在過去十年或更長時間中，IT 基礎(chǔ)架構(gòu)發(fā)生了巨大變化。隨著虛擬化的興起，組織已經(jīng)改變了在基礎(chǔ)架構(gòu)中配置、管理和容納關(guān)鍵業(yè)務(wù)工作負(fù)載的方式。虛擬化不是以 1:1 的方式配置服務(wù)器工作負(fù)載，每個物理服務(wù)器都有一個工作負(fù)載，虛擬化帶來了在一組物理硬件上運行許多軟件工作負(fù)載的能力。
隨著處理、網(wǎng)絡(luò)和存儲能力的進(jìn)步，虛擬化使企業(yè)能夠更有效地利用整個環(huán)境中 CPU 處理能力的發(fā)展，并利用硬件的進(jìn)步。因此，在某些情況下，某些工作負(fù)載仍然需要物理服務(wù)器。
讓我們看一下物理服務(wù)器和虛擬機(jī)之間的重要區(qū)別。
物理服務(wù)器與虛擬機(jī)
在查看物理服務(wù)器和虛擬機(jī)之間的差異并決定在它們之間運行您的業(yè)務(wù)關(guān)鍵型工作負(fù)載時，讓我們首先更好地了解它們。我們將考慮以下幾點：
1.什么是物理服務(wù)器？
2.什么是虛擬機(jī)？
3. 物理機(jī)與虛擬機(jī)功能對比
4.你如何選擇？
5. 其他注意事項
讓我們開始研究物理服務(wù)器。
什么是物理服務(wù)器？
1. 物理服務(wù)器是 IT 基礎(chǔ)設(shè)施中眾所周知的一部分，從一開始就存在。它是您可以 觸摸 和 感受的硬件。典型的服務(wù)器被稱為“裸機(jī)”。
2. 它包括允許其運行的物理服務(wù)器機(jī)箱中包含的所有物理硬件組件。物理服務(wù)器基本上有一個 CPU、RAM 和幾種類型的內(nèi)部存儲，從中加載和啟動操作系統(tǒng)。它可能有也可能沒有用于操作系統(tǒng)的存儲之外的通用存儲。
3. 數(shù)據(jù)中心的物理連接連接到物理服務(wù)器，這包括電源、網(wǎng)絡(luò)、存儲連接以及其他外圍設(shè)備和硬件。
4. 運行單個應(yīng)用程序的裸機(jī)服務(wù)器，一般為單個“租戶”提供應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。簡單來說，租戶是 客戶 或 消費者。租戶是為單個客戶提供服務(wù)的軟件和支持基礎(chǔ)架構(gòu)的單個實例。
服務(wù)器類型
如果人們可能將物理服務(wù)器視為“一刀切”類型的硬件，那么物理服務(wù)器有各種類型、大小和用途。其中包括以下不同的服務(wù)器類型：
1. 塔式服務(wù)器——與機(jī)架式和模塊化服務(wù)器相比，這種類型的服務(wù)器成本更低，功能也更弱。這些服務(wù)器存在于邊緣或小型企業(yè)環(huán)境中，其中可能未安裝服務(wù)器機(jī)架或沒有其他機(jī)架安裝設(shè)備來證明購買服務(wù)器機(jī)架的合理性。
2. 機(jī)架式服務(wù)器——這些服務(wù)器是您在考慮企業(yè)數(shù)據(jù)中心環(huán)境時想到的典型服務(wù)器，安裝在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器機(jī)架中。
3. HCI 或模塊化服務(wù)器——HCI 或模塊化服務(wù)器有時被稱為“刀片”服務(wù)器或超融合外形，因為它們通常能夠通過簡單地安裝新的“刀片式服務(wù)器”來安裝或擴(kuò)展計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)”或“模塊”到 HCI/模塊化服務(wù)器的機(jī)箱中。
