IBM小型機虛擬化技術應用實踐

摘要：虛擬化是當前信息技術領域的研究熱點和技術前沿。在應用虛擬化技術之前，服務器對資源的使用均為獨占方式。隨著業務的增長，服務器數量會急劇上升，這將消耗大量電力和機房空間，使系統管理變得復雜，因此，虛擬化勢在必行。文章基于IBM小型機虛擬化技術關鍵，描述了IBM小型機虛擬化實施過程中的規劃、設計與關鍵的操作步驟，提出了實施小型機虛擬化的成效及新問題。

關鍵詞：IBM小型機；虛擬化技術；信息技術；服務器

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0035-02

1 服務器虛擬化概述

當前虛擬化技術是信息技術領域的熱門話題，在應用虛擬化技術之前，服務器對資源的使用均為獨占方式。隨著業務的增長，服務器數量會急劇上升，消耗大量電力、機房空間，使系統管理變得復雜，并且資源利用率很低，造成很大浪費。因此，虛擬化勢在必行。

2 IBM小型機虛擬化技術應用實例

2.1 虛擬化環境及規劃設計

采用現有的兩臺P6 550小型機作為服務器硬件平臺。每臺小機基本配置：2*Power6 CPU、16G內存、兩張光纖以太網卡、兩張光纖通道卡、內置硬盤270G、外接存儲300G。一臺HMC硬件管理控制臺（V7R7.1.0.2）。

2.2 微分區設計

2.2.1 分區規劃：設計四個client分區，用作信息系統的備用平臺及培訓環境平臺；一個VIO server分區。其中client分區分別是業務分區（生產系統分區sc和營銷系統分區yx）和培訓分區（px1和px2）。

2.2.2 CPU與內存設計：業務分區按照兩個分區同時運行時所需CPU及內存資源設計期望值（desire）；共享方式采用非受限模式（uncapped），相當于在這臺物理機器里建立共享處理器池（SPP），然后使客戶分區可以使用這些處理器，確保客戶分區在滿足了CPU期望資源情況下，還能獲得共享處理器池中的空閑CPU

資源。

2.2.3 網絡與存儲設計：所有分區分別劃于各自系統所屬網段；兩個業務分區的rootvg使用本地硬盤空間，ora_vg主要用于安裝數據庫軟件，使用存儲磁盤空間，兩個培訓分區rootvg使用存儲空間。

2.3 VIO server的設計

2.3.1 共享磁盤與虛擬適配器設計：共享存儲是通過在VIOS分區中設置虛擬SCSI適配卡vhost，然后把VIOS分區中的lv或磁盤映射給vhost，vhost對應到其他客戶分區就是一塊SCSI卡，可以供其他客戶分區使用。每個LV影射到不同的客戶分區。客戶分區會將這些LV視為常規的SCSI磁盤。在VIOS分區中將本地硬盤rootvg（270G）劃分出兩個邏輯卷（lv），各50G作為客戶分區的rootvg，每個邏輯卷按設計影射一個vhost。例如，sc分區的rootvg應用的是VIOS分區的vhost1，而vhost1影射名為sc_rootvg的邏輯卷，在sc分區看來大小為50G的邏輯卷sc_rootvg只是一個常規的SCSI磁盤。

2.3.2 VIOS分區與客戶分區虛擬SCSI適配器設計：VIOS分區創建虛擬SCSI適配器，其中SCSI id 100的適配器用于映射服務器光驅設備cd0；保留作用的虛擬適配器可用于信息系統主備系統切換時，掛接生產系統環境的存儲磁盤空間；客戶分區中分別有一個虛擬SCSI適配器用于映射服務器光驅。其中sc、yx兩個客戶分區分別創建7個虛擬SCSI適配器，其中兩個適配器分別用于映射server分區中sc_rootvg、sc_oravg和yx_rootvg、yx_oravg，其余保留適配器用于映射server分區的存儲掛接空間。以VIO server和sc分區為例，虛擬SCSI適配器設計詳見表1所示，其他分區的虛擬SCSI適配器設計類似。

