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ZDNet>CSC频道>Windows Server 2012起舞2013?

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与志在“四屏合一”的Windows 8相比,Windows Server 2012要实现“跨越公有云和私有云”的目标,对周边生态环境特别是软件配合的要求,不遑多让。随着System Center 2012 SP1和Windows Azure的陆续到位,2013将是决定Windows Server 2012有何作为的关键一年。

来源:ZDNetCBSi企业方案解决中心频道 2013年02月21日

关键字:windows Azure 公有云 私有云 Windows Server 2012

虽然Windows 8延续了Windows 7不以年份命名的做法,但很多微软主力产品仍然以年份命名,譬如与之配合的Office 2013。与其他公司一样,以年份命名的产品,这个年份通常是其在市场上广泛发售的第一年。也就是说,产品应该在前一年的年底或这一年的年初上市。早一点的有2012年第四季度推出的Exchange Server 2013,晚一点的SQL Server 2012,也在2012年第一季度末就已经正式发布了。

从这个意义上来说,原来代号为Windows Server 8的服务器操作系统,最终定名为Windows Server 2012并于2012年9月初发布,似乎是晚了一点儿。与志在“四屏合一”的Windows 8相比,Windows Server 2012要实现“跨越公有云和私有云”的目标,对于周边生态环境特别是软件配合的要求,不遑多让。随着System Center 2012 SP1和Windows Azure的陆续到位,2013将是决定Windows Server 2012有何作为的关键一年。

Windows Server 2012:Hyper-V 3.0大幅度提升虚拟化能力

作为云计算的一个重要组成部分,在Windows Server 2012当中,有两个基本功能得到了大幅度的提升,其中一个就是虚拟化,它是实现云计算的一个重要基石。Windows Server 2012当中搭载的Hyper-V从原先的2.0版本进化到了3.0版本,功能上得到了巨大的提升:

在Windows Server 2008 R2的Hyper-V 2.0当中,虚拟机的数量、性能都具有很大的限制,这极大地抑制了其应用,如只支持4个逻辑处理器就让很多应用得不到足够的资源运行。

Hyper-V 3.0支持64个虚拟处理器,可以提升充足的运算能力,从而可以将更多的服务器迁入虚拟机 除了虚拟机规格上的提升之外,Windows Server 2012当中还引入了一个重要的功能:SR-IOV(Single Root IO Virtualization,单根IO虚拟化),它进一步扩展了Hyper-V的虚拟化能力,允许虚拟机直接访问网卡硬件,以获得更好的网络延迟和性能,Windows Server 2012也继续提供对VMQ(VM Queue)的支持。

Hyper-V 3.0支持SR-IOV

除了这些比较明显的规格提升之外,Hyper-V 3.0还提供了大量的、全面的改进。

 

Windows Server 2012:文件系统翻天覆地

存储也是云计算的一个重要部分,除了虚拟化,Windows Server 2012也在存储方面进行了大量的改进,最明显的就是最新的SMB 3.0文件共享协议以及全新设计的ReFS文件系统。

SMB(Server Message Block,服务器消息块)是Windows使用的文件共享协议,Windows Server 2012当中提供的SMB 3.0提供了非常多的特性,最明显的有如SMB MultiChannel和SMB Direct、SMB ScaleOut,其中SMB MultiChannel首次允许文件共享协议支持在网络适配器领域提供已久的RSS(Receive Side Scaling,接收方扩展)特性,让网络共享性能得到了极大的提升:

现代服务器网卡以及部分桌面网卡均支持RSS接收方扩展功能,但直到SMB 3.0方提供对其的充分利用

基于Windows Server 2008 R2/SMB 2.1进行的测试,峰值约为600MB/s


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同一环境基于Windows Server 2012/SMB 3.0,峰值可以达到1GB/s

可以看到,SMB 3.0通过在网络传输中创建多个Session以充分利用网卡的RSS特性,让万兆网络,或者十万兆的能力得到充分的发挥,在我们的万兆网络测试环境当中,SMB 3.0比SMB 2.0提升的幅度可达60%以上。SMB MultiChannel还能进一步地利用多个网卡,从而额外提供容错能力。传统的SMB 2.1以及大多数其它的网络协议均不提供SMB MultiChannel这样的功能。

和SMB MultiChannel类似,SMB Direct则可以使用网卡的RDMA(Remote Direct Memory Access,远程直接内存存取)特性,从而让网络文件系统达到极低的延迟,可以提供接近SAN的性能。SMB Direct同时也能搭配SMB MultiChannel创建多个传输Session,传输速率也能达到更高。而SMB ScaleOut则是通过CSV v2(Cluster Share Volume V2,群集共享卷),让文件服务器群集的所有节点都可以并发为客户端提供访问,从而更充分地利用网络带宽。


