本文通過一個虛擬化工程案例闡述了虛擬化的全過程，并對結果進行了效益分析。從這個工程案例得出以下結論：并非所有的服務器都適合虛擬化。只有通過虛擬化評估符合一定條件的服務器，才適合采用虛擬化技術；并非所有的企業都會從虛擬化技術中獲益。 節約成本和提高效能是許多企業IT 部門面臨的難題。隨著虛擬化技術的流行，很多企業開始考慮是否將其應用到本企業的數據中心，以獲得理想的經濟效益。那么服務器虛擬化方案是否適合所有的企業，是否一定會帶來成本節約呢？答案并沒有那么簡單。本文通過一個虛擬化工程案例闡述了虛擬化的全過程，并對結果進行了效益分析。從這個工程案例得出以下結論：并非所有的服務器都適合虛擬化。只有通過虛擬化評估符合一定條件的服務器，才適合采用虛擬化技術；并非所有的企業都會從虛擬化技術中獲益。

一、前言

本文通過一個項目工程案例，研究實現企業數據中心虛擬化的工程方法，對比采用虛擬化和未采用虛擬化的兩種情況下，經濟成本與碳排放量的數據差異。得出結論：虛擬化技術對企業降低成本和減少碳排放量具有重要意義。

企業的IT 部門面臨多方面的挑戰，其中以下兩個方面尤為重要：

(一)節約成本

在當前嚴峻的經濟環境下，由于預算減少，企業往往希望IT部門能夠事半功倍。面對成本、資源和時間這三重壓力，如何確保：既能不斷創新，又能達成自身的服務級別協議(SLA)要求呢？

(二)提高效能

對于今天的IT 部門而言，能源消耗是一個非常關鍵的問題。僅在美國，數據中心在2006 年就消耗了45 億美元的電力。行業分析機構Gartner預計，未來5 年，大部分企業數據中心花在能源(電力和散熱)上的費用將與花在硬件基礎架構上的費用一樣多。

現在大多數服務器和桌面在開啟后僅有5-15%的時間處于使用狀態，而大多數x86 硬件在空閑狀態下仍需消耗正常工作負載所需電量的60-90%。

分析公司IDC3 表示，以美國為例，未利用的服務器容量約相當于：

1、1400 億美元；

2、3 年的硬件供應量；

3、20 多萬臺服務器。

按照每臺服務器每年排放4 噸二氧化碳(CO2)計算，這些未利用的服務器每年將排放80 多萬噸CO2。這一數字不僅高于泰國全國的年排放量，甚至還超過了南美洲所有國家/地區一年總排放量的一半。

二、虛擬化案例概述

某公司計劃搬遷，數據中心的大量設備，將搬遷至新的辦公大樓。公司領導希望利用本次搬遷，將原有的服務器和存儲進行整合，達到提高效率，簡化管理，節約成本的目的。公司數據中心目前主要包括生產系統、文件備份系統、開發測試系統。

生產系統指公司運營所涉及的系統，由IM 部門負責管理，包括MIS 審批系統、MISSVN 版本控制服務器、PMS 項目管理系統、SAP HR 系統、SAP 系統、BI 系統等。文件備份系統指各部門的文檔、數據的備份，包括測試中心備份、項目管理部文檔、市場部文檔、技術中心等各中心早期備份資料、解決方案中心文檔、公司早前資料備份、內控部門共享文檔、解決方案中心文檔等。開發測試系統指公司軟件開發等部門，為了檢測新系統是否符合實際運行要求，或者研發新的產品等，需要一個開發測試平臺。

本項目目標將建立一套虛擬機系統用來對適合虛擬化的生產系統服務器進行整合，同時臨時滿足開發測試虛擬機的需求。未來隨著開發測試虛擬機需求的不斷增長，將另外建設一套開發測試虛擬機系統。這樣可以將生產和開發獨立開來，便于管理和擴展。

三、現狀分析

(一)生產系統服務器狀況

目前IM 部門負責管理的生產系統服務器主要應用于公司內部事務處理。包括：MIS 系統、PMS 項目管理系統、SAP 人力系統和財務系統等應用，所用的機器都是DELL 的型號(支持64 位x86架構)。數據庫和數據都存放在各個機器的本地驅動器。這些服務器都采用了微軟服務器操作系統包括：Windows　Server 2003、Windows Server 2000。這些操作系統在VMware虛擬化所支持的操作系統列表之中。