2.3.3 虛擬網絡適配器設計：在VIOS分區中創建ent2和ent3兩個虛擬網絡適配器，其中ent2作為默認虛擬接口，ent3作保留；在每個客戶分區創建兩個虛擬網絡適配器ent0和ent1，其中ent0用于外連網絡接口，ent1保留；為了提高物理網卡帶寬，在VIOS中將兩個物理適配器ent0和ent1作以太網隧道（ethernet_channel）綁定，此時VIOS會生動生成一個網絡適配器，這里就是ent4。我們這里設計將虛擬適配器ent2和聚合接口ent4作關聯，VIOS會自動生成SEA（共享以太網適配器）設備，這里就是生成了ent5。

2.3.4 虛擬LAN設計：物理網卡通過SEA映射到共享虛擬網卡，通過虛擬LAN和各個分區連通，同時使得各個分區可以通過共享虛擬網卡的橋接與外界聯系。在VIOS分區中將虛擬適配器ent2設置成IEEE 802.1q兼容適配器及訪問外部網，允許通過的VLAN中加入客戶分區所屬的VLAN；在各個客戶分區中將ent0的VLAN標識設置為各自VLAN號。

2.4 虛擬化實施操作過程

2.4.1 根據虛擬化規劃設計，通過HMC創建VIOS分區及各客戶分區，在分區概要文件中配置處理器、內存、I/O、虛擬適配器等參數。

2.4.2 建立VIOS分區與客戶分區vSCSI影射關系。圖1中左圖是VIOS分區的虛擬適配器配置，右圖中顯示yx分區中適配器標識為10，4，5的vSCSI影射至VIOS分區適配器標識為100、121、122的vSCSI。其他客戶分區與VIOS分區有類似的虛擬適配器影射關系。

2.4.3 在VIOS中創建需要共享的邏輯卷，建立vSCSI與邏輯卷的影射關系；將兩張物理網卡ent0和ent1作ethernet_channel綁定，將聚合網卡后生成的ent4與虛擬網卡ent2勾連生成SEA網卡ent5，并可在ent5中配置ip地址便于遠程訪問VIOS分區的管理；在SEA中創建客戶分區vlan。

2.4.4 啟動客戶分區，安裝操作系統。由于虛擬設備由VIOS分區激活提供，所以必須保持VIOS分區處于運行狀態。

3 虛擬化實施后成效

實施IBM小型機虛擬化后，為核心信息系統提供了靈活的備用平臺支持。同時，配合已建成的IBM SVC存儲虛擬化，可以組建一個比較完整的災備系統，提高信息系統可用性；小型機虛擬化的實施，提供了完善的AIX操作系統的培訓環境及系統測試環境。

4 虛擬化后需要考慮的問題

系統監控手段會發生變化，使用微分區之前CPU的使用率最多為100%，但在uncapped模式下的CPU使用率監控，必須結合虛擬CPU個數，根據系統應用來定制CPU監控閥值；系統故障時影響面擴大，沒有實施虛擬化時，每臺物理機器上可能只運行一個系統，發生宕機事件，影響面很有限；實施虛擬化之后，每臺物理機器上運行多個分區系統，故障的影響面存在擴大的風險，因此需要充分地評估及技術控制措施；系統管理復雜度會增加，原有資源是獨占方式，雖然有所浪費，但管理起來簡單。當大量業務系統運行在同一物理機器、同一張網卡、光纖卡上，進行系統維護時，就需要考慮更多風險因素。

5 結語

對于IBM小型機，虛擬化的核心技術是PowerVM，它涉及了諸多技術，不必一步到位全部使用，我們應根據企業對于虛擬化的實際應用需求，有選擇地、分步驟地實施PowerVM的一些高級應用特性，如高可靠性的雙VIOS部署方式或I/O性能更好的NPIV及IVE技術，讓虛擬化技術為企業帶來實實在在的效益。

