虚拟化
用于规划虚拟基础结构的基本工具
Jay Sauls 和 Baldwin Ng
概览：
- 降低成本
- 编制计算机清单
- 确定 CPU、磁盘 I/O 和网络利用率
目录
工具重点推荐
了解您的收获
确定当前利用率
服务器布置建议
虚拟机配置
布置限制
考虑您的选择
要求
总结
虚拟化并不是新技术，但现在正迅速风靡于许多新领域，远远超过 IBM 最初在 20 世纪 60 年代开发的平台虚拟化范畴。此技术得到迅猛发展的主要原因是虚拟化技术的潜能有助于降低数据中心和整个 IT 运营的成本。随着能源消耗与日俱增，组织中不同部门对 IT 服务的需求也日益增大，您可能需要在抑制运营成本的同时努力追赶服务器发展的步伐。虚拟化可以助您一臂之力。并且，Microsoft 和其他软件制造商一直在致力于开发可以使虚拟资源得到更广泛应用的新技术，包括服务器、桌面和应用程序虚拟化等。
在本文中，我们将介绍一个有助于虚拟化项目的工具集 — Microsoft Assessment and Planning Toolkit 3.1 (MAP)，它是 Microsoft 解决方案加速器家族的成员。什么是解决方案加速器？简而言之，它们是几乎所有 IT 项目都会用到的自动化工具和指南。解决方案加速器是免费的权威资源，可帮您前瞻性地规划、提供和操作您的 IT 基础结构（从桌面到服务器，从实体到虚拟）。
经过与行业专家协同设计并在实际客户环境中进行测试，解决方案加速器为提高性能和构建跨产品的 IT 基础结构提供了适当的规范性指南和自动化操作，而不必一切都从头开始。这些资源主要针对各种规模的公司都非常关注的关键问题，如基础结构评估和规划、虚拟化、沟通和协作以及安全性和遵从性。
工具重点推荐
新发布的 MAP Toolkit 3.1（参见图 1）是一款针对整个网络的基础结构评估工具，其设计目的旨在帮助您快速了解您的服务器和桌面，包括它们是否已准备好升级或迁移到诸如 Hyper-V、Microsoft Application Virtualization、Windows Server 2008、Windows Vista、Office 2007 以及 SQL Server 等技术。
图 1 Microsoft Assessment and Planning Toolkit 3.1 （单击图像可查看大图）
如图 2 所示，MAP 会自动生成有关准备情况的评估报告和建议，从而省去您手动操作所需的大量工作。MAP Toolkit 3.1 对服务器和桌面方案都提供支持，还可以评估台式计算机是否适合升级为 Windows Vista 以及规划 Microsoft Application Virtualization 的实施等。
图 2 自动生成的迁移建议示例（单击图像可查看大图）
对于服务器虚拟化规划，此工具包含以下三个重要功能，可帮您确定哪些物理机器是首选机器：服务器清单、性能指标收集和虚拟化布置建议。让我们先来看一种方案，它将向您展示如何使用这些功能来构建详细的当前环境一览表以及如何着手规划虚拟化转换。
了解您的收获
许多大型企业都采用了某种形式的服务器管理基础结构，如 System Center Operations Manager。其中有些环境缺乏有效的管理。对于当前工作环境，如果您不确定采用的是哪些服务器或服务器正在运行哪些程序，则可使用“服务器清单”功能快速勾勒出一幅条理清晰的画面。“服务器清单”功能可利用 Active Directory、IP 地址范围扫描甚至只需从平面文件导入一个机器列表就可查找您所在环境中的计算机。如图 3 所示，您还可以使用多种方法（例如，Active Directory 和 IP 地址扫描）来查找本应在 Active Directory 中但实际却不在的计算机。
图 3 选择计算机查找方法（单击图像可查看大图）
找到计算机后，MAP Toolkit 3.1 会尝试与每一台相连接，并通过 Windows Management Instrumentation (WMI) 检索 50 多类数据。根据这些数据会生成多种不同的报告。对于服务器与虚拟化合并，我们最感兴趣的是当您选择向 Windows Server 2008 迁移特定角色和服务时所创建的报告。