(二)性能統計

為了確定是否適合虛擬化，在搬遷之前對生產系統服務器進行了為期一個月的性能數據跟蹤統計，發現大部分服務器資源使用率比較低，而且均沒有安裝硬件加密設備。這些都非常符合虛擬化的前提條件。

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(三)存在的弊端

1.現有生產系統服務器架構存在以下弊端：

(1)運營成本不斷上升。

目前IM 部門服務器已經涉及到9 個系統，隨著業務的不斷增多，可能需要更多的服務器來支持，各系統之間相對獨立、設備分散，大量的業務系統使得IT 管理人員難于管理。

(2)服務器運行效率低下。

現有各系統均配置2 路CPU，服務器中大部分使用率都不高，各系統的負載情況各不相同，在現有系統架構下，無法提高服務器的使用效率和平衡各服務器間的負載情況。

(3)系統缺乏高可用性。

現有各服務器都是單機，對于某些關鍵應用和數據，系統的高可用性概念十分重要。除了設備本身的可用性以外，要想進一步提高整個系統的可用性，必須采用雙機熱備或集群模式，來保證關鍵業務的連續性。

針對公司目前的服務器體系架構的復雜性、缺乏高可用性以及服務器資源利用率低下問題，對現有服務器體系架構進行有效的整合是解決以上問題的關鍵。有效的整合是為了提高系統的可管理性和降低成本，提供系統的高可用性，提高服務器的使用效率，***限度降低整體擁有成本(TCO)。

2.現有存儲結構存在以下弊端：

(1)數據分散，不易管理。

隨著數據量的增長，管理大量的服務器以及連接到這些服務器的本地硬盤將會變得越來越困難。

(2)無法控制服務器環境的不斷增長。

隨著公司規模的日益擴大、管理的日益規范化，將會有更多用戶和新的應用程序，相應的，服務器環境也會在不斷的增長。隨著服務器環境的不斷增長，特別是對磁盤空間的要求也會更高，為了應對這種現象，勢必需要不斷的增加服務器的磁盤數量，而公司現有的存儲模式又使得每個服務器上的存儲都不能充分利用且不能共享，這樣就會造成存儲空間的浪費。

(3)不利于實現生產系統高可用性。

對于某些關鍵業務，可能需要雙機熱備來實現其高可用性，如果要實現雙機熱備，那么就需要主、備兩臺服務器擁有可以共享的存儲資源，但是以目前的存儲模式無法實現。

(4)不利于數據的備份。

目前公司生產系統的數據備份是采用Veritas，制定策略，通過IP 網絡備份至其他的服務器。這樣，在每天備份窗口來臨的時候，就會有大量的數據在網絡上傳輸，占用大量的網絡帶寬，這樣勢必會造成網絡性能的明顯下降。

再者，隨著數據量的不斷增加，所需的備份窗口時間也會越來越長，這樣也會影響到業務系統的運行。

綜上所述，公司目前的存儲環境存在著諸多不利因素，為了實現生產系統的高可用性、存儲系統的統一管理，有必要對公司的現有存儲進行一次整合。

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四、解決方案

(一)服務器整合解決方案

采用VMware 虛擬機實現服務器的整合。根據公司現有的應用需求情況，對于Windows 平臺上的應用系統，新購置三臺DELL R905 服務器，同時每臺服務器上都安裝配置企業版Vmware ESX 4.0，用于在單個DELL R905 物理服務器實體上，利用DELL R905服務器強大的處理能力，生成多個虛擬服務器，而每一個虛擬服務器，從功能、性能和操作方式上，等同于傳統的單臺物理服務器，在每個虛擬服務器上，再安裝配置Windows 操作系統，進而再安裝應用軟件、數據庫等，從而大大提高資源利用率，降低成本，增強了系統和應用的可用性，提高系統的靈活性和快速響應，實現服務器虛擬架構的整合。

為了集中管理和監控虛擬機、實現自動化以及簡化資源調配，單獨配置一套服務器安裝Window 系統，用于安裝Virtual Center軟件，對三臺物理服務器及其上的虛擬服務器進行統一的管理。在服務器整合完成后，閑置下來的服務器可以作為管理服務器，以及研發等部門的開發、測試服務器使用。

