀的VMware备感威胁,不得不承认微软将会是x86服务器虚拟化市场最为强劲的敌人。

微软Hyper-V虚拟化技术的底层架构,主要是取自于一开始打着开放原始码策略起家的XenSource,随着微软长期的亲密战友Citrix在日前一举并购了XenSource,基于彼此的架构相同,在XenServer或Hyper-V上执行的虚拟服务器甚至可以互通,微软与Citrix可以藉由彼此的合作来抢占x86服务器虚拟化大饼。

当然,VMware也不是省油的灯,不可能坐视江山易手。WMware能领先群伦投入x86服务器虚拟化的研发,自然有其不可轻忽的实力,虽然VMware目前无法在价格上与微软力拚低价,但 VMware在技术上仍占有领先地位,其产品稳定性及功能的先进已获得许多企业的信赖,而这是后进者微软仍需投入大量资源与时间来证明的。

这场虚拟化赤壁大战,目前已经发生,可预期到了明年战局将越演越烈。随着技术与市场竞争的白热化,服务器虚拟化产品将越趋成熟,成为企业可以考虑的选项之一。接下来,我们将从产品技术、价格成本、管理工具策略及企业接受度等几个重要面向,逐一分析这场虚拟化大战的发展趋势

 

产品技术:半虚拟化架构成为基本配备

微软在推出Hyper-V之前,前一代的产品如Virtual Server、Virtual PC都是采用全虚拟化技术(Full Virtualization),比起VMware与XenSource早就采用的半虚拟化(Para-virtualization)技术,微软之前在虚拟化技术的脚步是落后不少,也因而未能吸引大型企业用户关注。

半虚拟化架构之所以成为现今主流的技术标准,关键在于半虚化的效率优于全虚拟化,主要的原因是,在全虚拟化的架构下,还必须藉由操作系统负责控制与分配底层硬件的资源;但在半虚拟化架构下,是藉由虚拟层(Hypervisor)让虚拟服务器能直接取用硬件运算资源,而不是虚拟出整套计算机的硬件资源。由于半虚拟化少了一层操作系统,执行效率就能提升不少。

自从微软由XenSource取得Hypervisor技术之后,微软就挤身半虚拟化技术行列,微软大型企业暨经销事业群项目技术部项目技术经理周伯彦说:「相较于前一代虚拟化软件,Hyper-V效能至少提升4成。」

但是VMware认为,VMware的半虚拟化架构仍优于其它人,VMware表示,以微软的Hyper-V为例,在半虚拟化的架构下,还需要父系层(Parent Partition)来管理虚拟层上的所有虚拟服务器,但VMware的架构则不需要父系层,因此,不用透过父系层来沟通的虚拟化技术,效能会比较好。 VMware指出,VMware的服务器虚拟化透过虚拟层就可以管理与分配硬件资源,少了父系层,也可以避免父系层故障会波及虚拟服务器。VMware认为这是他们的架构可以更稳定的原因,也可以在既有资源下虚拟出更多的虚拟服务器,根据Vmware的统计,平均来说,1台实体服务器都可承载10台以上的虚拟服务器。

微软营运暨营销事业群服务器平台事业部产品营销经理朱庭辉指出,微软自己已将重量级的服务放在新一代的虚拟化平台上运行,在今年3月微软将每天都有百万人次流量的MSDN与TechNet网站,转换成在Hyper-V平台上执行。朱庭辉表示,从营运的结果来看,微软并不认为Hyper-V的效能会差,这2个网站的服务都相当稳定,根据实际营运数据,平均处理器的使用率仅3~5%,这个数据与VMware不相上下。