作者簡介：李捷（1982-），男，廣東韶關人，廣東電網公司韶關供電局工程師，研究方向：信息系統運維、信息安全管理。endprint

摘要：虛擬化是當前信息技術領域的研究熱點和技術前沿。在應用虛擬化技術之前，服務器對資源的使用均為獨占方式。隨著業務的增長，服務器數量會急劇上升，這將消耗大量電力和機房空間，使系統管理變得復雜，因此，虛擬化勢在必行。文章基于IBM小型機虛擬化技術關鍵，描述了IBM小型機虛擬化實施過程中的規劃、設計與關鍵的操作步驟，提出了實施小型機虛擬化的成效及新問題。

關鍵詞：IBM小型機；虛擬化技術；信息技術；服務器

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0035-02

1 服務器虛擬化概述

當前虛擬化技術是信息技術領域的熱門話題，在應用虛擬化技術之前，服務器對資源的使用均為獨占方式。隨著業務的增長，服務器數量會急劇上升，消耗大量電力、機房空間，使系統管理變得復雜，并且資源利用率很低，造成很大浪費。因此，虛擬化勢在必行。

2 IBM小型機虛擬化技術應用實例

2.1 虛擬化環境及規劃設計

采用現有的兩臺P6 550小型機作為服務器硬件平臺。每臺小機基本配置：2*Power6 CPU、16G內存、兩張光纖以太網卡、兩張光纖通道卡、內置硬盤270G、外接存儲300G。一臺HMC硬件管理控制臺（V7R7.1.0.2）。

2.2 微分區設計

2.2.1 分區規劃：設計四個client分區，用作信息系統的備用平臺及培訓環境平臺；一個VIO server分區。其中client分區分別是業務分區（生產系統分區sc和營銷系統分區yx）和培訓分區（px1和px2）。

2.2.2 CPU與內存設計：業務分區按照兩個分區同時運行時所需CPU及內存資源設計期望值（desire）；共享方式采用非受限模式（uncapped），相當于在這臺物理機器里建立共享處理器池（SPP），然后使客戶分區可以使用這些處理器，確保客戶分區在滿足了CPU期望資源情況下，還能獲得共享處理器池中的空閑CPU

資源。

2.2.3 網絡與存儲設計：所有分區分別劃于各自系統所屬網段；兩個業務分區的rootvg使用本地硬盤空間，ora_vg主要用于安裝數據庫軟件，使用存儲磁盤空間，兩個培訓分區rootvg使用存儲空間。

2.3 VIO server的設計

2.3.1 共享磁盤與虛擬適配器設計：共享存儲是通過在VIOS分區中設置虛擬SCSI適配卡vhost，然后把VIOS分區中的lv或磁盤映射給vhost，vhost對應到其他客戶分區就是一塊SCSI卡，可以供其他客戶分區使用。每個LV影射到不同的客戶分區。客戶分區會將這些LV視為常規的SCSI磁盤。在VIOS分區中將本地硬盤rootvg（270G）劃分出兩個邏輯卷（lv），各50G作為客戶分區的rootvg，每個邏輯卷按設計影射一個vhost。例如，sc分區的rootvg應用的是VIOS分區的vhost1，而vhost1影射名為sc_rootvg的邏輯卷，在sc分區看來大小為50G的邏輯卷sc_rootvg只是一個常規的SCSI磁盤。

2.3.2 VIOS分區與客戶分區虛擬SCSI適配器設計：VIOS分區創建虛擬SCSI適配器，其中SCSI id 100的適配器用于映射服務器光驅設備cd0；保留作用的虛擬適配器可用于信息系統主備系統切換時，掛接生產系統環境的存儲磁盤空間；客戶分區中分別有一個虛擬SCSI適配器用于映射服務器光驅。其中sc、yx兩個客戶分區分別創建7個虛擬SCSI適配器，其中兩個適配器分別用于映射server分區中sc_rootvg、sc_oravg和yx_rootvg、yx_oravg，其余保留適配器用于映射server分區的存儲掛接空間。以VIO server和sc分區為例，虛擬SCSI適配器設計詳見表1所示，其他分區的虛擬SCSI適配器設計類似。