即使不立即迁移到 Windows Server 2008，此方案创建的两份报告也有助于确定您所在环境的硬件种类（包括处理器类型和速度、磁盘大小和安装的内存）以及您为每个服务器所分配的软件角色（DNS 服务器、域控制器和终端服务）。
这些报告以 Microsoft Excel 工作簿的形式提供，因此您可以方便地使用 Excel 的排序和筛选工具来准确判断您所在环境中最适合用于虚拟化的计算机。
服务器清单报告将提供选择要虚拟化的服务器时需要考虑的一些属性的数据。例如，您可能希望确保要虚拟化的计算机所运行的操作系统受到 Hyper-V 虚拟化平台的支持。在通过服务器清单流程创建的 WS2008HardwareAssessment Excel 工作簿中，您可以在“Server Inventory”（服务器清单）选项卡下检查“Current Operating System”（当前操作系统）和“Service Pack”（服务包）列，以查找可能需要升级的所有系统。
确定当前利用率
查找虚拟化候选对象的下一个步骤是测定物理机器的利用率。MAP Toolkit 3.1中的“性能指标向导”（参见图 4）会根据您标记为虚拟化候选对象的机器列表来记录性能计数器。CPU 利用率、磁盘 I/O 利用率以及网络利用率均可以被捕获以供日后查阅。
图 4 性能指标向导（单击图像可查看大图）
此工具的这一部分被设计为可对机器进行较长时间（一个月）的监视，这有助于您灵活选择使用方式。如果您已清楚了解所处环境出现最高利用率的时间（例如，可能是每周出现一次的批处理窗口），则可将此向导设置为仅在该段时间前后的几小时内运行。但是，如果您不确定最高利用率出现的时间或想观测大量具有不同最高利用率时间的机器，则需要将此向导设置为运行数天或数周，以记录计算机数据。这可以使此工具能够根据大量数据自动确定最高利用率。
使用以前的清单信息，通过 Excel 中的排序和筛选功能创建要监视的机器的列表。“性能指标向导”可接受平面文件格式的列表，其中每行显示一个机器名称。先将 Excel 中的机器名称列表复制到记事本中的新空白文本文件中，然后再保存。当出现提示时，将此文件导入向导，并设置性能指标收集时段的结束时间。此向导将进入数据收集模式，并每五分钟一次从指定计算机收集性能计数器。
“性能指标向导”结束工作时，会创建一个详细的 Excel 报告，列出观测到的所有机器和以下不同类别利用率的所有性能指标：CPU、物理磁盘、逻辑磁盘和网络。利用此信息，您可以进一步优化考虑实施虚拟化的候选对象列表。
您既可以选择利用率极低的机器，尝试在一台主机上合并多个此类机器作为虚拟机 (VM)，也可以将此信息与清单数据进行组合，以查找具有任务关键型服务且需要高可用性的机器。虚拟化可用于为高可用性环境提供增强的灾难恢复功能。分析完成后，即可继续最后一步：生成虚拟机布置建议。
服务器布置建议
“服务器虚拟化和合并向导”可用于指定假定的虚拟化主机在 CPU、网络、磁盘子系统和内存等方面的配置情况。利用通过“性能指标向导”收集到的性能数据，“服务器虚拟化和合并向导”可计算出 VM 来宾至 VM 主机的有效映射，从而确保每台主机都得到合理利用，而不会在出现最高利用率时面临使用过度的风险。
“服务器虚拟化和合并向导”结束工作时，将生成一个详细的 Excel 电子表格，其中会显示建议的来宾 VM 至物理主机的映射。对于每个 VM 和主机，此报告都会显示预计的磁盘 I/O、网络 I/O 和 CPU 利用率。在配合过程中将来宾 VM 添加到物理主机时，如果以前的主机达到了容量限制，则会分配新的主机。每次分配新主机时，系统都会显示一则消息指出分配新主机的原因。
如果多台主机均收到同样的消息，则可能需要考虑使用不同的主机配置重新运行“布置向导”，以尝试增加分配给每个主机的来宾数量。例如，如果多台主机均显示消息声称达到了内存极限，则可以尝试重新运行该向导，为主机配置指定更大的内存。这将会增加可以分配给每个主机的来宾数量。
虚拟机配置
在“服务器虚拟化和合并向导”中的每个页面都可以配置假定计算机配置的主要组件，它们将被用于构建 VM 主机容量模型。这些模型既可用于 Virtual Server 2005 R2，也可用于 Hyper-V，在向导的第一页，会要求您提供要使用的虚拟化技术（参见图 5）。
