基于服務器虛擬化技術的服務器更新

劉克明

【摘 要】 傳統服務器存在更新設備投資大、利用率低、機房面積狹小以及不斷增加服務器等問題，本文以介紹VMware虛擬化技術為重點，分析部署過程所涉及的問題并提出解決方法，全面歸納出服務器虛擬化技術的特點，并結合實際運作在企事業單位網絡系統中的問題，提出實施服務器虛擬化技術的整體策略和分步措施，其中提出若干建議，促使有效、平滑、安全地遷移至虛擬機，使企事業單位服務器資源利用率大大提高，使服務器的總成本降低。

【關鍵詞】 服務器 VMware 虛擬化 設計成本 熱遷移

隨著各種專用軟件的應用以及多種應用系統進行部署，兩個不同的應用系統或軟件運行在同一臺服務器上，這種運行方式可能導致沖突發生，服務器的數量隨著不同業務的增多也需要增多。需求得到滿足的同時，各種問題不斷顯現，比如服務器利用率問題以及各種管理問題。

主要表現在：一方面服務器的利用率低，因為應用系統和專業軟件之間存在沖突，在服務器上常常只能部署一種應用系統，導致服務器使用率低，只有5%～15%。再一方面，購置硬件成本高，推廣使用以及新軟件和新的應用系統，常常需要再次購置高效、穩定、安全的服務器，購置硬件花費昂貴。再一方面，操作系統的成本在增長，新服務器購置后，要購買購置新軟件和正版操作系統，同樣需要昂貴的費用購置軟件。又一方面，機房的用電量大，啟用大量電氣設備和通風制冷設備，機房變成耗電大戶，同時設備運轉會產生大量的噪聲，這使機房環境變差。服務器虛擬化技術的使用可以解決上述問題，在對各種應用系統進行整合的同時，可以使硬件利用率提高了、管理更加的方便、服務器占用面積有效減少了，服務器虛擬化是服務器整合的戰術工具。

1 服務器虛擬化技術

當下的x86計算機的設計是為了適用于運行單個應用程序和單個操作系統，所以計算機中的許多功能沒有被充分利用。虛擬化的利用，可以允許單臺物理機上實現多個虛擬機的運用，每個虛擬機都可以在多個環境之間共享同一臺物理機的資源。不同的虛擬機可以在同一臺物理機上運行多種應用程序以及不同的操作系統。VMware公司在虛擬化領域市場中起到領頭羊的作用，虛擬化技術應用廣泛，其客戶已超過十七萬家，財富100強的全部企業全在其中。

VMware虛擬化平臺的構建基于商業的使用價值體系結構。使用像VMware ESXi和VMware vSphere這類軟件，能轉變或“虛擬化”基于x86的計算機的硬件資源（其中包括RAM、CPU、網絡控制器和硬盤），來創建功能較齊全、可類似非虛擬計算機來運行自己的應用程序和操作系統的虛擬機。一臺虛擬機只包含一套完整系統，所以不會產生內在隱藏著的沖突。

VMware虛擬化技術是在主機操作系統或計算機中插入一個精簡軟件層。該軟件層包含一個以透明和動態方式分配硬件資源的虛擬機監視器，這個監視器也可以稱為管理性程序。單臺的物理機上可允許不止一個的操作系統在同一時間內運行，相互之間的硬件資源可共享。因為封裝整臺計算機（包括內存、CPU、網絡設備和操作系統），所以虛擬機能和所有標準的x86操作系統、設備驅動程序和應用程序兼容，同時，幾個應用系統和操作程序在單臺計算機上運行，每個應用程序和操作系統，全部允許在需要的時候訪問所需要的資源。

2 更新的策略

整合前，要指導服務器虛擬化工作需要制定科學的虛擬化實施策略是十分重要的。

（1）分析現狀：列出現有每臺服務器上運行的專業軟件或應用系統的清單，統計一下單一應用系統運行的服務器到底有多少臺，是否存在以往遺留的老程序正在運行。這樣來確定可以列入第一批遷移目標的服務器有哪些。

（2）抓難點：在記錄服務器的運行情況過程中，注意記錄下通過安裝加密狗達到版權保護目的的服務器。曾使用Wmware虛擬軟件或其他類虛擬軟件生成的虛擬機，因為找不到原有加密狗，最終放棄了走服務器虛擬化道路的教訓要謹記，同時要注意生成軟件使用注冊碼是使用了服務器硬件信息的服務器。

（3）各基層臺站的部分業務系統系統，需要占用許多I/O與內存資源，不允許其他服務器中的應用系統共享虛擬服務器的硬件，可以不將這種系統遷移至虛擬機。

（4）集中存儲與備份：服務器虛擬化技術使用后，使將來的集中網絡存儲成為可能。因為成本或其他原因未接入至存儲網絡（NAS，ISCSI和SAN）的服務器，物理服務器的數量在整合后減少，可考慮接入存儲網絡，這樣能充分利用網絡存儲優勢，把這些分散數據來集中管理并備份，給這些服務器和應用的容災打下堅實基礎。通過網絡存儲和虛擬機特有功能的結合，提升了系統靈活性以及移動性和可用性。

