VMware GSX Server

虛擬機器讓伺服器長出三頭六臂

虛擬機器的技術，其實早就在電腦技術裡默默運作，從娛樂用途遊戲機的模擬器、Java的JVM、或是在Apple平臺上的模擬PC軟體等。虛擬機器在伺服器的應用，隨著伺服器功能合併與統合（Server Consolidation）的風潮，能夠安裝在桌上型電腦的VMware Workstation很受到程式開發人員的歡迎，VMware在伺服器端也推出了GSX Server和ESX Server，讓數套作業系統和應用程式能集中在數量較少的伺服器上運行，減少企業管理伺服器硬體與空間配置的龐大負擔，軟體環境的搬移、複製與合併也變得簡單。

VMware的工作原理是在一部實體的電腦，模擬作業系統與應用程式多重環境，邏輯上是各自獨立不相互影響，每一個虛擬機器（Virtual Machine）都可以有各自的處理器、記憶體、磁碟與周邊設備，但實際上是共用硬體裝置。VMware Workstation適合教育訓練與展示，或用來建置測試環境除錯、Multi-tier軟體研發，更可以用來測試舊應用程式與新軟硬體平臺的相容性。

GSX Server版本提供更大的負載能力，主機記憶體支援到64GB，處理器達32顆，64臺虛擬電腦可以同時運轉?；叢集功能提升到14個虛擬SCSI設備和128GB的共享磁碟；也支援記憶體實體位址擴充（Physical Address Extension，PAE）以提供更巨量記憶體支援的便利性。主控端（Host）支援的作業系統以Windows Server與Linux 為主，被控端（Guest）支援的作業系統很廣泛，從微軟的DOS到Window Server 2003，以及Linux四個陣營：Red Hat、SuSE、Mandrake、TruboLinux，與Novell Netware。符合操作習慣，簡化安裝程序

VMware的模擬畫面，讓使用者宛如置身遠端遙控軟體的主控臺。然而遠端遙控軟體一遇到開關機流程就沒輒了，得等到遠端電腦載入作業系統完成，進入應用程式層後才能加以控制。VMware在伺服器端新增一部虛擬機器時，會出現精靈指引使用者設定虛擬機器的作業系統類型、虛擬磁碟檔案的路徑、記憶體配置、網路連線方式，虛擬磁碟的副檔名會被命名成vmdk。整個虛擬磁碟如果需要複製、搬移，就只要處理相對應名稱的資料夾即可，在日後或許VMware能夠在虛擬磁碟上提供壓縮功能，減少資料移轉時間。

選定欲使用的虛擬機器後，可以讓本機或遠端的虛擬機器開機、關機，而重新啟動也同於按下Reset鈕，或是根據虛擬機器上使用的作業系統進行正常關機後重新啟動的程序，待機（Suspend），或全螢幕使用。

安裝虛擬機器上的作業系統，仍然須依照既有的安裝程序進行。作業系統安裝完畢後，需要再安裝VMware tools，讓虛擬機器達到32位元的色彩顯示，配合虛擬機器內的作業系統，提供對應系統服務及電源安全啟動關閉的指令程序，例如系統時間同步，自動虛擬機器間與宿主（Host，即安裝GSX Server的這一臺主機）間，擷取與釋放使用者滑鼠游標、剪貼簿功能，與改良過的網路效能。在Windows環境安裝VMware tools，設定功能表上直接就可以執行安裝程式，假如是Linux的虛擬環境，使用者先在虛擬機器的設定編輯器，以虛擬光碟機，載入該種作業系統專用的VMware tools ISO檔，啟動虛擬機器後，掛載光碟機就可以順利安裝。與正式安裝一部新的實體主機或個人電腦相比，尤其在統合越多伺服器服務時，虛擬機器讓使用者省下數倍安裝設定。

虛擬機器的磁碟都是從實體磁碟模擬出來的。可分為三類，「Persistent」是指任何使用者的動作都會被記錄，重開機或關機後先前異動仍會保留；「Nonpersistent」 是任何動作都不會被記錄，重開機或關機後先前的異動就不存在；「Undoable」是任何使用者的動作在關閉VM之前都會詢問你是否要紀錄下來，可以選擇確認與否或放棄不作紀錄，或者保留，下次開啟時繼續維持目前狀態，但是卻不是真正記錄異動，下一次關機時虛擬機器還會詢問一次，繼續選擇放棄，所有記錄都會消失。

