產業觀察
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轉寄友人提升資料中心虛擬化後的服務品質
作者/鄭健忠
[發表日期：2010/6/15]
前言
IT部門實現虛擬化的最初目標是節省資料中心的資本成本和運營成本。然而，虛擬化正在從以虛擬伺服器為中心，轉變為以實現服務為導向的IT模式，來提升客戶對服務商整體滿意度衡量指標的服務水準協議（Service Level Agreement，SLA）和體驗品質（Quality of Experience，QoE）。因此，要打造出一個能夠提升服務商業價值的環境，就是要能夠迅速且自動控管服務從失能復原，並且立刻回應變更需求，其中進行監督的IT部門不需要複雜的伺服器、儲存裝置和網路基礎架構程序，也不會造成大量作業負擔。
應用程式虛擬化的問題
維護服務水準協議，提高最終使用者體驗品質是IT部門的主要職責。在虛擬化環境內，這樣的職責變得更加複雜。由於數十，甚至數百、數千台不同的虛擬機器（VM）可能共用同一個物理資源池(Resources Pool)，因此出現爭奪資源的情況，從而使得對應用性能進行監督、控制和增強變得更為困難。
以往在傳統佈署VMware虛擬化環境，有些時候還會面臨到當虛擬機器負載到一定程度時，如果要增加一台相同的虛擬機器提供相同的服務，都必須人為介入，雖然可以透過快速佈署虛擬機器，但還是無法達到自動化的目的。
舉例來說，在VMware虛擬化環境下部署了Web服務的虛擬伺服器，如果該Web服務的虛擬伺服器運行過慢，或效能負載過高，VMware雖可以透過V-Motion或DRS的方式進行資源調整，但還是治標不治本。若還是造成Web服務無法滿足客戶時，就得手動開啟另一台Web服務虛擬伺服器進行服務。此時環境若部署了伺服器負載平衡設備，在虛擬化導入後，網路管理人員會發現以下的問題花費了絕大部分時間進行處理。
- ‧調整伺服器負載平衡設備，加入新的邏輯伺服器，進行伺服器負載平衡。
‧依照後端虛擬伺服器效能使用狀況，需要經常修改伺服器負載平衡設備的設定。
‧需要提供設定資料給虛擬化部門進行除錯。
如果企業環境內已經部署伺服器負載平衡設備，當後端虛擬伺服器或資源進行調整時，任何新增或移除的動作都需要與伺服器負載平衡設備進行連動。修改任何的設定都必須召集伺服器與負載平衡設備管理人員進行調整。如果虛擬伺服器必須關閉進行維護，又必須再次告知負載平衡設備管理人員對於設備進行調整。當伺服器數量很多的時候，這類的工作就會耗損相當的人力資源，稍有不慎設定上的錯誤，又會造成服務受到影響。
此外目前 VMware DRS / V-Motion的解決方案只能針對虛擬機器(Guest Machine)及實體機器(Host Machine)的CPU時脈、記憶體的負載狀況來啟動或關閉Guest 與Host Machine，但是若要依據網路流量...的負載狀況呢？
解決VMware功能不足的方式，就是使用能夠主動/被動與VMware Guest或Host Machine溝通的應用伺服器負載平衡設備的解決方案，但是若選擇的應用伺服器負載平衡設備的解決方案是必須透過VMware API (如SOAP / XML / TCL等)來驅使應用伺服器負載平衡設備來加入、暫停、終止Application 服務，將會造成以下問題：
- ‧無法依據即時實際應用程式L4~L7的瓶頸(Bottleneck)作為伺服器負載平衡配送原則及自動化。
‧當VMware 主動通知伺服器負載平衡器可以關掉的Guest/Host Machine時，若當時還有線上用戶時，而VMware 並不知道還有線上用戶便已經把Guest Machine 休眠(Suspend)下來，造成當時還在線上的用戶連線中斷，造成商業交易的損失及連線失敗。
‧目前市面上眾多針對VMware上的Guest Machine的應用程式監控多半不是即時性監控，就算有即時性監控也沒有機制可以即時主動通知VMware 來管理Virtual Machine的動態資源。
‧無法精確依據實際商業應用程式突發或可預期的壓力服務提高SLA 及QoE，確保商業服務正常。
提供 IT 部門多種選擇
一、虛擬環境自動化
有鑑於此， Radware藉由本業網路方面的技術，開發出專門運用於VMware虛擬化環境的解決方案- vAdapter，可以整合Radware AppDirector / Alteon伺服器負載平衡設備與HP BladeSystem Matrix，能自動根據後端虛擬化主機的狀態，適時的調整負載均衡設備，隨時維持應用程式的快速回應，並減少營運管理上的複雜度。如此能有效提升企業內重要業務伺服器的運作，更可以提升企業生產與競爭力，進而節省企業對於資訊服務的投資成本。
《圖一》
某大銀行將網銀服務部署在VMware虛擬化環境，日常只有十台虛擬伺服器運行於環境中。月底服務需求大時，VMware管理人員可用手動的方式進行調配或透過HP BladeSystem Matrix自動偵測虛擬伺服器效能，再開啟數台虛擬伺服器加入商運服務。在這個環境下，Radware AppDirector/Alteon 與vAdapter進行自動化調整，節省網管人員調整設定的負擔。流程如下：
- 1.vAdapter 會即時偵測vCenter的設定檔狀態，當VI管理人員對於虛擬化架構進行調整時，無論是手動新增或移除虛擬化機器，或是自動新增或調整虛擬化資源時，vAdapter主動即時偵測該行為，無須人為介入。
2.vAdapter會依照相關虛擬化資源或虛擬化機器的資訊，自動判斷是否應啟動伺服器負載平衡器(AppDirector/Alteon)的智慧型自動化。
3.vAdapter 自動將新增或移除的虛擬化資源，主動調整伺服器負載平衡器設定。
4.Radware 應用伺服器負載平衡器(AppDirector/Alteon)，立即對於該新增或移除的虛擬化資源進行服務。