3 配置

層臺站的技術業務管理系統具有可用性規劃要求較高和業務應用頻繁的特點，所以服務器虛擬化需要采用高性能的雙機方案。系統涉及的所有專業軟件、應用系統、以及服務器，都集中運行在這兩臺服務器中。所有用戶數據和應用系統數據，要在后端高性能存儲器上集中存儲。虛擬軟件的使用，使所有系統都可實現在線遷移、雙機熱備、統一監控以及自動化資源調整等需求。其最大優點為日后系統要擴展服務器來提高整體性能，不需要業務應用被中斷，桌面的操作系統或服務器不需要全部重新安裝，通過采用增加主機數量的辦法，快速的的提升系統整體上的性能。

3.1 軟件和硬件的配置

（1）硬件方面：SAN光纖存儲+HP刀片服務器。服務器使用HP Blade System 7000刀片機箱，配置上兩臺HP BL680c刀片服務器。使用HP Storage Works MSA2000FC雙控制器磁盤陣列的存儲設備，配置12×450GB SAS硬盤，存儲容量要求約為4.5TB，利用光纖線纜接至刀片系統，使整個系統存儲空間具有高速性、安全性、可靠性。

（2）軟件方面：使用SAN集中存儲的方式，把每個虛擬機的文件系統在共享的SAN集中存儲陣列上創建，VMware VMFS，即虛擬機文件系統，這種文件系統具有高性能，允許多個ESX（通用環境下整合和分區系統的虛擬主機軟件）Server安裝的同時去訪問同一個虛擬機存儲。支持通過VMware VMotionTM技術、VMware Center Server、VMware HA（VMware High Availability）和VMware DRS（分布式資源調度程序）提供的關于虛擬化分布式的基礎結構的服務。因為VMware虛擬架構系統中的虛擬機被封裝成一個檔案文件和許多相關環境配置文件，把這些文件放入SAN存儲陣列上的文件系統中，能讓不一樣的服務器上的虛擬機來訪問這個文件，以此來消除單點故障。而且，虛擬化的軟件使用VMware vSphere 5企業版平臺軟件，同時配置VMware vCenter Server服務器用來承擔虛擬化平臺的管理中心職責。兩臺HP BL680c刀片服務器連接至MSA2000光纖磁盤陣列，運行VMware vSphere5企業版平臺軟件，通過VMware HA配置成集群系統，提供給上海電力設計院可動態的配置、高度可靠的IT資源平臺。

3.2 VMware系統的功能

（1）VMware VMotion功能當ESX虛擬服務器的硬件環境發生異常時，該功能能使應用服務器自動遷移至另外一臺ESX虛擬服務器運行，當硬件環境出現了問題，應用服務能夠繼續保證運作狀態，使業務連續性不被中斷。

（2）VMware VCB技術：應用系統發生損壞情況時，定時針可用來備份應用系統，可在最短時間內恢復系統至健康正常的應用系統生產環境。

（3）VMware HA功能：在虛擬化的IT環境里提供了較高可用性，避免傳統群集的解決方案出現成本或升高復雜性。VMware HA可以為在虛擬機里運行的全部應用程序，提供高效經濟的可行解決方案，不需考慮其應用系統基礎硬件配置或應用操作系統設置，更不需要那些專門性的附加軟件和備用硬件來支持。

（4）VMware系統功能：不但使VMware DRS，VMware VMotion，VMwareHA的系統資源得到自動調節和充分運用，同時自動平衡應用系統分配內存、CPU的資源，使應用系統能夠保持維持其最佳運行狀態的同時保證不間斷運行關鍵性應用系統。

4 更新建議

為了保證順利進行整個遷移過程，最低限度降低業務影響，建議事先對涉及的服務器做一次測試遷移，防止正式遷移時出現問題。運用冷克隆方法把物理服務器的數據克隆到虛擬機過程中，冷克隆方式需要服務器重新啟動或者停機，可能會影響業務，所以建議遷移工作專門安排在能夠停止服務的時間段內完成。

針對部分企事業單位更新設備費用大、服務器利用率低、原有機房狹小、新設備需要安置等實際問題，解決問題時可以考慮采用VMware虛擬化技術。通過對服務器虛擬化技術特點進行分析，同時和企事業單位的實際運作情況相結合，提出實施服務器虛擬化技術的系統的整體策略以及可行的分步措施，用以有效、平滑、安全地遷移至虛擬機，進而提高服務器資源利用率，使服務器總成本降低。

參考文獻：

[1]郝勇，許秀文，楊銘.淺談服務器虛擬化lIl.中國管理信息化，20l1（04）.

[2]韓寓.服務器虛擬化技術研究與分析Ⅲ.電腦知識與技術，2011（07）.