上面提到的不同類型的服務(wù)器肯定不是唯一可供購買的服務(wù)器。但是，這些類型的服務(wù)器是企業(yè)數(shù)據(jù)中心環(huán)境中最常見的物理外形類型。
什么是虛擬機(jī)？
1. 虛擬機(jī)是當(dāng)今環(huán)境中常見的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)類型。雖然容器肯定正在獲得牽引力并且正在被采用，但虛擬機(jī)仍然是當(dāng)今虛擬化環(huán)境的事實標(biāo)準(zhǔn)。
2. 這些機(jī)器是通過 在“裸機(jī)”服務(wù)器上安裝管理程序來實現(xiàn)的。當(dāng)今許多流行的虛擬機(jī)管理程序（如 VMware vSphere 和 Microsoft Hyper-V）的常用方法是將底層物理服務(wù)器的硬件虛擬化，并將此虛擬化硬件呈現(xiàn)給操作系統(tǒng)。管理程序具有某種 CPU 調(diào)度程序 ，用于代理來自在來賓虛擬機(jī)中運行的客戶端操作系統(tǒng)的請求，物理 CPU 安裝在底層物理主機(jī)中。
3. 與物理服務(wù)器相比，虛擬機(jī)在供應(yīng)、管理、配置和自動化方面具有許多優(yōu)勢。雖然新的物理服務(wù)器需要幾天或幾周的時間來獲取、配置和配置，但在某些情況下，虛擬機(jī)可以在幾分鐘甚至幾秒鐘內(nèi)啟動。
4. 虛擬機(jī)從底層物理硬件中抽象出來的方式，意味著它具有物理服務(wù)器無法實現(xiàn)的移動性和靈活性。在虛擬機(jī)運行時，虛擬機(jī)可以在不同主機(jī)之間無縫移動。由于虛擬機(jī)是共享存儲上的一組文件而不是一組物理硬件，因此可以輕松移動和更改其計算/內(nèi)存所有權(quán)。
5. 如前所述，物理服務(wù)器非常適合單個租戶或客戶。虛擬機(jī)更適合多租戶環(huán)境，其中可能有許多不同的公司使用不同的虛擬機(jī)，所有虛擬機(jī)都位于物理機(jī)管理程序主機(jī)或集群上。
虛擬機(jī)類型
由于沒有物理形式因素可以讓我們?yōu)樘摂M機(jī)提供支持，因此虛擬機(jī)存在“虛擬硬件”的概念。以 VMware vSphere 為例，當(dāng)您查看 VM 設(shè)置時，您可以看到構(gòu)成 VM 的虛擬硬件。
VMware 虛擬機(jī)中包含的虛擬硬件 除了虛擬硬件之外，還有其他類型的 VM 需要注意：
1. Persistent——它通常與 VDI 環(huán)境相關(guān)聯(lián)，用于描述使用后不會斷電和銷毀的 VM。
2. 非持久性——通常與 VDI 環(huán)境相關(guān)聯(lián)，描述一個短暫存在的虛擬機(jī)，僅在需要時提供
3. 厚置備——將虛擬機(jī)的存儲描述為磁盤在創(chuàng)建時完全提交或“歸零”
4. 精簡配置——精簡配置磁盤僅在需要空間時將磁盤歸零。這有效地允許“過度配置”存儲，因為您可以為虛擬機(jī)分配比實際可用的存儲更多的存儲
5. 虛擬設(shè)備——VMware vSphere 中的虛擬設(shè)備可以通過 OVA/OVF 模板進(jìn)行部署。這使得配置設(shè)備變得非常容易和有用。
6. vApps——一個vSphere概念，允許在邏輯上將虛擬機(jī)分組在一起，以便可以將它們作為單個實體進(jìn)行管理和管理
7. 第 1 代——在 Hyper-V 中，這是傳統(tǒng)的 VM 配置。“世代”通常會影響 VM 的功能和特性。與第 2 代 VM 相比，第 1 代 VM 的功能通常受到限制。
8. 第 2 代——Hyper-V 中最新的 VM 配置類型，提供所有最新特性和功能。