伺服器本身可以控制虛擬機器，利用遠端主機（Remote Console）功能也能夠提供遠端管理，而且虛擬機器耗用的是GSX Server的硬體資源，多個使用者能夠遠端同時多重開啟該虛擬機器上的作業系統，這樣一來，不需要購置太多數量主機，專心一意將處理器、記憶體、硬碟等資源集中在GSX Server，主機整體佔用的空間將因此減少。就像核能發電廠，藉著擴充模組也能提升負載能力。產品線與整體架構

WorkStation版本供軟體開發測試用居多，硬體限制是虛擬機器只能使用一顆CPU與1GB記憶體，軟硬體無法同時執行很多虛擬機器。GSX Server支援多顆（2-8顆）的處理器與更大容量的記憶體（64GB），加上遠端控管機制的提供，當然也能作為測試用途，但是GSX Server更強大的功能是作為伺服器統合，購置一部性能較好的伺服器，在上面執行許多不同的虛擬機器服務，讓IIS、SQL、Exchange各規畫一個虛擬機器，同時運轉，如此的運用可以降低企業維護成本。WorkStation在軟硬體的限制，並無法達到這樣的效果。

更進階的是ESX Server，支援4至16顆多處理器運算，在虛擬機器的資源分配採取分區隔離。GSX只達到了靜態記憶體的配置，ESX做到處理器、記憶體、磁碟空間、網路頻寬的動態資源控制。GSX限於負載能力，僅能建置內部網路伺服器、Exchange、網域控制站與應用伺服器等；ESX因為能存取控制的資源更大，可以負擔對外服務的三層式架構網頁服務、郵件及檔案與列印伺服器。ESX雖然有更高階的負載能力，但伺服器的限制會更嚴格，硬體必須得到VMware的認證，而軟體直接安裝在硬體執行，完全不需要透過作業系統建構虛擬機器。1.5版的新支援，能讓每一部虛擬機器存取到3.6GB，SAN設定及SNMP指令。

支援多處理器架構還不夠厲害，另一個產品Virtual SMP用軟體的虛擬機器，打破單顆處理器硬體架構的疆界，模擬多顆處理器運算，能夠應用在資料庫、ERP、郵件及群組軟體、OLAP與OLTP應用與決策支援軟體。虛擬的多處理器運算架構，適合ESX Server架構的部署、資料中心應用。英特爾最近在處理器提出超執行緒架構（Hyper Threading），而VMware卻以軟體模擬SMP架構，兩者反向操作的意義耐人尋味。

伺服器的虛擬機器數量一旦膨脹，管理上的複雜度可想而知，因此企業需要統籌虛擬機器的控制中心，監視系統運作效能與報表能力是最基礎的功能；VMware Control Center可以集中化管理所有虛擬機器的映像檔，建立標準化樣式，提升部署效率；將分散式的伺服器視為單一的資源緩衝池，協調伺服器與虛擬機器間的運作。控制中心目前仍在測試階段，今年內會推出正式版本。實用性

為兼顧確保應用程式效能與伺服器使用效率，虛擬技術將實體的個人電腦透過虛擬層（Virtualization Layer）轉換成邏輯的運算資源， VMware在一部實體個人電腦上可以同時執行多個作業系統，包含Microsoft Windows、Linux、Novell Netware等。虛擬機器使新增或改變作業系統時，都不需要逐一重新切割磁碟或重新開機，而真實世界的伺服器與個人電腦繁複的軟硬體設定，麻煩的程度絕對是虛擬機器的數倍以上。

以一個實際電腦機房對照，管理者一般都藉著KVM切換器操作滑鼠、鍵盤、螢幕，來控制所有的伺服器，試著推想，虛擬機器的統合功能，則是進一步將磁碟與周邊，集中到更少數的伺服器予以整合應用。由於電腦硬體處理技術不斷提升，對許多中小企業而言，衡量總體負擔，將特定的網路服務整合在同一部機器，早就行之有年。即使如此，一部實體的電腦設備就是一項結結實實存在的管理負擔，VMware規畫的虛擬機器從各自為政，到集中化伺服器管理，對企業而言可以是一套完整且有成長空間的資源規畫方案。文⊙李宗翰