图 5 为布置建议选择要使用的虚拟化技术（单击图像可查看大图）
在 CPU 配置页面，会提供 AMD 和 Intel 的多个系列的 CPU 型号。如果其中未包括您的 CPU 型号，请选择一个最接近的。您可以在此页面中配置实际的处理器、内核和每核超线程的数量。请注意，如果选择 Hyper-V 作为虚拟化平台，则只有 64 位 CPU 可供选择（参见图 6）。
图 6 主机 CPU 配置（单击图像可查看大图）
在向导的第三页，可配置磁盘子系统的磁盘驱动器数和 RAID 技术，以计算主机的可用磁盘空间和磁盘子系统的吞吐量值。吞吐量值可根据所选的接口技术以及磁盘可靠性和性能监视器 (RPM) 速度自动给出。
在 MAP Toolkit 3.1 中，不提供对构建存储区域网络 (SAN) 模型和网络附加存储 (NAS) 磁盘解决方案的直接支持。为了获得近似值，需要选择 SCSI 磁盘技术并配置与 SAN 配置类似的 RAID 级别，而且磁盘速度也要相近。该近似值应足够接近实际值，这样才有助于进行初始规划。
布置限制
将虚拟化来宾计算机映射至物理主机时，必须先考虑六个因素才能评估某个来宾是否与主机的剩余容量相适应：
- CPU 利用率
- 网络 I/O 利用率
- 磁盘子系统 I/O 利用率
- 内存
- 磁盘空间
- 对指定的虚拟化技术的来宾操作系统支持
CPU、网络和磁盘子系统利用率情况相当直观。测定的实际虚拟化来宾候选对象利用率可转换为等效的虚拟化主机利用率，并可随后添加到主机的现有利用率中。如果为了该资源而分配给该主机的所有来宾其总利用率小于阈值限制，则可将来宾分配给该主机。否则，将不会安置此来宾，并会尝试从其他来宾中查找是否有合适的。
例如，假设您收集了一台计算机的性能指标，其 CPU 为 1.2 GHz Pentium 4 并且显示 CPU 利用率为 32%。如果您配置的是具有四核 Intel 至强 5300 系列 CPU 的虚拟化主机，则可根据从可能存在的来宾计算机测得的初始 CPU 利用率来推算出等效的预计主机利用率。此新利用率会因较新的 CPU 体系结构、更快的 CPU 时钟速度和新增的更多内核而低于测得的初始值。
相反，如果您配置的主机其 CPU 性能不如来宾 CPU，则在经过推算后预计的利用率会高于测得的初始值。在任何一种情况下，当来宾被分配给主机时，都会在计算主机的总利用率时使用新推算出的 CPU 利用率。
有关内存和磁盘空间利用率的确定方法问题是一个值得简要讨论的问题。安装在每个潜在的虚拟化来宾中的物理内存总数会保留在主机计数中。此外，主机本身还保留少量内存 (512 MB)。当主机的总内存因来宾分配和主机消耗而被完全占用时，将无法继续在该主机上安置其他虚拟化来宾。
磁盘空间的处理方式也类似：安装在每个潜在的虚拟化来宾中的物理磁盘空间总数会保留在主机计数中。此外，它还保留了 50 GB 的磁盘空间供虚拟化主机使用。当分配给主机的所有来宾所占用的磁盘空间加上主机自身保留的空间达到主机配置中指定的值后，将无法再分配更多来宾。
系统将会针对所选的虚拟化平台进行检查，以确保来宾计算机中运行的操作系统受虚拟化平台的支持。例如，在 Virtual Server 2005 R2 中不支持 64 位操作系统作为来宾，因此，如果选择这些操作系统作为虚拟化技术，则无法安置这些来宾。
考虑您的选择
通过多次运行“服务器虚拟化和合并向导”，即可轻松对比不同硬件情况下的虚拟化主机所得到的结果。每次运行该向导时，都可选择不同的 CPU、磁盘和内存选项，从而找到最适合您的环境的解决方案。
请注意服务器合并 Excel 工作簿中“Consolidation Recommendations”（合并建议）选项卡上的“Last Placement Failed Reason”（上次布置失败原因）列。这些原因可帮您了解无法将更多来宾机器安置在特定主机中的原因。如果数台主机显示的原因均相同（例如，来宾的内存占用量超过了主机的可用内存量），则增加主机配置的内存可能会减少必需的主机数。
要求
MAP Toolkit 3.1 的其中一个优势在于它不必在所清点的计算机中安装任何软件。所有操作均采用远程方式执行。但是，必须先考虑一些因素才能使各项功能正常发挥作用。