新一代Windows文件系统:ReFS

Windows Server 2012的ReFS(Resilient File System,弹性文件系统)的目标则是组成未来十年的Windows存储基础,它提供了多种引人注目特性:

可靠、可扩展的磁盘结构: ReFS 使用了重新架构的称为"Minstore"的磁盘结构引擎,它是一种采用了B+ 树架构的文件系统,通过使用Minstore,目录树将可以非常大,并且可以通过嵌套可实现多层次结构的树。
通过校验提升元数据完整性:ReFS 中所有元数据的校验工作都可在树的层面上进行,校验值独立于树页面本身进行保存,从而避免了各种形式的磁盘错误。
通过Integrity Streams提供可选的用户数据完整性:ReFS 还包含了名为Integrity Streams的对文件内容进行校验的额外功能。这种写入时分配位置的技术会将文件的改动写入到不同于原始位置的其他位置,从而有可能恢复之前的数据版本。
强壮的磁盘更新:ReFS使用了叫做“写入时复制”的在写入事务中进行分配的磁盘更新模式,提供了更强壮的磁盘更新能力,并可提供最大化的可靠性。
可伸缩性:ReFS扩展了对目录系统的支持,在使用16KB簇大小的时候,ReFS可以支持高达278 字节的卷,支持264-1 字节的单个文件,每目录中可保存264 个文件,卷中可以保存相同数量的目录。

Windows Server 2012还带来了新的存储空间特性,可以更加方便地整合多种存储资源而无须使用额外的硬件。

Windows Server 2012:单打独斗多面手,用户导向需强化

与商业领域的后起之秀VMware相比,微软在组织手段(域)和物理机的管理上占有明显的优势,Windows Server也具有较强的“单兵作战能力”,不需要一堆管理套件配合,就可以完成很多常见的管理工作。而在上述几方面,Windows Server 2012都有了进一步的提升。

在Windows Server 2012中,“服务器管理器”的重要性愈发凸显出来。基于角色和功能的管理方式,使得大部分的管理工作都要在服务器管理器中展开。域控制器的安装便是在服务器管理器中通过添加Active Directory域服务,赋予域控制器的角色,比之前命令行的方式更简便且易于上手。同样是在服务器管理器中,添加要管理的其他服务器,并在一个窗口中管理多台服务器,也如信手拈来一般。

这种多服务器管理能力在虚拟机上也得到了很好的体现。在Hyper-V管理器中,可以迅速添加多台Hyper-V主机,而在这些主机间进行类似移动(迁移)虚拟机的操作,亦非常简单。如果不涉及模板这样的高级功能或比较大批量虚拟机的操作,很多常见的虚拟机管理功能并不需要System Center VMM(Virtual Machin Manager),对于中小型企业等规模不大的虚拟化环境,或者处于“虚拟化初级阶段”的用户,尤其有价值。

通过在服务器管理器中添加角色和功能的方式,赋予了Windows Server 2012面向不同任务时的灵活性。必要时,管理员可以赋予一台服务器多个角色,而不必担心安装多种不同功能的软件可能引发的冲突。同时,内置的很多功能,也带来了性能和效率上的提升。

Windows Server 2012的有些新功能,是默认而无需专门开启的,譬如SMB 3.0,只要双方(客户端与服务器)都支持即可,这在一个Windows Server 2012和Windows 8构成的环境中很有价值。另一个例子是无需共享存储的虚拟机迁移,在Hyper-V 3.0主机之间“移动”一个虚拟机,不需要它们之间有共享存储,也不用安装其他软件或做特别的设置。

Windows Server 2012的Hyper-V管理器可以在源主机上将开机状态下虚拟机“移动”(迁移)到其他Hyper-V主机上,不过要为虚拟机分配在目标主机上的网络

另外一些功能如重复数据删除,需要在服务器管理器中添加,并进行简单的设置,才能发挥作用。但是添加功能和设置其工作方式的过程很简单,相当于“Set it & forget it”。为特定的Windows Server 2012服务器添加重复数据删除功能之后,在需要的卷上开启或关闭就可以了。重复数据删除工作时会占用对应的磁盘,并消耗一定的处理器资源,为了不影响系统的性能,它被设置为一个定时执行的任务,用户可以根据自己的实际情况改变时间和优先级的参数,其他基本不用管。如果一个卷启用了重复数据删除,位于其上的共享文件夹自然也随之受益,这对于虚拟机存储库等保存大量高度重复且非活跃数据的应用,可以大幅度的节省存储空间。