物理機(jī)與虛擬機(jī)功能比較
物理服務(wù)器和虛擬機(jī)的構(gòu)建方式非常不同，但它們確實有相似之處。歸結(jié)為連接到“物理服務(wù)器”與“虛擬服務(wù)器”，從客戶端的角度來看，體驗將是完全相同的。應(yīng)用程序通常不關(guān)心它們是連接到物理服務(wù)器還是作為虛擬機(jī)連接到虛擬機(jī)。
所需的資源由物理服務(wù)器或虛擬機(jī)提供，應(yīng)用程序可以執(zhí)行相同的操作，無論服務(wù)器是物理服務(wù)器還是虛擬服務(wù)器。我們來看看下面的對比。
費用
1. 盡管從一美元的處理能力來看，物理硬件的價格已經(jīng)大幅下降，但它仍然很貴。根據(jù)配置的硬件規(guī)格，單個物理服務(wù)器的成本可能在幾千美元到幾萬美元之間。
2. 查看虛擬機(jī)的成本可能是一個更抽象的練習(xí)，因為您可以在運行虛擬機(jī)管理程序的物理主機(jī)上創(chuàng)建硬件可以支持的盡可能多的虛擬機(jī)。與虛擬機(jī)相關(guān)的“成本”是因為它們基本上占用了物理主機(jī)能夠提供的硬件規(guī)格和性能的“切片”，并且您在購買硬件時需要付費。
3. VMware 的 vRealize Operations Manager 等產(chǎn)品能夠根據(jù)分配的處理器、RAM 和消耗的存儲運行持續(xù)成本分析。這有助于獲得有關(guān)單個 VM 成本的切實信息。
4. 然而，當(dāng)進(jìn)行一對一比較時，與在物理管理程序主機(jī)上運行許多實例或工作負(fù)載的能力相比，用于 (1) 工作負(fù)載的物理服務(wù)器硬件相比，VM 更具成本效益和效率使用企業(yè)數(shù)據(jù)中心的物理資源。
物理足跡
1. 當(dāng)您查看物理服務(wù)器的物理占用空間時，它肯定是廣泛的。無論是塔式、機(jī)架式還是刀片式機(jī)箱，都需要空間來容納服務(wù)器的物理外形。如果您考慮為每個運行的工作負(fù)載配備一個物理服務(wù)器來為單個解決方案、應(yīng)用程序或一組用戶提供服務(wù)，那么所需的物理空間可能會增加。
2. 另一方面，虛擬機(jī)允許所謂的 服務(wù)器整合。在過去十年或更長時間中，許多組織一直在經(jīng)歷這種轉(zhuǎn)變，從具有單個應(yīng)用程序的 1 對 1 物理服務(wù)器關(guān)系到每個物理管理程序主機(jī)可以運行 10、20、50 或更多 VM 的虛擬化環(huán)境。
3. 與每臺運行單一工作負(fù)載的物理服務(wù)器相比，虛擬機(jī)無疑更有效地利用了企業(yè)數(shù)據(jù)中心的物理空間。
壽命
1. 對于大多數(shù)企業(yè)環(huán)境中的物理服務(wù)器硬件，一般使用壽命為 3-5 年。這意味著運行在物理服務(wù)器硬件之上的工作負(fù)載需要在達(dá)到該生命周期后遷移出去。
2. 由于虛擬機(jī)是從物理服務(wù)器的底層硬件中抽象出來的，因此虛擬機(jī)的壽命可能比它們所在的物理硬件長得多。在底層虛擬機(jī)管理程序主機(jī)達(dá)到生命周期后，可以與當(dāng)前主機(jī)并行配置新的虛擬機(jī)管理程序主機(jī)，并且可以無縫遷移虛擬機(jī)。
3. 另一方面，憑借強(qiáng)大的自動化能力，虛擬機(jī)可以臨時配置并根據(jù)需要上下旋轉(zhuǎn)。一個典型的例子是根據(jù)需要在 VDI 環(huán)境中配置的非持久性 VM。用戶注銷后，非持久虛擬機(jī)被銷毀。
遷移