2.3.3 虛擬網絡適配器設計：在VIOS分區中創建ent2和ent3兩個虛擬網絡適配器，其中ent2作為默認虛擬接口，ent3作保留；在每個客戶分區創建兩個虛擬網絡適配器ent0和ent1，其中ent0用于外連網絡接口，ent1保留；為了提高物理網卡帶寬，在VIOS中將兩個物理適配器ent0和ent1作以太網隧道（ethernet_channel）綁定，此時VIOS會生動生成一個網絡適配器，這里就是ent4。我們這里設計將虛擬適配器ent2和聚合接口ent4作關聯，VIOS會自動生成SEA（共享以太網適配器）設備，這里就是生成了ent5。

2.3.4 虛擬LAN設計：物理網卡通過SEA映射到共享虛擬網卡，通過虛擬LAN和各個分區連通，同時使得各個分區可以通過共享虛擬網卡的橋接與外界聯系。在VIOS分區中將虛擬適配器ent2設置成IEEE 802.1q兼容適配器及訪問外部網，允許通過的VLAN中加入客戶分區所屬的VLAN；在各個客戶分區中將ent0的VLAN標識設置為各自VLAN號。

2.4 虛擬化實施操作過程

2.4.1 根據虛擬化規劃設計，通過HMC創建VIOS分區及各客戶分區，在分區概要文件中配置處理器、內存、I/O、虛擬適配器等參數。

2.4.2 建立VIOS分區與客戶分區vSCSI影射關系。圖1中左圖是VIOS分區的虛擬適配器配置，右圖中顯示yx分區中適配器標識為10，4，5的vSCSI影射至VIOS分區適配器標識為100、121、122的vSCSI。其他客戶分區與VIOS分區有類似的虛擬適配器影射關系。

2.4.3 在VIOS中創建需要共享的邏輯卷，建立vSCSI與邏輯卷的影射關系；將兩張物理網卡ent0和ent1作ethernet_channel綁定，將聚合網卡后生成的ent4與虛擬網卡ent2勾連生成SEA網卡ent5，并可在ent5中配置ip地址便于遠程訪問VIOS分區的管理；在SEA中創建客戶分區vlan。

2.4.4 啟動客戶分區，安裝操作系統。由于虛擬設備由VIOS分區激活提供，所以必須保持VIOS分區處于運行狀態。

3 虛擬化實施后成效

實施IBM小型機虛擬化后，為核心信息系統提供了靈活的備用平臺支持。同時，配合已建成的IBM SVC存儲虛擬化，可以組建一個比較完整的災備系統，提高信息系統可用性；小型機虛擬化的實施，提供了完善的AIX操作系統的培訓環境及系統測試環境。

4 虛擬化后需要考慮的問題

系統監控手段會發生變化，使用微分區之前CPU的使用率最多為100%，但在uncapped模式下的CPU使用率監控，必須結合虛擬CPU個數，根據系統應用來定制CPU監控閥值；系統故障時影響面擴大，沒有實施虛擬化時，每臺物理機器上可能只運行一個系統，發生宕機事件，影響面很有限；實施虛擬化之后，每臺物理機器上運行多個分區系統，故障的影響面存在擴大的風險，因此需要充分地評估及技術控制措施；系統管理復雜度會增加，原有資源是獨占方式，雖然有所浪費，但管理起來簡單。當大量業務系統運行在同一物理機器、同一張網卡、光纖卡上，進行系統維護時，就需要考慮更多風險因素。

5 結語

對于IBM小型機，虛擬化的核心技術是PowerVM，它涉及了諸多技術，不必一步到位全部使用，我們應根據企業對于虛擬化的實際應用需求，有選擇地、分步驟地實施PowerVM的一些高級應用特性，如高可靠性的雙VIOS部署方式或I/O性能更好的NPIV及IVE技術，讓虛擬化技術為企業帶來實實在在的效益。