二、進階虛擬環境自動化
Radware除了vAdapter解決方案外，還提供了Virtual Director(VD)，透過硬體提供進階虛擬環境自動化，VD針對應用程式虛擬主機(Guest Machine)做即時應用程式交易及硬體效能監控，當Guest Machine使用效能達到設定的最大或最小極限時，提供以下的功能。
- ‧偵側並依照應用程式線上程式即時連線使用率，當達到臨界值時，VD主動即時向後端VMware的VirtualCenter管理系統，發出指令來新增或休眠(Suspend) 應用程式虛擬主機的服務數量。
‧可補強VMware只能針對Host 及Guest 主機的作業系統層及硬體層的監控的不足。
‧新增或休眠虛擬主機後，可立即與Radware AppDirector /Alteon(應用伺服器負載平衡器)整合，將新增或休眠(Suspend)應用程式虛擬主機加入或移除負載平衡器的服務主機群組，讓線上服務系統更有效使用。
‧透過自動化控管與維運，讓應用程式的服務品質與效率均能大幅的提升，以提供最佳的服務給客戶。
‧這是Green IT、智慧型自動化資料中心，更容易實踐Cloud Computing 的創新商業應用服務。
《圖二》
Radware Virtual Director運作流程如下：
- 1.當www.syscom.com.tw 連線數量或流量暴漲時。
2.Radware Virtual Director會即時收集三方負載狀況，判斷依據三方即時線上服務定義的服務等級(SLA)及用戶體驗特質（QoE）的等級服務內容：
‧第一方為VMware 的Host 及Guest Machine 的系統負載。
‧第二方為Radware 應用伺服器負載平衡器的單機或多機的Application應用層負載。
‧第三方為線上即時Application應用層實際程式使用流量及連線數。
3.當Virtual Director判斷無法滿足SLA / QoE時，會自動通知VMware 啟動新的Guest Machine 讓其中的商業應用服務程式開啟服務，Virtual Director可依據事先定義新的Guest Machine何時可加入應用伺服器負載平衡群組後，再主動通知Radware AppDirector / Alteon ，將這個新的Guest Machine加入負載平衡設備中進行服務。
4.當Radware AppDirector / Alteon收到Virtual Director通知加入新的Guest Machine 可加入這個負載平衡群組時，再依據智慧的健康檢測機制，得知何時可以正式將新的Guest Machine 提供對外服務，並將服務流量導入Guest Machine。
5.精確依據實際商業應用程式突發或可預期的壓力服務提高SLA 及QoE，確保商業服務正常。
6.當商業應用程式服務達到事先定義之最低標準或可預期的服務SLA / QoE時，Virtual Director首先會通知Radware AppDirector / Alteon定義不必要的Guest Machine 適時移出負載平衡群組，此時新的流量要求，便不再導入這些被定義需要停止服務的Guest Machine，並維持既有還在線上的流量，當這些被定義需要停止服務的Guest Machine都沒有任何流量時，Virtual Director會主動通知VMware 將被定義需要停止服務的Guest Machine立即Suspend 或依據VMware定義將實體伺服器(Host Machine )關閉，以節省電力。
《圖三》
自動化的優勢
透過以上的解決方案，並已商業化運作在虛擬化DataCenter 的智慧型自動化更有效管理VMware的虛擬應用程式整合，提供以下其他解決方案無法達成的優勢：
- ‧部署Radware 應用伺服器負載平衡器(AppDirector / Alteon)，可協助後端虛擬化環境進行負載平衡，提高服務效率。
‧Radware Virtual Director / vAdapter與AppDirector / Alteon一體化平臺，可滿足業務擴展需求與頻寬使用量增加。
‧透過vAdapter 可以讓伺服器負載平衡設備管理人員減少工作，在後端VM資源調整時，可自動新增或移除伺服器負載平衡設備設定。無須人為介入。
‧可以讓vCenter即時調整資源或進行維護，而不需伺服器負載平衡設備管理人員調整設備。
‧減少因虛擬化設備更動，而要連動修改負載平衡設備的設定或維護工作
‧大量減少因為VM調整與檢測問題，而產生的部門往返工作事項。
‧有效管理VMware 虛擬化的使用率(Subscription Ratio)。
‧降低虛擬化Datacenter的OPEX 及CAPEX。
‧精確依據實際商業應用程式突發狀況或可預期的壓力服務，進而提高SLA 及QoE，確保商業服務正常。
這正是Radware商業智慧資料中心策略的開發核心，也就是要為客戶的下一代資料中心提供量身訂製的應用基礎設施方案，協助克服IT複雜性並確保成本效益的購置和完整的投資保障。
參考文件
‧Application Delivery for the Virtualization Imperative，white paper，Radware
‧Radware ，http://www.radware.com/Products/ApplicationDelivery/VirtualDirector/default.aspx
‧Radware，http://www.radware.com/Products/ApplicationDelivery/VirtualDirector/default_FeatureBenefit.aspx
‧Virtual Director™，Brochures，Radware