为使“清点向导”和“性能指标向导”能顺利完成其工作，必须开启目标计算机上的几个 TCP 端口，并且必须能够从安装有 MAP Toolkit 的计算机访问这些端口。《入门指南》详细介绍了这些要求；简而言之，必须开启待清点计算机中的身份验证、DCOM 和 WMI 端口。如果在运行 MAP Toolkit 3.1 的计算机和清点目标之间的网络中安装了防火墙，必须将这些防火墙配置为允许此流量通过。
MAP Toolkit 3.1 设计用于一次性清点多达 100,000 台计算机的环境，以及收集多达 3,000 台计算机的性能指标。默认情况下，此工具将安装 SQL Server 2005 Express Edition 的私有实例。SQL Server Express 存在 4GB 的数据库文件大小限制，在达到 SQL Server Express 强制要求的文件大小限制之前，此配置大约可以清点 20,000 台计算机。要在清点期间处理更多计算机，必须修改某些默认值。
要处理较大规模的环境，必须使用 SQL Server 完整版，如 SQL Server 2005 Standard Edition。在安装 MAP Toolkit 之前，需要安装 SQL Server 2005 的新实例，并将此实例命名为 "MAPS"。然后，在同一计算机上正常运行 MAP Toolkit 安装程序。MAP Toolkit 要求使用 SQL Server 的本地实例，因此安装程序会自动检测数据库服务器的本地 "MAPS" 实例并安装到其中，而不会安装到 SQL Server Express Edition 中。
对于更大规模的环境，可使用扩容功能，此功能允许在安装有 MAP Toolkit 的多台辅助计算机的协助下执行大规模清点工作，并将收集到的所有数据存储到一个中心数据库中。此配置还要求使用 SQL Server Standard Edition，以避免遇到 4 GB 文件大小的限制。
有关如何在此配置中安装此工具以及如何编辑适用于此模式的数据库连接字符串的详细信息，请参见《入门指南》。此外，扩容功能还可用于将 SQL Server 安置在未安装 MAP Toolkit 的机器中。
所有的解决方案加速器（如 Microsoft Assessment and Planning Toolkit）都是为了能够把您从繁重的 IT 项目任务中解脱出来。MAP Toolkit 已经为许多用户在进行 Hyper-V 部署时节省了数百小时的 IT 规划时间。您是否打算试一试？
如果您想尝试 Microsoft Assessment and Planning Toolkit，可从网站免费下载，网址为 microsoft.com/map，您还可以下载其他虚拟化解决方案加速器，网址为 microsoft.com/vsa。此外，我们还强烈建议您访问 MAP Toolkit 团队博客（网址为 blogs.technet.com/mapblog）以获取更多技巧和观看演示视频。
Jay Sauls 是 Microsoft 解决方案加速器团队的高级项目经理，他一直在从事 Windows Vista Hardware Assessment 和 Microsoft Assessment and Planning Toolkit 等工具的设计和实现工作。之前，Jay 曾在其他 Microsoft 产品团队工作过，包括 Microsoft Commerce Server、Microsoft BizTalk 以及 System Center Capacity Planner。
Baldwin Ng 是 Microsoft 解决方案加速器核心工程团队的高级项目经理。他目前负责的项目包括 Microsoft Assessment and Planning Toolkit 和虚拟化解决方案加速器。Baldwin 在 IT、电子商务和无线 Internet 服务方面拥有超过 16 年的产品管理和开发经验，他曾效力于 Microsoft、Corbis 和 Alltel 等公司。他的博客地址是 blogs.technet.com/MAPBLOG。