什么是虚拟化

虚拟化是创建计算资源的虚拟形式，如计算机、服务器或其他硬件组件，或基于软件的资源（如操作系统）。虚拟化最常见的示例是在操作系统安装期间对硬盘进行分区，其中物理硬盘驱动器被拆分为多个逻辑磁盘以提供更好的数据存储和检索（称为“数据虚拟化”的类别）。

虚拟化的类型

虚拟化根据正在创建的资源进行分类，有多种类别：

• 网络虚拟化
• 服务器虚拟化
• 桌面虚拟化
• 硬件虚拟化
• 软件虚拟化
• 存储虚拟化

其中，服务器虚拟化是最常用的，服务器虚拟化涉及从一个或多个物理服务器池化资源，并将它们分区到多个虚拟服务器中，为此，使用了一种称为虚拟机监控程序的特殊虚拟化工具。

有各种类型的虚拟机管理程序，例如类型 1 虚拟机管理程序（直接在原始硬件上运行的“裸机虚拟机管理程序”，也称为虚拟机虚拟化）和类型 2 虚拟机管理程序（在来宾操作系统上运行的托管虚拟机管理程序）。Type 1市场的主要参与者是VMware，Microsoft和Citrix，而Red Hat的基于内核的虚拟机（KVM）是使用最广泛的Type 2产品。

虚拟化的优点

• 使用 CPU 虚拟化，从现有计算组件中的资源中获得更好的性能和效率。
• 提高虚拟机 （VM） 安全性，由于 VM 在逻辑上彼此分离，因此一个 VM 上的恶意软件攻击或其他软件故障不会影响其他 VM。
• 节省硬件费用，与物理机相比，虚拟化软件涉及的成本更低，并且运行所需的硬件也更少。
• 获得安心，VM 在灾难恢复方面提供更好的可靠性，以及更好的备份和检索功能。

管理虚拟化方面的挑战

对提高敏捷性、弹性、效率和资源可用性的需求不断增长，加速了虚拟化在全球网络中的采用。虚拟化有助于满足所有这些网络需求，同时使网络管理员能够减少运行网络的资本支出和运营支出。这使得虚拟网络管理成为每个网络管理员网络管理任务不可或缺的一部分。

虽然实施虚拟化解决方案（如VMware的ESX和ESXi）提供了许多好处，但网络管理员仍然面临实施和维护挑战。如果没有一个称职的VMware 监控解决方案，避免这些挑战是一项繁琐的任务。

以下是网络管理员在实施 VMware 解决方案，特别是监控 VMWare ESX/ESXi时面临的一些常见挑战：

• 虚拟机上的性能问题。
• 资源分配不足的后果。
• 硬件问题中断虚拟化性能。
• 网络性能不佳。
• 监视虚拟化的基础网络环境。

虚拟机中的性能问题

虚拟化使网络管理员能够通过在其上运行多个独立的虚拟机来利用物理机的硬件。这样，在具有数十台物理机的网络中，网络管理员可以轻松运行数百个独立的虚拟机。

在大型网络环境中，低效的 VMware 实施和糟糕的虚拟化管理可能会使网络资源紧张。这可能会导致虚拟机性能和可用性的不良后果，例如应用程序和服务运行缓慢，或者虚拟机本身变得无响应。如果没有主动的虚拟机性能监控解决方案来缓解糟糕的用户体验和网络性能下降，这些问题和其他问题是不可避免的。

资源分配不足的后果

虚拟系统（如 VMware ESX 管理）中的最佳实践之一是在虚拟环境中有效地规划和实施资源共享和管理策略。这对于确保虚拟机分配足够的资源来运行而不会遇到资源耗尽问题至关重要。

例如，资源分配中的问题（如CPU 限制、内存过载和存储延迟）很容易影响虚拟机和虚拟环境中的网络性能。

• 中央处理器限制：不正确的 CPU 限制配置和未受监控的 CPU 负载可能会对虚拟机的性能产生不利影响。在虚拟机上设置 CPU 限制时，无论 CPU 利用率如何，它都会限制对物理 CPU 资源的访问。这会导致不利的后果，例如虚拟机必须等待其下一个资源计划，从而导致其遇到性能问题。

部署有效的 CPU 监视解决方案非常重要，该解决方案提供 CPU 使用情况监视器和CPU 空闲时间跟踪器。这有助于您仔细跟踪和分析 CPU 资源，以便在新出现的问题导致性能下降之前采取措施。