不过,在虚拟服务器在线转移的功能上,目前微软还比不上VMware自豪的VMotion功能。VMotion可以做到在不停机的状况下,搬移虚拟服务器,甚至VMware近日将此一功能延伸至储存设备,跟不同储存设备的虚拟服务器也可以不停机搬移。微软现在的Hyper-V要做虚拟服务器在线转移的话,还是必须要停机,预期等到伴随Windows Server 2008 R2版本而推出的第二代Haper-V,才会提供在线不停机转移虚拟服务器的功能。朱庭辉表示,就像买车一样,你可以选择买奔驰或国产Toyota,如果你要顶级的功能,可以选择VMware的方案,但如果预算不足,又想要有稳定且好用的功能,Hyper-V就是一项不错的选择。

VMware授权费过高,微软以低价策略抢占中小企业市场

虽然业界普遍认为微软的 Hyper-V在技术上仍比不上VMware,但就技术面来看,微软正式走入半虚拟化领域后,就大幅拉近了与VMware的技术差距。有了足以竞争的半虚拟化技术加持后,微软再透过低价策略抢占VMware的市场,朱庭辉说:「VMware的售价太高,因而目前虚拟化的市场规模只占服务器市场的5%~7%。应该要让90%甚至是100%的服务器都能执行虚拟化,而微软的Hyper-V就是要用便宜又大碗的策略来抢下这块市场。」

微软针对Windows Server 2008标准版、企业版与资料中心版,各推出内建Hyper-V,以及不含 Hyper-V的版本,而内建Hyper-V的版本则只要再加28美元,等同于「只要多花约200元就可以有虚拟化环境。」周伯彦说。

以Windows Server 2008标准版彩盒装(含5个客户端授权)为例,售价为8300元,若含Hyper-V的版本则只需要8500元,对于目前正在使用VMware免费版虚拟化软件的研华公司而言,微软的低价策略有很大的吸引力,研华公司信息处副理林信宏说:「Hyper-V只要再加200元,几乎等于是免费,对于研华有相当大的吸引力。」他说,VMware免费版软件不免有许多限制,如果Hyper-V相较于VMware多出更多的功能,当然就会改用Hyper-V。

不过,这只是虚拟化软件最基本的费用,企业要采用虚拟化服务器的整套费用可不只如此,接下来就让我们来算软件授权费给你看。

在3家服务器虚拟化厂商中,微软的整体授权费用是最低的。首先,我们先来看微软虚拟化方案的成本。

如果你的需求只是要以1台实体服务器虚拟出4台虚拟服务器,以微软的方案来看,首先你必须买有含Hyper-V的Windows Server 2008,接着还要买能够管理这4台虚拟服务器的Hyper-V Manager,提供基本的管理功能。

当虚拟服务器数量越来越多时,就需要一套管理机制去因应,微软提出的管理工具是Server Management Suite Enterprise(SMSE),这套管理工具包含System Center Operations Manager、Configuration Manager、Data Protection Manager与Virtual Machine Manager。

这套管理软件可以做到虚拟服务器与操作系统的部署与设定、程序的修补、系统的监控、灾难重建与备份等。在实际部署上,每1台实体服务器都必须要安装1套SMSE管理系统,所以每1台实体服务器都必须要买1套SMSE的授权,售价为7000元。

接下来,如果你部署的虚拟化服务器规模越来越大,那么就需要一套能管理所有实体与虚拟服务器的管理软件,微软对此提出的方案是,针对整个IT环境配置3 套管理机制,包括Operations Manager、Configuration Manager与Data Protection Manager。要管理整个IT环境,上述这3套管理软件只要各买1套即可,每1套授权费是4650元。以上是以一个大规模的微软服务器虚拟化应用为例,除了要买Hyper-V之外,还必须要购买的管理软件。

 