在將遷移可能性與物理硬件與虛擬機(jī)進(jìn)行比較時，物理服務(wù)器遷移要困難得多。將物理服務(wù)器遷移到新的物理硬件比虛擬機(jī)復(fù)雜得多。隨著物理服務(wù)器遷移到新硬件，有幾個選擇。
拍攝物理服務(wù)器的映像并將映像應(yīng)用到新硬件
將軟件從舊物理服務(wù)器遷移到新物理服務(wù)器
選項 1 需要最少的努力。但是，就驅(qū)動程序和包含對舊物理服務(wù)器的硬件引用的映像的其他挑戰(zhàn)而言，此選項可能是最成問題的。此方法可能會在應(yīng)用映像后導(dǎo)致藍(lán)屏或硬件問題。需要一個 維護(hù)期 ，并且物理服務(wù)器托管的應(yīng)用程序?qū)?在此期間發(fā)生中斷。
選項 2 可能需要最繁重的工作，因為將軟件/應(yīng)用程序遷移到新服務(wù)器可能很復(fù)雜，具體取決于軟件/應(yīng)用程序。將軟件/應(yīng)用程序從一個物理服務(wù)器遷移到另一個物理服務(wù)器很可能需要一個維護(hù)期。
相比之下，虛擬機(jī)遷移要容易得多。由于虛擬機(jī)是從底層物理管理程序主機(jī)硬件中抽象出來的，遷移到新的管理程序硬件是一個簡單的管理程序級別的遷移過程。對于這些虛擬機(jī)管理程序，這將是一個 VMware“vMotion”或 Microsoft Hyper-V“實時遷移”過程以遷移到新硬件。
當(dāng)我們遷移 VMware 虛擬機(jī)時，vMotion 或 Live Migration 等支持的虛擬機(jī)管理程序級別遷移的好處是它們可以 在 VM 運行時完成， 這意味著您的應(yīng)用程序可以在此過程中保持可用！與物理服務(wù)器遷移相比，遷移無疑是虛擬機(jī)的一個優(yōu)勢。
表現(xiàn)
1. 性能是物理服務(wù)器（裸機(jī)）通常大放異彩的一個領(lǐng)域，擁有物理服務(wù)器而不是運行 VM 的最常見用例之一是要求為關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供絕對最高的性能應(yīng)用。虛擬化環(huán)境有一點與管理程序相關(guān)的開銷。
2. 但是，需要注意的是，隨著虛擬機(jī)管理程序調(diào)度程序在調(diào)度 CPU 時間方面變得非常出色，VM 性能和裸機(jī)性能之間的差距已經(jīng)變得非常小。大多數(shù)出于性能原因在物理服務(wù)器上運行可能是因為需要絕對不爭用來自其他虛擬機(jī)的資源，這些虛擬機(jī)可能會在同一物理管理程序主機(jī)硬件上競爭這些資源。
效率
1. 效率是針對單個工作負(fù)載在物理服務(wù)器上運行虛擬機(jī)的優(yōu)勢。與虛擬機(jī)相比，為物理服務(wù)器供電、冷卻以及每個“機(jī)架-U”數(shù)據(jù)中心空間、運行物理服務(wù)器以托管應(yīng)用程序和工作負(fù)載的成本變得非常昂貴。
2. 在每個管理程序主機(jī)運行多個甚至數(shù)十個 VM 時，代替每個物理服務(wù)器的單個工作負(fù)載，與物理服務(wù)器相比，VM 在數(shù)量級上的效率更高。虛擬機(jī)有效地使組織能夠成功地大幅整合其數(shù)據(jù)中心的足跡。
3 資源效率，使用物理服務(wù)器處理單一工作負(fù)載會導(dǎo)致大量閑置資源的浪費。VM 允許實際使用可用的 CPU 周期、內(nèi)存和存儲容量。
災(zāi)難恢復(fù)和高可用性
