基于VMware的服務(wù)器虛擬架構(gòu)設(shè)計(jì)

姚軍光

（青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院 山東 青島 266071）

0 引言

在高校的數(shù)據(jù)中心機(jī)房中，存在著很多高耗能設(shè)備，如服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信、UPS電源系統(tǒng)等，大多數(shù)服務(wù)器的利用率只有5%～15%，服務(wù)器最大能源的60%常常被閑置浪費(fèi)。而研究表明，將服務(wù)器的利用率提高到50%時(shí)，能源使用量只會(huì)增加不到5%。而提高利用率的最佳方式就是虛擬化。通過實(shí)施服務(wù)器虛擬化，可以將多個(gè)服務(wù)整合到一臺(tái)物理服務(wù)器上。

1 架構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 架構(gòu)概要設(shè)計(jì)

對(duì)于高校，建議采用2CPU的物理服務(wù)器來逐漸代替，每臺(tái)物理服務(wù)器的內(nèi)存增大到32GB以上。同時(shí)每臺(tái)物理服務(wù)器上都安裝配置VMware軟件，利用2CPU物理服務(wù)器強(qiáng)大的處理能力，生成多個(gè)虛擬服務(wù)器，而每一個(gè)虛擬服務(wù)器，從功能、性能和操作方式上，等同于傳統(tǒng)的單臺(tái)物理服務(wù)器，在每個(gè)虛擬服務(wù)器上，再安裝配置 Windows或Linux操作系統(tǒng)，進(jìn)而再安裝應(yīng)用軟件，這樣以前的每個(gè)物理服務(wù)器就變身成為VI3服務(wù)器上的虛擬機(jī)，從而大大提高資源利用率，降低成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)和應(yīng)用的可用性，提高系統(tǒng)的靈活性和快速響應(yīng)，完美的實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器虛擬架構(gòu)的整合。

在具體實(shí)現(xiàn)中，可配置一套光纖存儲(chǔ)陣列產(chǎn)品，同時(shí)配置冗余的光纖交換機(jī)，組成標(biāo)準(zhǔn)的SAN集中存儲(chǔ)架構(gòu)，由VMware虛擬架構(gòu)套件生產(chǎn)出來的虛擬機(jī)的封裝文件都存放在SAN存儲(chǔ)陣列上。通過共享的SAN存儲(chǔ)架構(gòu)，可以最大化的發(fā)揮虛擬架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

1.2 架構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)

1.2.1 主體部分

本架構(gòu)的主體部分是4臺(tái)安裝了VMware ESX Server軟件的2CPU物理服務(wù)器。ESX Server 3.0是VMware虛擬架構(gòu)套件VI3的基礎(chǔ)組成部分，是動(dòng)態(tài)、自我優(yōu)化的IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。VMware ESX Server是一個(gè)強(qiáng)健、經(jīng)過生產(chǎn)驗(yàn)證的虛擬層，它直接安裝在物理服務(wù)器的裸機(jī)上，將物理服務(wù)器上的處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)資源抽象到多個(gè)虛擬機(jī)中。采用虛擬架構(gòu)后，每個(gè)虛擬機(jī)所需使用的系統(tǒng)資源都是由虛擬架構(gòu)軟件統(tǒng)一調(diào)配，使得任何一個(gè)應(yīng)用都可以有充分保證的資源來穩(wěn)定運(yùn)行，并且該應(yīng)用在此時(shí)用不到的資源又可以被其他更需要資源的應(yīng)用臨時(shí)借用過去，最大限度的提高了整體系統(tǒng)的資源利用率。

每一臺(tái)虛擬服務(wù)器都可以利用VMware虛擬對(duì)稱式多重處理(SMP)技術(shù)，通過使單個(gè)虛擬機(jī)能夠同時(shí)使用多個(gè)物理處理器，增強(qiáng)了虛擬機(jī)性能。作為一項(xiàng)獨(dú)特的VMware功能，Virtual SMP支持虛擬化需要多處理器和密集資源的企業(yè)應(yīng)用程序。

1.2.2 文件共享

在該架構(gòu)中，可以采用IP-SAN集中存儲(chǔ)方式，這樣可以將每個(gè)虛擬機(jī)的文件系統(tǒng)創(chuàng)建在共享的SAN集中存儲(chǔ)陣列上，VMware VMFS虛擬機(jī)文件系統(tǒng)，是一種高性能的群集文件系統(tǒng)，允許多個(gè)ESX Server安裝同時(shí)訪問同一虛擬機(jī)存儲(chǔ)。支持通過VMware VirtualCenter、VMware VMotion技術(shù)、VMware DRS和VMware HA提供的基于虛擬化的分布式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)。