重复数据删除的设定

重复数据删除也有一些限定条件,譬如不能在系统分区上启用。这很好理解,而且系统分区上重复数据删除直接就是灰色不可选状态,不论用户是否有经验,起码一开始就不会搞错。

重复数据删除在系统盘上不可选

还有的功能是为了提高操作/部署的效率。传统上,虚拟桌面基础架构(VDI,Virtual Desktop Infrastructure)的部署,需要安装多个物理或虚拟的服务器,并进行很多设置,是个费时费力的过程。为加速VDI的部署,Windows Server 2012专门增加了VDI的快速部署,理想情况下,只需点几下鼠标,便可以在一台主机上自动完成启用Hyper-V角色、部署全套VDI方案的整个过程,大大简化了操作。

用Sysprep准备虚拟桌面模板时要选上“通用”

不过,VDI的部署过程怎么说也比启用重复数据删除复杂得多,涉及到更多需要人工参与的环节,感觉在这方面,Windows Server 2012更多侧重在快速部署功能的实现,而疏于提供必要的指导。举例来说,Windows Server 2012的VDI快速部署,在开始之前会要求用户提供一个虚拟机的VHD,作为桌面模板。这个VHD需要先做sysprep并选择“通用”,但是VDI快速部署不会立刻检查该VHD是否符合条件,而是在进行完包括启用Hyper-V角色(如果之前没有启用)和远程桌面服务角色的第一阶段之后,在“虚拟机模板”的第二阶段开始才检查。如果这时才发现VHD不满足要求,那前面的工作就要重来,而且不利于无人值守的操作——特别是第三阶段“虚拟机集合”是特别费时的步骤,要是走完前面所有的步骤,选择“确认”开始自动部署过程后离开,回来才发现卡在这里,实在是件令人气恼的事情。

如果虚拟机未执行上一图所示的Sysprep通用性操作,在VDI快速部署进行到第二阶段开始时才报错

当然,经验丰富的VDI部署高手可能不会犯这样的错误,只享受VDI快速部署带来的效率提升就可以了。不过,除了提高效率,自动化工具还应有引导、避免用户犯错误的“防呆”的能力,让缺乏经验的新手也能很快上手。况且,相对于高手而言,新手更依赖自动化工具,避免他们犯错误、走冤枉路,也是提高效率的一个体现。

在这个格外注重客户体验的时代,只考虑功能实现的工程师思维是不够的。特别是在竞争对手都越来越重视易用性的今天,微软更不该丢掉原本的强项。如果在这方面更多的站在用户的角度考虑,Windows Server 2012就可以更好的体现“以客户为中心的设计思路”。

System Center与Windows Azure:私有云终就绪,公有云在路上

虽然Windows Server 2012有很好的物理机管理能力,Hypervisor与常用虚拟机管理能力相结合的做法也在一定程度上避免了对专用虚拟机管理程序的需要,但它终归还是一个服务器操作系统平台。如果要构建私有云,还需要System Center套件的配合。

不过,System Center 2012比Windows Server 2012早推出接近半年的时间,因此,SC 2012并不支持WS 2012。所幸,在2013年到来之际,微软推出的System Center 2012 SP1解决了这个问题。

System Center 2012 SP1套件包含的组件较多,我们主要试用了Virtual Machine Manager(VMM)和App Controller。SC VMM 2012 SP1提供了比Windows Server 2012更为高级和丰富的虚拟机管理功能,还能管理包括VMware最新的vSphere 5.1以及Citrix XenServer在内的混合虚拟化环境,并可以很快速的构建私有云。处于私有云中的主机,其上的虚拟机可以用一种很简便的方式进入或退出私有云,但是习惯了VMware软件体系的用户可能还需要一个适应过程。

System Center VMM 2012 SP1支持VMware vCenter Server 5.1

System Center VMM 2012 SP1管理下的ESXi主机与Hyper-V主机混合环境

将虚拟机加入私有云就这么简单

App Controller可以与公有云如微软的Windows Azure连接,把SC VMM管理下私有云中的虚拟机迁移到Windows Azure中,比命令行的方式简单直观得多。不过,目前的Windows Azure与Windows Server 2012还不够同步,不支持后者的动态内存和VHDX文件格式等特性。微软承诺Windows Azure的技术路线很快就会与Windows Server的发展同步,而落地中国的进程也有望在今年上半年结出硕果。

Windows Azure尚不支持VHDX,但是我们要拷贝的这台虚拟机上,并没有快照

届时,Windows Server 2012真正兑现了“跨越私有云和公有云”的承诺,将有更充足的机会去证明2013是属于它的一年。

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