• 内存利用率问题：即使虚拟机的内存消耗已达到其分配内存的上限，虚拟操作系统也可以请求新的内存页。但是，VMKernel 不允许虚拟机直接访问物理内存，而是将其视为争用中的资源。在最坏的情况下，VMKernal 会尝试通过交换来分配内存页，其中包括膨胀气球驱动程序。此类情况可能会导致不良后果，包括气球膨胀和性能不佳。

为避免这些问题，建议持续监视虚拟主机的内存利用率，并为虚拟机设置适当的内存上限。您可以通过部署有效的虚拟网络监控解决方案（如 OpManager）来实现此目的，该解决方案通过提供内存使用情况、内存交换速率和内存消耗率的监视器来实现全面的内存监视。

• 存储问题：存储延迟、存储位置导航和本地存储问题是实现虚拟网络时的一些常见挑战。由于 VMWare 提供的这些问题及其解决方法步骤因存储供应商而异，因此建议部署为许多存储设备供应商提供支持的存储监控解决方案。这有助于您选择供应商特定的显示器并将其添加到不同的存储设备，并轻松解决与存储相关的问题。

持续监控关键网络资源非常重要，因此可以轻松分析其利用率并实施虚拟化策略，以防止资源分配不足的情况。

硬件问题中断虚拟化性能

在任何虚拟化设置中，底层硬件在确定在其上运行的虚拟机的可用性和最佳性能方面起着至关重要的作用。重要的是，底层硬件易于访问，并且持续可供任何虚拟主机或计算机不间断运行。底层硬件中遇到的任何困境都可能干扰虚拟 ESX/ESXi 主机操作，并导致主机不可用和错误等问题。这使得主动监控硬件运行状况和可用性成为设置和运行虚拟环境的关键方面。

网络性能差

虚拟环境中的网络性能需要达到最佳状态。但是，有几个因素如果不进行监控，很容易导致网络性能不佳。阻碍可视化中良好网络性能的一些挑战包括：

• 主机过载：这可能会使网络资源（如 CPU 和内存）紧张。
• 网络延迟：此关键指标表明，与主机及其虚拟机之间的网络性能下降。
• VMware 工具：ESX 和 ESXi 虚拟机中使用的已安装 VMware 工具必须是最新的。
• 使用适当的硬件：虚拟化兼容并使用适当的硬件组件（例如关联虚拟交换机上的多个 NIC 和具有双工设置的网络采用者）对于提高性能至关重要。

利用可靠的 VMWare 虚拟机监控解决方案可以轻松避免这些挑战，该解决方案可提高网络性能、轻松无忧且省时，并提供硬件运行状况监控器、网络延迟监控器等。

监控虚拟化的底层网络环境

虚拟化的有效性取决于其底层物理网络。网络管理员需要通过集中可见性和完全控制来充分了解这些设备的运行状况、性能和其他方面。这有助于他们轻松识别、跟踪和查明虚拟化中网络问题的原因。但是，对于具有复杂 IT 基础架构的大型网络，这可能是一项繁琐的任务。如果没有有效的监控解决方案，网络盲点和级联网络问题就不可避免。

虚拟化最佳实践

一系列虚拟化产品（包括 VMware 的裸机虚拟机管理程序 ESX 和 ESXi）提供了多种高级功能，可简化复杂网络体系结构中的虚拟化过程。随着虚拟化成为这些组织的 IT 基础架构不可或缺的一部分，网络管理员现在的任务是确保虚拟机和网络的最佳性能和持续可用性。如果没有提供全面虚拟机监控的有效网络监控解决方案，并且不遵循最佳实践，这可能是一项不切实际的任务。

为了帮助网络管理员完成此过程，我们编制了一份 VMware 虚拟化常用推荐最佳做法列表，虽然每个网络体系结构都是独一无二的，并且需要不同的配置，但这些最佳实践可以让您全面了解如何避免虚拟化中涉及的常见问题：

• 通过战略分配和利用率监控进行有效的资源管理。
• 提高虚拟化性能的 CPU 最佳实践。
• 有关管理虚拟化内存资源的建议。
• 供应商特定监视器的适当存储配置。
• 使用具有所需配置和合适运行状况监视器的最新硬件和固件。

