數據中心硬件資源的虛擬化建設

李志飛　宿建波　鄭確

摘 要：為了實現企業信息化水平的進一步跨越，雅礱江水域水電開發有限公司（以下簡稱雅礱江公司）數據中心開展了硬件資源的虛擬化建設，并在此基礎上實現了企業云管理平臺的搭建，大幅提高了硬件資源的利用率和安全性。

關鍵詞：數據中心；服務器；信息管理系統；虛擬化平臺

中圖分類號：TP302.7 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.132

雅礱江公司信息化建設堅持“統一領導、統一規劃、統一標準、統一實施”的總體原則，自2003年至今，共編制了三版信息化總體規劃。公司信息化建設緊隨信息化技術的發展，同時，依據總體規劃穩步推進，逐步改革。

隨著公司第三版總體規劃的實施，2012年公司新上線了ERP系統、電力生產管理系統和工程信息管理系統等，且均采用了傳統的“一對一”部署方式，即1個應用系統或1個功能模塊部署在一臺服務器上。2013年，公司信息化建設需要采購新設備，經過對2012年設備利用率和安全性的分析、統計，服務器硬件資源實際利用率達60%，有一部分資源處于閑置狀態。此外，一旦服務器出現故障，應用系統就會“罷工”，進而影響了公司的辦公效率。因此，結合當前的虛擬化技術，2013年公司決定搭建企業虛擬化平臺。

1 系統介紹

1.1 傳統硬件架構

在傳統的服務器架構下，1臺物理的服務器只運行1個應用系統或1個系統功能模塊。隨著信息化水平的不斷發展，雅礱江公司的應用系統逐漸豐富，但各個應用系統和功能模塊的上線運行都對服務器提出了需求。通常在服務器集中一次采購前，會進行需求調研，主要是向各個系統開發單位確認所需硬件的配置和數量。其中，系統開發單位往往為了確保系統運行時不會受到硬件的影響，會提出較高的配置，但在實際運行過程中，只用到了很少的資源，直至服務器更新換代，這造成了硬件資源的巨大浪費。

此外，在應用系統開發初期，需要較多的測試服務器，大部分測試服務器均在系統正式上線后便不再使用。如果在短期內無其他方面的需求，則這些新采購的測試服務器將被擱置備用。隨著計算機技術的日新月異，這些被擱置的服務器資源將很快面臨被淘汰的命運。

1.2 搭建虛擬化架構

隨著雅礱江公司信息化建設的發展，為了保障公司關鍵應用系統的安全、穩定運行，同時，實現數據中心硬件資源的合理規劃，雅礱江公司采用成熟的虛擬化技術，實現了硬件資源的虛擬化。

1.2.1 虛擬化硬件資源

硬件虛擬化架構搭建不包括已運行應用系統的服務器。虛擬化服務器選用了6臺高性能的刀片式服務器，分2組部署在2臺刀箱中；選用了1臺刀片式服務器安裝虛擬化管理軟件；每臺刀箱集成2臺千兆以太網交換機和2臺8 GB FC口光纖交換機；選用了1臺磁盤陣列共享存儲資源。

1.2.2 虛擬化套件

隨著虛擬化技術的不斷成熟，市場上虛擬化套件的種類也越來越多。主流的服務器虛擬化套件有Vmware的vSphere Enterprise、Citrix的Xen server、微軟的Hyper-V和KVM等。經過詳細對比，并鑒于本次虛擬化平臺將運行公司的關鍵應用系統，雅礱江公司最終選用虛擬化技術較為領先和成熟的Vmware vSphere Enterprise 5.1版虛擬化套件。

1.2.3 虛擬化架構

雅礱江公司利用新采購的設備，實現了網絡、服務器與存儲的統一虛擬化。架構主要分3層：①網絡層。采用服務器刀箱自帶的千兆網絡交換機與數據中心核心交換機相連，以連通局域網。②服務器層。在6臺刀片服務器上安裝了虛擬化esxi5.1操作系統，建立了虛擬化資源池，刀片上安裝了Windows server2012操作系統，安裝了Vcenter管理軟件，并對6臺虛擬化服務器進行管理。③存儲層。使用服務器刀箱自帶的8 GB光纖交換機連接服務器與磁盤陣列，將磁盤陣列存儲資源配置為1個池，并做了Raid5配置，以確保數據的安全性。

1.3 Vmware虛擬化系統的功能特點

1.3.1 硬件資源虛擬化

Vmware虛擬化技術在使用較少硬件資源的情況下，將高性能的物理服務器虛擬化，從而提高了服務器的利用率，節約了采購成本。

在Prueflex系統上實現了服務器的虛擬化，進一步減少了服務器、交換機和存儲所占用數據中心的空間，從而降低了電能消耗，為公司節約了成本。

1.3.2 提升IT管理的效率

采用虛擬機集中管理。Vmware虛擬化套件的Vcenter管理系統能實現對虛擬資源的統一管理，進而實現了虛擬化資源的硬件、虛擬機、網絡、存儲的集控管控。工作人員只需登錄Vcenter管理系統，就能實現對硬件資源的管理；實現虛擬機狀態的監控、開關機、創建和刪除；實現不同種類虛擬機模板的創建和刪除；實現虛擬機CPU、內存、網絡和存儲的即時更改等。在以往的硬件架構上重新部署硬件系統環境往往需要約4 h，現在僅需要30 min即可。各種管理功能都極大地縮短了IT管理時間，提升了IT管理的效率。

1.3.3 提高IT系統運行的性能

Vcenter管理系統的Vmotion功能能夠實現虛擬機的動態遷移，可在確保應用系統對外提供服務不中斷的前提下，實現虛擬機安裝主機和存儲位置的遷移。同時，該功能還可應用于服務器硬件設備的維護升級等場景，不再需要浪費大量的時間遷移IT系統，進而不影響企業員工的日常辦公。

VM HA具有高可用性，不需要獨立的硬件設備作冗余，也不需要依賴集群軟件。當承載關鍵業務的虛擬機的物理服務器宕機后，虛擬機會自動遷移至其他空閑的服務器上，從而降低業務中斷帶來的損失，提高各個IT系統的持續性、安全性和穩定性。

2 結束語

本次服務器部署架構改造采用了當前成熟的虛擬化技術，并充分結合了當前業務系統的實際需求。虛擬化套件自身具備的虛擬機管理和安全特性，極大地保障了公司業務系統運行的穩定性和安全性。在總結前期信息系統建設過程中發現的資源浪費情況后，及時推廣使用虛擬化技術提高服務器資源的利用率，從而節約了IT項目的建設成本。

參考文獻

[1]Sean Crookston，Harley Stagner.VMware vSphere 部署的管理和優化[M].北京：機械工業出版社，2013.

〔編輯：張思楠〕