接下来我们以大规模应用为准,统计服务器虚拟化的整体软件授权费用。在大规模应用中,企业通常会购买不限制虚拟服务器数量的Windows Data Center版本(Enterprise版本只能虚拟4个虚拟机器),以虚拟服务器Windows Server 2008 Datacenter最低阶的单颗处理器版本来计算,每1套的授权费为19600元,此外还要再加上2年的SA企业授权3500元,接下来再来加计管理软件费用,每1台实体服务器要加1套SMSE的授权费7000元,最后,要管理整个IT环境,要再加上Operations Manager、Configuration Manager与Data Protection Manager各1套的授权费(4700元)。把这些都加总起来,就是微软虚拟化方案的整体软件授权费,我们计算出来的结果是,1台实体服务器的整体软件费用是44000元,接着我们再以倍数加乘方式计算出5台、10台,以至100台的整体软件费用(请见附表),不过,在大量采购的情况下,厂商都会给予不同的折扣,实际成交价会比表列的还要低。

以1台服务器虚拟化整体软件费用要数万元来看,许多人一定会认为原来服务器虚拟化的软件成本如此昂贵,但是,比较了VMware及Citrix的授权费之后,微软的虚拟化授权费反而是最低廉的。接下来,我们就来看VMware及Citrix方案的软件总成本。

VMware虚拟化的计价方式较为单纯,因为VMware的管理工具都整合在VirtualCenter一套软件上。要计算VMware虚拟化的软件费用,我们同样以大规模的应用为基准,因此以功能最完整的VMware Infrastructure 3.5(VI 3.5)企业版来计价,它包含了HA、DRS、DPM、VMotion与Update Manager等功能,而操作系统仍是以虚拟服务器Windows Server 2008 Datacenter来计算。

 VMware整个虚拟化方案所包含的软件授权费,包括Windows Server 2008 Datacenter操作系统授权费19600元,以及VI 3.5企业版2颗处理器授权费78000元(VMware最低授权版本是2颗处理器),再加上VirtualCenter管理软件2颗处理器授权费 68000元,整个加起来之后,1台实体服务器采用VMware的虚拟化,整体软件授权费用是166000元。我们也把5台、10台,以至100台的软件费用加乘列在附表,不过,在大量采购的情况下,厂商都会给予不同的折扣,实际成交价会比表列的还要低。由此可见,除了操作系统之外,售价最高的就是VI 3.5虚拟化软件的授权费。

最后再来看Citrix XenServer的整体软件费用,虽然XenServer有部分产品是以免费软件的型式提供,但企业若是要用XenServer大规模部署服务器虚拟化,必须买付费版本。

相较之下,XenServer的授权计价方式是最简单的,因为付费版本XenSource白金版就包含了Hypervisor与管理工具,管理功能包括在线移转虚拟服务器的XenMotion、管理工具XenCenter、资源池(Resource Pools)与服务器Provisioning等。所以,依照先前的计价模式,Windows Server 2008 Datacenter版本的授权费是19600元,再加上XenServer白金版授权费48000元,所以,采用XenSource虚拟化方案,1台实体服务器的软件费用是67000元,比起VI 3.5的整体授权费便宜约10万元,相较微软的Hyper-V则是贵了约2万多元。

当虚拟服务器部署数量越多,软件授权费的差距也就越大,IDC资深分析师暨企业应用组召集人曹永晖表示,Hyper-V的低价策略,将冲击现阶段的虚拟化市场,因为低价策略可以吸引企业用户,尤其是中小企业市场。

曹永晖认为,Hyper-V的出现将带动整体x86虚拟化市场的蓬勃,对于从未使用或是没听过虚拟化技术的企业用户,可能会因为价格便宜而购买搭载 Hyper-V的微软操作系统,虽然短期内这些企业用户不见得会使用虚拟化技术,但未来如果有需求时,Hyper-V就会是这些企业用户的首要选择。

他进一步表示,VMware锁定的是高阶虚拟化市场,微软则是将重点投注于从未导入虚拟化的中小企业市场。VMware表示,VMware将微软视为未来的一大劲敌,目前VMware独占的局面将会有所改变,部分市占率将会被微软抢走。