1. 在物理服務(wù)器硬件或虛擬機(jī)上運行任何關(guān)鍵業(yè)務(wù)工作負(fù)載時，都需要一種方法來保護(hù)您的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)免受災(zāi)難，并確保應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)可用。在 DR 和 HA 方面，與在物理服務(wù)器上運行工作負(fù)載相比，VM 具有明顯的優(yōu)勢。
2. 虛擬機(jī)是從底層物理硬件中抽象出來的。就能夠移動到不同的管理程序主機(jī)而言，它使它們具有極強(qiáng)的移動性。在災(zāi)難恢復(fù)場景中保護(hù)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)時，VM 提供了多種功能。
3. 對于虛擬機(jī)，可以利用虛擬機(jī)快照/檢查點來重定向輸入，以便備份解決方案可以捕獲所有更改的數(shù)據(jù)。更改塊跟蹤 更改跟蹤可用于僅捕獲自上次備份以來所做的更改。
4. 虛擬機(jī)管理程序級別的虛擬機(jī)備份導(dǎo)致對將虛擬機(jī)恢復(fù)到正常運行狀態(tài)所需的所有內(nèi)容進(jìn)行總備份，并配置了虛擬硬件。
5.與物理服務(wù)器備份一起，可以捕獲操作系統(tǒng)和存儲在服務(wù)器內(nèi)的所有數(shù)據(jù)。物理硬件不能被神奇地復(fù)制。對于物理服務(wù)器故障，您將不得不重現(xiàn)兼容的服務(wù)器硬件來恢復(fù)您的備份。
6.虛擬化集群使高可用性變得容易。通過從 VM 中抽象出硬件，VM 可以輕松地從集群中的任何管理程序主機(jī)上運行。當(dāng)管理程序主機(jī)出現(xiàn)故障時，可以簡單地假定虛擬機(jī)的所有權(quán)在管理程序集群中的不同管理程序主機(jī)上。
7. 物理服務(wù)器也可以集群。由于 Windows Server 故障轉(zhuǎn)移群集長期以來一直是企業(yè)數(shù)據(jù)中心將物理服務(wù)器群集在一起以確保應(yīng)用程序/數(shù)據(jù)角度的高可用性的標(biāo)準(zhǔn)。如果主節(jié)點發(fā)生故障，集群中的另一臺物理服務(wù)器將假定運行應(yīng)用程序/托管數(shù)據(jù)。
8. 虛擬機(jī)允許以最簡單的方式在站點級別保護(hù)您的數(shù)據(jù)，并且可以輕松地復(fù)制到位于不同位置的不同環(huán)境，例如 DR 設(shè)施。
你如何選擇？
1. 雖然大多數(shù)人在物理服務(wù)器與虛擬機(jī)之間做出決定，但已確定隨著虛擬化的廣泛采用。虛擬機(jī)在成本、物理空間、壽命、遷移、性能、效率和災(zāi)難恢復(fù)/高可用性方面提供的優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在單個物理服務(wù)器上運行單個工作負(fù)載。
2. 這是否意味著您不會選擇在物理工作負(fù)載上運行應(yīng)用程序和托管數(shù)據(jù)？不。實際上物理服務(wù)器仍然是企業(yè)數(shù)據(jù)中心環(huán)境的重要組成部分。在物理服務(wù)器上運行應(yīng)用程序仍然存在各種情況和用例。無論是出于性能原因，還是出于將物理設(shè)備連接到物理服務(wù)器的需要，這些用例肯定存在。
3. 選擇歸結(jié)為組織的技術(shù)和業(yè)務(wù)決策。在許多 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)環(huán)境中，大部分工作負(fù)載將是虛擬機(jī)和容器，少數(shù)物理服務(wù)器運行各種應(yīng)用程序。