由于VMware的虛擬架構(gòu)系統(tǒng)中的虛擬機(jī)實(shí)際上是被封裝成了一個(gè)檔案文件和若干相關(guān)環(huán)境配置文件，通過將這些文件放在SAN存儲(chǔ)陣列上的VMFS文件系統(tǒng)中，可以讓不同服務(wù)器上的虛擬機(jī)都可以訪問到該文件，從而消除了單點(diǎn)故障。

1.2.3 集中管理、自動(dòng)化及優(yōu)化運(yùn)行

為了對(duì)服務(wù)器虛擬架構(gòu)進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控，方案中建議配置一臺(tái)獨(dú)立的Windows 2003服務(wù)器來做為VI3套件中的 VirtualCenter服務(wù)器，VirtualCenter服務(wù)器為IT環(huán)境提供了集中化管理、操作自動(dòng)化、資源優(yōu)化和高可用性。基于虛擬化的分布式服務(wù)為數(shù)據(jù)中心提供了前所未有的響應(yīng)能力、可維護(hù)性、效率和可靠性級(jí)別。

VirtualCenter提供了管理任意規(guī)模的虛擬IT環(huán)境所需的最高級(jí)別的簡(jiǎn)便性、效率、安全性和可靠性。

1.2.4 整合備份

通過使用 VMware Consolidated Backup軟件，可以為虛擬服務(wù)器提供易于使用、集中化的備份工具，它使虛擬機(jī)內(nèi)容能夠從一個(gè)集中的Windows 2003代理服務(wù)器 （而不是直接從 ESX Server）中進(jìn)行備份，它可與其他商業(yè)備份軟件完美協(xié)調(diào)工作，由于只需要在備份代理服務(wù)器上配置商業(yè)備份軟件的Agent，而不是象傳統(tǒng)服務(wù)器群方式下，每臺(tái)服務(wù)器都需要配置備份軟件的Agent，因此可以大幅節(jié)省用戶購買這些Agent的費(fèi)用。

2 架構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

2.1 大大降低TCO

通過服務(wù)器整合，控制和減少物理服務(wù)器的數(shù)量，明顯提高每個(gè)物理 服務(wù)器及其 CPU的資源利用率，從而降低硬件成本；降低運(yùn)營和維護(hù)成本，包括數(shù)據(jù)中心空間、機(jī)柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本等。

2.2 提高運(yùn)營效率

加快新服務(wù)器和應(yīng)用的部署，大大降低服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時(shí)間；主動(dòng)地提前規(guī)劃資源增長，這樣對(duì)客戶和應(yīng)用的需求響應(yīng)快速，不需要象以前那樣，需要長時(shí)間的采購流程，然后進(jìn)行嘗試；不需要象以前那樣，硬件維護(hù)需要數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和1-3小時(shí)維護(hù)窗口，現(xiàn)在可以進(jìn)行快速的硬件維護(hù)和升級(jí)。

2.3 提高服務(wù)水平

幫助您的企業(yè)建立業(yè)務(wù)和IT資源之間的關(guān)系，使IT和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)；將所有服務(wù)器作為大的資源統(tǒng)一進(jìn)行管理，并按需進(jìn)行資源調(diào)配。

2.4 舊硬件和操作系統(tǒng)的投資保護(hù)

不再擔(dān)心舊系統(tǒng)的兼容性，維護(hù)和升級(jí)等一系列問題。

3 結(jié)論

信息系統(tǒng)載體——數(shù)據(jù)中心面臨數(shù)據(jù)量急速膨脹、場(chǎng)地嚴(yán)重不足、運(yùn)營成本高昂、能耗大、安全性差、業(yè)務(wù)連續(xù)能力低等一系列挑戰(zhàn)。因此，利用虛擬化實(shí)現(xiàn)高校數(shù)據(jù)中心的綠色節(jié)能、靈活性、高可用、高連續(xù)性、模塊化、自動(dòng)化等諸多優(yōu)勢(shì)。本文主要介紹了利用VMware對(duì)服務(wù)器虛擬化的設(shè)計(jì)及優(yōu)勢(shì)，對(duì)于高校及中小企業(yè)應(yīng)用服務(wù)器虛擬化有一定的意義。

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