企业要能生存下来,市占率与利润是两件事,VMware认为其整体业绩并不会因为市占率的缩减而下滑,他们认为在技术上至少领先微软2年以上,由于一直专注于大型企业虚拟化的发展,拥有稳固的客户,并且逐渐拓展大型企业市场,预期营收仍将持续攀升。

服务器虚拟化整体成本效益分析

如果要评估一项虚拟化项目所带来的效益,在成本的评估上,除了软件授权费还必须涵盖服务器整合所带来的电力与人力成本的降低。根据IDC的调查,台湾企业导入x86服务器虚拟化的主因有3项,分别为节省IT支出、简化管理与维护、资源整合。

以100台实体服务器建置为例,建置费用高达440万元,其中包含人力与电力成本。若将100台虚拟机器整并至20台实体服务器中,整体建置费用约为 300万元,可省下140万元。如果仔细去想,虚拟化减少8成的服务器数量,为何节省的费用那么有限,主要的原因,在于软件授权费与中阶储存设备。

以VMware VI3.5企业版的软件授权费为例,软件的授权费甚至高于实体服务器的售价,以20个VI3.5版本授权为例,就要约158万元。

若要大规模部署虚拟化环境,还要另外加购1台外接式储存,才可做到动态移动虚拟机器的VMotion功能,1台中阶储存产品,就要花上16万元。

如果整并的服务器数量越多,当然省下的经费更是惊人,若将100台虚拟机器整并在10台实体服务器中,就可以省下260万元。主要的原因在于虚拟化软件授权费与实体服务器至少可以省下一半的建置费用,再加上人力成本的节省,带来的效益将是最为显著。

也因此,实体服务器整合越多的虚拟机器效益更是明显,但必须考虑实体服务器的负载量与可承受的风险性,鸡蛋放在同一个篮子,服务器虚拟越多,风险也就越大,根据 VMware的统计,企业用户平均1台实体服务器虚拟10台虚拟机器,提供企业建置虚拟化的参考。

微软强化支持跨平台,VMware走入机房自动化

研究机构Clabby Analytics认为,x86服务器虚拟化厂商未来的收入来源,除了底层的虚拟化软件,更重要的来源是管理软件与服务。目前包含微软与VMware都积极部署虚拟化管理工具,VMware推出自动化虚拟数据中心概念,微软则是推出第二代虚拟化管理工具System Center Virtual Machine Manager(SCVMM)2008,不同于上一代,强化了跨平台的整合。

微软于4月底在美国Tech-Ed 2008正式发布SCVMM 2008 Beta1,并预计在今年第三季正式推出。SCVMM主要的功能用来执行服务器整并与快速部署虚拟服务器,除了可以管理微软自家的Virtual Server 2005 R2与Hyper-V平台上所有的虚拟服务器外,更重要的是,还可以管理VMware VI3.0版本上所有的虚拟服务器,也就是说,如果你已经部署VI3.0版本的虚拟服务器,未来如果采用Hyper-V平台,不用担心因不同平台的管理问题,透过SCVMM 2008就可以解决跨平台的问题。

SCVMM 2008之所以可以管理VMware VI3.0上的虚拟服务器,主要还是串接VMware的管理工具VirtualCenter来达成,也就是说,如果有1台SAN储存设备,里面包含 Virtual Server、Hyper-V与VI3.0平台的虚拟服务器,微软自家的虚拟化平台可以直接透过管理接口将信息传送到SCVMM,而VI3.0则是利用 VirtualCenter来搜集信息传到管理平台,最后由SCVMM的单一接口统一管理所有的虚拟服务器。朱庭辉表示,下一版本的SCVMM还可以管到 Citrix的XenServer,强化跨平台的管理。

此外,SCVMM还可以做到P2V(实体转虚拟)与V2V(虚拟转虚拟)的功能。大多数的虚拟化管理工具都能做到实体转虚拟的功能,但若是虚拟转虚拟,却是微软虚拟化管理工具的头一遭,微软的V2V指的是VMware VM to Hyper-V VM,也就是说,如果想要从VMware的环境转换至Hyper-V上,不用透过第三方转译软件,利用微软的SCVMM就可以将VMware的VMDK格式转换为微软的VHD,也可看出微软对于 Hyper-V平台的重视与野心。