通过战略分配和利用率监控进行有效的资源管理

如果在虚拟网络管理中没有采用正确的资源管理技术，虚拟网络很容易遇到资源耗尽等问题。为了避免这种情况，网络管理员需要在实施虚拟化之前计算其网络的工作负载。一旦实施，就应该完全了解和控制物质资源及其分配。这有助于您监控、跟踪和分析资源利用趋势，并轻松采用有效的资源分配和管理策略。

实现有效资源管理和利用的一些最佳实践包括：

• 部署有效的虚拟资源监视器：使用有效的资源监视器（如OpManager）密切关注所有底层物理资源。它支持设置各种监视器，例如利用率、运行状况、可用性和性能监视器。这有助于您轻松检测和限制可能妨碍 VMware 虚拟机上资源可用性的任何新出现的问题。
• 通过禁用未使用的组件来释放资源：未使用的硬件（如存储控制器和网络接口）很容易使 CPU 轮询和内存块等资源紧张。因此，断开连接或禁用这些组件可减少虚拟机上的资源限制。
• 制定资源大小调整策略：过度配置资源可以通过解决峰值资源消耗来简化资源分配，但可能导致物理资源过度使用等问题。通过使用可靠的网络资源监视器观察网络的资源消耗模式，战略性地分配资源。

提高虚拟化性能的 CPU 最佳实践

网络管理员在管理虚拟网络中的 CPU 资源时需要勤奋。访问这些资源的任何问题都可能导致虚拟机变慢或无响应。以下是在 VMware 虚拟网络的 CPU 资源管理中需要考虑的一些事项：

• 部署有效的 CPU 监控解决方案，主动监控 CPU资源并轻松解决问题。
• 确保所有虚拟机所需的总 CPU 资源不超过主机 CPU 的容量。这有助于避免 CPU 过载等问题。
• 网络管理员应仅在需要时创建和使用虚拟 CPU，因为未使用的虚拟 CPU 仍会消耗计时器中断并执行空闲循环。
• 仅为预期的服务器负载分配足够的虚拟 CPU，因为上下文切换等实例可能会给虚拟机监控程序带来开销。部署可靠的虚拟服务器管理工具以简化此过程。
• 使用 ESX 主机时，请确保为虚拟机管理程序功能分配了足够的 CPU 内核，以便它们不间断地运行。如果虚拟机管理程序需要的 CPU 内核数多于可用内核数，则可以取消调度任何正在运行的虚拟进程。
• 确保 CPU 周期可用于磁盘 I/O，并为虚拟网络选择正确的磁盘适配器。

供应商特定监视器的适当存储配置

在虚拟网络方面，存储资源变得难以监控，因为实施技术、使用的协议和故障排除步骤可能因不同的存储设备而异。虚拟网络中的存储性能问题通常是由于底层存储硬件造成的，并非特定于虚拟实体（如 ESX 和 ESXi 主机）。因此，网络管理员需要充分了解所使用的存储设备类型、运行状态、磁盘读写延迟以及 I/O 指标。

若要简化虚拟网络中繁琐的存储监视任务，网络管理员可以遵循以下最佳做法：

• 存储性能很容易受到网络链路问题（如以太网瓶颈）的影响。了解网络链路结构的功能，并相应地实施虚拟化以避免此类问题。网络可视化或网络图软件（如OpManager）可以提供帮助。
• 如果不持续监控关键的存储指标，即使是最仔细实施的存储网络也会出现问题。部署OpManager，这是一种存储监控解决方案，提供各种特定于供应商的监控器来跟踪所需的指标。它支持大多数供应商，简化了您的存储监控，并提供了一系列监控器，包括用于读取和写入延迟、I/O、请求速率和数据存储的监控器。
• 了解网络的物理和逻辑约束，例如链路容量和 VPN 的使用，以便更好地组织存储设备。
• 通过在可用链路和存储处理器上战略性地分配存储负载来优化性能。
• 使用 RAID 和 VMware 解决方案（如 ESX 和 ESXi 主机）时，请确保使用正确的 RAID 级别和存储属性配置逻辑单元号。
• 战略性地对多个虚拟机访问的虚拟机文件系统使用磁盘共享和其他存储优化技术。