作者簡介：李捷（1982-），男，廣東韶關人，廣東電網公司韶關供電局工程師，研究方向：信息系統運維、信息安全管理。endprint

摘要：虛擬化是當前信息技術領域的研究熱點和技術前沿。在應用虛擬化技術之前，服務器對資源的使用均為獨占方式。隨著業務的增長，服務器數量會急劇上升，這將消耗大量電力和機房空間，使系統管理變得復雜，因此，虛擬化勢在必行。文章基于IBM小型機虛擬化技術關鍵，描述了IBM小型機虛擬化實施過程中的規劃、設計與關鍵的操作步驟，提出了實施小型機虛擬化的成效及新問題。

關鍵詞：IBM小型機；虛擬化技術；信息技術；服務器

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）30-0035-02

1 服務器虛擬化概述

當前虛擬化技術是信息技術領域的熱門話題，在應用虛擬化技術之前，服務器對資源的使用均為獨占方式。隨著業務的增長，服務器數量會急劇上升，消耗大量電力、機房空間，使系統管理變得復雜，并且資源利用率很低，造成很大浪費。因此，虛擬化勢在必行。

2 IBM小型機虛擬化技術應用實例

2.1 虛擬化環境及規劃設計

采用現有的兩臺P6 550小型機作為服務器硬件平臺。每臺小機基本配置：2*Power6 CPU、16G內存、兩張光纖以太網卡、兩張光纖通道卡、內置硬盤270G、外接存儲300G。一臺HMC硬件管理控制臺（V7R7.1.0.2）。

2.2 微分區設計

2.2.1 分區規劃：設計四個client分區，用作信息系統的備用平臺及培訓環境平臺；一個VIO server分區。其中client分區分別是業務分區（生產系統分區sc和營銷系統分區yx）和培訓分區（px1和px2）。

2.2.2 CPU與內存設計：業務分區按照兩個分區同時運行時所需CPU及內存資源設計期望值（desire）；共享方式采用非受限模式（uncapped），相當于在這臺物理機器里建立共享處理器池（SPP），然后使客戶分區可以使用這些處理器，確保客戶分區在滿足了CPU期望資源情況下，還能獲得共享處理器池中的空閑CPU

資源。

2.2.3 網絡與存儲設計：所有分區分別劃于各自系統所屬網段；兩個業務分區的rootvg使用本地硬盤空間，ora_vg主要用于安裝數據庫軟件，使用存儲磁盤空間，兩個培訓分區rootvg使用存儲空間。

2.3 VIO server的設計

2.3.1 共享磁盤與虛擬適配器設計：共享存儲是通過在VIOS分區中設置虛擬SCSI適配卡vhost，然后把VIOS分區中的lv或磁盤映射給vhost，vhost對應到其他客戶分區就是一塊SCSI卡，可以供其他客戶分區使用。每個LV影射到不同的客戶分區。客戶分區會將這些LV視為常規的SCSI磁盤。在VIOS分區中將本地硬盤rootvg（270G）劃分出兩個邏輯卷（lv），各50G作為客戶分區的rootvg，每個邏輯卷按設計影射一個vhost。例如，sc分區的rootvg應用的是VIOS分區的vhost1，而vhost1影射名為sc_rootvg的邏輯卷，在sc分區看來大小為50G的邏輯卷sc_rootvg只是一個常規的SCSI磁盤。

2.3.2 VIOS分區與客戶分區虛擬SCSI適配器設計：VIOS分區創建虛擬SCSI適配器，其中SCSI id 100的適配器用于映射服務器光驅設備cd0；保留作用的虛擬適配器可用于信息系統主備系統切換時，掛接生產系統環境的存儲磁盤空間；客戶分區中分別有一個虛擬SCSI適配器用于映射服務器光驅。其中sc、yx兩個客戶分區分別創建7個虛擬SCSI適配器，其中兩個適配器分別用于映射server分區中sc_rootvg、sc_oravg和yx_rootvg、yx_oravg，其余保留適配器用于映射server分區的存儲掛接空間。以VIO server和sc分區為例，虛擬SCSI適配器設計詳見表1所示，其他分區的虛擬SCSI適配器設計類似。