 

不只如此,SCVMM 2008还与微软另一套管理工具Operations Manager 2007结合,做到资源最佳化的功能,让Hyper-V上所有的虚拟服务器,包含操作系统与应用程序都可以被监控,朱庭辉表示,目前 VMware的VirtualCenter只能管到虚拟服务器本身,但虚拟服务器上执行的操作系统或应用程序发生故障时,系统是无法监控,这也是微软领先 VMware的地方。

他进一步表示,如果使用VMware虚拟化软件,当应用程序发生问题,要厘清问题点并不容易,就很难决定是要找虚拟软件厂商或应用程序厂商来解决,但微软的产品线相当广泛,包含虚拟化软件、操作系统到应用程序,如果使用Hyper-V发生问题,从虚拟层、虚拟服务器,以至操作系统、应用程序等,微软都得负起责任。除了支持微软本身的应用程序外,目前微软还与第三方软件厂商合作,如Oracle或Linux操作系统,强化管理工具的支持度。

相较于微软积极强化管理工具跨平台整合的功能,VMware则是将重心摆在数据中心的自动化管理(Management & Automation)上,今年3月VMware推出Stage Manager、Site Recovery Manager与Lifecycle Manager,不再只看服务器虚拟化,而是从数据中心的角度来看待,达到更加自动化的目的。VMware表示,他们在技术上的领先,是要自己与自己比,并不是要和微软相比。

VMware下一代虚拟技术的关键在于灾难复原,VMware试图让虚拟化架构成为灾难复原的基础架构,扩展虚拟化的应用范围。目前有许多企业都打算透过VMware虚拟化技术进行灾难复原,如某艺术大学,该校电子计算器中心系统组组长梅士杰表示,要做到传统异地备援架构,每一台实体服务器都必须设置另一个异地机房,需花费大笔经费,虚拟化打破硬件的限制,让数台虚拟服务器可以集中在单一实体服务器上,建置的成本将大幅降低。

但是要维护以虚拟化平台建立的灾难复原系统的难度较高,VMware表示,数据中心因业务型态不断变化,软件与硬件架构也在不断更新,IT人员是否能按部就班将资料能备援至异地机房就是问题。因而VMware推出可以自动进行备援的Site Recovery Manager,可以针对备援资料的不断更新,而自动拟订不同的备援策略,也就是说,Site Recovery Manager可以结合VirtualCenter建立一套备援计划,加快启动灾难复原的时间与可行性。

此外,为了协助IT人员管理虚拟服务器从创建到淘汰的生命周期,VMware推出Lifecycle Manager。该工具可以透过单一接口去追踪谁提出虚拟服务器建置的要求、谁通过这项建置、建置位置、何时更新与淘汰日期等,强化 IT人员对虚拟服务器的监控。VMware表示,当企业的虚拟服务器越来越多时,有效管理就是问题,透过Lifecycle Manager提供一套自动化的解决方案,协助企业管理并分配虚拟服务器的标准作业流程,透过自动化工具,减少人力的成本。

最后则是Stage Manager,当IT人员在虚拟化环境建立1个新应用时,除了负责实际运作的虚拟服务器外,还会创建1个测试用的虚拟服务器,当修改测试用的虚拟服务器时,系统会将修改的部分转移到实际运作的虚拟服务器上,保持系统建置流程的一致性。除了单独贩卖外,VMware将这些工具集成一套自动化管理套件,入门售价约为5万多元。

VMware推出的数据中心自动化管理工具,将虚拟化数据中心视为一体,透过自动化的流程减少人力的付出。VMware表示,微软管理工具还在管理底层架构,但VMware已经走到数据中心自动化的新领域