有关管理虚拟化内存资源的建议

内存是虚拟网络的关键资源。在实施、缩放或对虚拟网络进行任何更改之前，需要考虑内存大小、开销和过度使用等因素。内存管理的一些最佳实践包括：

• 管理内存开销：确保为 ESX 等虚拟虚拟机管理程序及其虚拟机分配的物理内存包括存储其文件和代码所需的额外内存。每个虚拟机都需要额外的内存空间开销，虚拟应用程序和服务才能不间断地运行。确保主机的内存大小大于所有虚拟机的内存使用量。
• 制定内存大小策略：请仔细指定内存限制和内存预留，并仅为虚拟机分配足够的内存以按预期运行。内存的过度分配会占用其他虚拟机的总可用物理内存。
• 监视特定于内存的指标：许多虚拟化解决方案（如 VMware ESX 和 ESXXi）都使用内存过度使用技术，例如页面共享、气球和交换。最佳做法是，不要禁用页面共享或气球驱动程序。

使用具有所需配置和合适运行状况监视器的最新硬件和固件

虚拟网络在网络中的硬件组件上运行。因此，应正确配置和部署基础硬件和固件资源，以满足虚拟网络的要求。清楚地了解运行虚拟网络所需的硬件规格可以为管理员省去配置错误或基础硬件不正确的麻烦。

维护可靠的虚拟化底层资源的最佳实践包括：

• 虚拟网络的可用性取决于硬件组件的可用性。硬件中的问题会导致虚拟环境中的延迟增加和虚拟机无响应。为了避免这些障碍，OpManager的硬件健康监视器是必不可少的。它可以无缝监控关键的硬件性能、利用率和运行状况指标，帮助网络管理员全面了解其硬件组件。
• 虚拟产品供应商和设备制造商指定的硬件 BIOS 固件设置。确保无论何时更新硬件和固件，都会保留对其设置所做的任何更改。
• 在组件上完全实施虚拟化之前，请先测试组件。
• 使用半虚拟化硬件，通过提供全面的队列和进程卸载功能，为资源密集型操作提供最佳性能。
• 配置虚拟化解决方案供应商指定的网络接口卡、交换机、适配器和其他硬件组件。

OpManager将如何进行虚拟化管理

OpManager广泛的多供应商虚拟监控环境可帮助您跨三大供应商（VMware，Microsoft和Citrix）轻松监控和管理所有虚拟设备。通过实时监视，你将始终了解 VM 的状态，并在出现问题时收到警报。OpManager支持监视和管理Active Directory，SQL和Exchange服务器。

虚拟机仪表板

可视化摘要选项卡在单个屏幕上列出有关 VM 的所有信息。您可以查看与网络中的虚拟机相关的重要统计信息，例如网络中与 CPU 利用率、内存利用率、磁盘使用率和网络使用率相关的顶级主机和顶级虚拟机，跨所有供应商和设备。

虚拟机图

使用OpManager的图表查看特定统计数据的历史趋势。OpManager还显示一段时间内关键设备统计信息的状态，例如CPU利用率和内存使用情况。

虚拟机性能监视器

OpManager还允许您为虚拟机设置性能监视器，并在网络中出现任何异常时向您发出警报。将补救措施设置为网络中次要但频繁问题的工作流。

工作流程

使用工作流自动执行 VM 的基本功能。使用OpManager，您可以根据特定事件触发器执行诸如打开/关闭虚拟机和关闭/备用来宾操作系统等功能。更好的是，您可以使用拖放式工作流构建器轻松创建或修改工作流。

报告

使用OpManager的报告功能，您可以观察网络统计信息的趋势，并获得有关网络的有意义的见解。密切关注系统运行状况、可用性和性能等重要统计信息，并使用虚拟机的专用数据存储和磁盘映射报告更好地了解虚拟机与数据存储/存储磁盘之间的关系。

使用OpManager，您可以：

• 自动执行 VM 发现并密切关注 VM 的可用性。
• 管理网络中的 VM。
• 实时监控虚拟机性能。
• 使用报告获取有关虚拟设备的详细见解。
• 设置工作流以自动执行与 VM 相关的特定操作。

OpManager是一种企业级网络监控解决方案，可以深入了解您的网络设备，并帮助您轻松监控关键指标。其全面的虚拟化监控模块提供了一个集中式控制台来跟踪您的所有虚拟网络组件，包括 VMware、Hyper-V、Nutanix 和 Xen 服务器。监控虚拟组件的可用性、数据包丢失、响应时间及其相关接口、活动进程、已安装的软件、硬件和应用程序。设置监视器以跟踪关键指标，包括 CPU 使用率、数据存储读取延迟等。