(二)存儲整合解決方案

采用SAN 存儲區域網實現存儲的整合。為了實現數據的集中存儲、集中備份以及充分利用VMware 虛擬架構特性，使用新購置的EMC CX4-480，同時基于新購置的Brocade 光纖交換機，組成標準的SAN 集中存儲架構，由VMware 虛擬架構套件創建出來的虛擬機文件都存放在SAN 存儲陣列上。通過共享的SAN 存儲架構，可以***化的發揮虛擬架構的特性和優勢，例如進行在線地遷移正在運行的虛擬機(VMware VMotion)，進行動態的資源管理(VMware DRS)，和集中的基于虛擬機快照技術的Lan Free 的整合備份(VMware VCB)等，而且為以后的容災提供擴展性和打下基礎。

(三)方案結構圖

本方案結構圖如圖1：
    

(四)方案配置

該方案最終配置為：

1、硬件部分。

3 臺vSphere 服務器，型號DELL R905，配置：CPU：4*6 核，內存：256G，硬盤：300G*2 with RAID1，網卡：4 個。

1 臺VC 控制中心，型號DELL 1950，配置：CPU：4 顆，內存：4G，硬盤：700G*2 with RAID1，網卡：2 個。

1 臺EMC CX4-480 SAN 存儲，配置：SAS 硬盤：300G*20，SATA硬盤：1T*6，盤柜：3 個。

2 臺Brocade 16 口SAN 交換機，型號SLKWRM 200。

2、軟件部分。

VMWare vSphere 4.0，版本：Enterprise Plus，。

VMWare vCenter Server 4.0，版本：Foundation，支持2個實例。

EMC PowerPath for VE，unServed 版本，數量3 個。

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五、效益分析

(一)計算方式

采用VMware 虛擬服務器架構對比原來的獨立物理服務器架構，可以獲得多少成本節約呢？這里假設兩者都采用SAN 集中存儲的架構，那么在存儲部分的投資基本相同，不用考慮。也不考慮人員成本和管理維護成本。

假設采用獨立物理服務器方案，每臺服務器的數據為：DELLR710 2c4g 的服務器價格大約為1.8 萬元，功率是570 瓦。電力與碳排放量的通用轉換公式為：碳排放量計算公式：____度×轉換系數0.785=____KgCO2。

(二)成本數據

在以上工程案例中，VMware 虛擬主機和軟件上的投資總共：￥851，000.00。VMware 虛擬主機即DELL R905 服務器功率為1100瓦，3 臺為3300 瓦。

(三)效益分析

新的虛擬機系統服務器成本：851000 元，電力成本：3*1100=3300 瓦。

如果不采用虛擬計算系統，而是直接購買物理服務器的話，851000 元可以購買大約47 臺物理服務器(DELL R710)。也就是說新的虛擬機系統如果運行47 臺虛擬機的話，兩個方案的服務器成本就基本持平了。

在以上工程案例中，一期實現了生產系統的18 臺虛擬機做雙機熱備(二期將實現更多的虛擬機用于開發測試系統)，相當于36 臺虛擬機，其效益分析情況如下：
 

1、節約購買成本為：36*18000-851000=-203000 元。

2、節約電力為：36*570-3300=17220 瓦。

3、每年減少的碳排放量：(17220*365*24*0.785)/1000000=118噸。

同理，隨著虛擬機數量增加，成本電力節約統計如下表：說明：3 臺DELL R905，每臺256G 內存，至少可以支持190臺2c4g 的虛擬機。

六、結論

通過以上工程案例和效益分析，可以發現通過服務器虛擬化技術實現服務器整合，配合SAN 存儲實現存儲整合，可以提高服務器利用率，節約成本，減少碳排放量。

同時，從數據上看，在服務器虛擬化初期，服務器數量不大的情況下，成本節約可能為負值。當服務器達到一定數量后，成本節約的效益才非常可觀。如上述案例：初期只有相當于36 臺的虛擬化服務器，成本節約為負的￥203，000 元。當虛擬化服務器達到47 臺時，成本基本持平。此后，數量繼續增加成本節約才開始比較明顯，達到190 臺虛擬化服務器時，成本可節約￥2，569，190 元。

所以，采用服務器虛擬化技術實現成本節約的解決方案并非適合所有的企業。只有企業數據中心的可虛擬化服務器達到一定數量后，虛擬化方案才有比較可觀的效益。