2.3.3 虛擬網絡適配器設計：在VIOS分區中創建ent2和ent3兩個虛擬網絡適配器，其中ent2作為默認虛擬接口，ent3作保留；在每個客戶分區創建兩個虛擬網絡適配器ent0和ent1，其中ent0用于外連網絡接口，ent1保留；為了提高物理網卡帶寬，在VIOS中將兩個物理適配器ent0和ent1作以太網隧道（ethernet_channel）綁定，此時VIOS會生動生成一個網絡適配器，這里就是ent4。我們這里設計將虛擬適配器ent2和聚合接口ent4作關聯，VIOS會自動生成SEA（共享以太網適配器）設備，這里就是生成了ent5。

2.3.4 虛擬LAN設計：物理網卡通過SEA映射到共享虛擬網卡，通過虛擬LAN和各個分區連通，同時使得各個分區可以通過共享虛擬網卡的橋接與外界聯系。在VIOS分區中將虛擬適配器ent2設置成IEEE 802.1q兼容適配器及訪問外部網，允許通過的VLAN中加入客戶分區所屬的VLAN；在各個客戶分區中將ent0的VLAN標識設置為各自VLAN號。

2.4 虛擬化實施操作過程

2.4.1 根據虛擬化規劃設計，通過HMC創建VIOS分區及各客戶分區，在分區概要文件中配置處理器、內存、I/O、虛擬適配器等參數。

2.4.2 建立VIOS分區與客戶分區vSCSI影射關系。圖1中左圖是VIOS分區的虛擬適配器配置，右圖中顯示yx分區中適配器標識為10，4，5的vSCSI影射至VIOS分區適配器標識為100、121、122的vSCSI。其他客戶分區與VIOS分區有類似的虛擬適配器影射關系。

2.4.3 在VIOS中創建需要共享的邏輯卷，建立vSCSI與邏輯卷的影射關系；將兩張物理網卡ent0和ent1作ethernet_channel綁定，將聚合網卡后生成的ent4與虛擬網卡ent2勾連生成SEA網卡ent5，并可在ent5中配置ip地址便于遠程訪問VIOS分區的管理；在SEA中創建客戶分區vlan。

2.4.4 啟動客戶分區，安裝操作系統。由于虛擬設備由VIOS分區激活提供，所以必須保持VIOS分區處于運行狀態。

3 虛擬化實施后成效

實施IBM小型機虛擬化后，為核心信息系統提供了靈活的備用平臺支持。同時，配合已建成的IBM SVC存儲虛擬化，可以組建一個比較完整的災備系統，提高信息系統可用性；小型機虛擬化的實施，提供了完善的AIX操作系統的培訓環境及系統測試環境。

4 虛擬化后需要考慮的問題

系統監控手段會發生變化，使用微分區之前CPU的使用率最多為100%，但在uncapped模式下的CPU使用率監控，必須結合虛擬CPU個數，根據系統應用來定制CPU監控閥值；系統故障時影響面擴大，沒有實施虛擬化時，每臺物理機器上可能只運行一個系統，發生宕機事件，影響面很有限；實施虛擬化之后，每臺物理機器上運行多個分區系統，故障的影響面存在擴大的風險，因此需要充分地評估及技術控制措施；系統管理復雜度會增加，原有資源是獨占方式，雖然有所浪費，但管理起來簡單。當大量業務系統運行在同一物理機器、同一張網卡、光纖卡上，進行系統維護時，就需要考慮更多風險因素。

5 結語

對于IBM小型機，虛擬化的核心技術是PowerVM，它涉及了諸多技術，不必一步到位全部使用，我們應根據企業對于虛擬化的實際應用需求，有選擇地、分步驟地實施PowerVM的一些高級應用特性，如高可靠性的雙VIOS部署方式或I/O性能更好的NPIV及IVE技術，讓虛擬化技術為企業帶來實實在在的效益。

作者簡介：李捷（1982-），男，廣東韶關人，廣東電網公司韶關供電局工程師，研究方向：信息系統運維、信息安全管理。endprint