基于華為FusionCompute應用服務器虛擬化管理系統

摘 要：闡述了服務器虛擬化技術、虛擬化軟件FusionCompute及其應用，并探討了使用服務器虛擬化技術和FusionCompute軟件來進行應用系統整合的實現技術、方案設計和操作步驟，對實施過程中出現的問題找出了解決辦法。

關鍵詞：虛擬化；FusionCompute；系統整合

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

隨著臺內信息化程度的提高，臺內各項工作也由傳統的手工和紙質文檔管理轉變為信息化及系統集成化管理[1]。目前有AD、DHCP、K3、財務管理、臺網站、研發測試、ISA等應用服務在線運行，臺內機房服務器數量也在近幾年增長迅速，目前機房內有網絡、服務等設備數十臺，其中服務器就有30臺左右。并且還在每年遞增，日趨龐大及復雜的應用系統在提高臺內運作效率及增加效益的同時，也開始出現硬件設備老化、數據丟失及后期維護成本上升等情況，隨著應用服務的增加，這些問題逐漸成為威脅到全臺運營的重大信息安全問題。

目前全臺有40%的服務器設備處于過保狀態，其中30%已經接近報廢狀態，如圖1所示，只有30%尚在保修期內。其目前所有應用均為單軌運行，即一臺物理服務器對應一個應用服務。現有架構容易造成資源浪費、維護成本增加以及缺乏冗余。且當某臺物理服務器故障時，無法保證其應用服務能正常運行。

信息化在企業發展中面臨挑戰：

（1）如何在高投入產出比情況下實現核心及中級邊緣應用服務器的高可靠性。

（2）部署新應用系統計劃，如何做到業務快速上線，及時響應市場需求；是否還需要采購新的服務器，如何保證新的服務器充分利用，避免再次投資。

（3）當前機房服務器環境復雜，IT人員維護難度太高，同時服務器過大，每年的維保、維護投入成本、電能消耗成本過大。

（4）如何規劃未來3—5年的IT發展方向。

2 情況分析（Situation analysis）

故障隱患：

（1）服務器中已有幾臺購買年限較久、存在硬件故障隱患。

（2）投入浪費：若實現業務系統的高可用，需要利用多臺服務器，傳統HA造成硬件資源的浪費，成本的大量投入。

（3）拓展性差：目前架構服務器擴展性差，同時未針對應用系統實施高可用性，以考慮到傳統方式需要另外采購硬件服務器。

（4）維護成本：現有的機器資源緊張，多套系統部署在同臺主機上面，若一套系統需要維護，會造成多個應用停止運轉。

（5）數據安全：業務數據、應用系統及操作系統無法在發生宕機或災難時做到快速恢復業務系統上線、業務數據的快速恢復。

現狀分析：

18個應用系統運行與9臺物理服務器上，存在以下問題：

（1）單點故障，特別是多應用系統運行與一臺主機的情況下。

（2）應用系統雙機困難，首先體現在成本投入。

根據現行的服務器資源使用情況，如圖2所示。

圖2 服務器資源使用情況

Fig.2 Usage situation of server resources

（1）內存使用量10.8GB內存，磁盤使用量1492GB。

（2）磁盤I/O中，831web與部門級專用文件共享服務器，占用最大。

虛擬化[2-4]后，服務器資源：應用系統分開后建議分配每虛擬機4GB，18個應用系統共需72GB內存；即每服務器配置64GB內存；兼顧冗余，建議使用四條16GB內存。

存儲資源，應用系統OS+數據；并建議規劃3—5年的數據增長，在后期的溝通中我們準備確定具體的數據量；目前建議使用Huawei 5300v3，配置12塊600GB 10kB硬盤做業務存儲，12塊2T SATA做其他數據備份。

3 方案設計（Project design）

各個應用系統主機都采用FC SAN的體系架構連接入單一FC接口存儲，用不同的LUN存放業務數據。

使用底層備份hyperPD將虛擬機數據備份至一臺DAS或本地大磁盤服務器上。

使用九臺物理服務器、兩臺FC光纖交換，實現FC SAN的網絡冗余，拓撲規劃圖如圖3所示。

綜合上述硬件資源配置，共需19.19GHzCPU，576GB內存。同時，兼顧資源合理化配置及后期產品性能的預留及擴展。

（1）使用Huawei5300v3存儲，劃分為FC-SAN區域存儲用來存放虛擬機文件。

（2）虛擬化架構使用FusionSphere企業版。

（3）針對虛擬化層使用HyperPD實現數據的快速備份與快速恢復。

（4）備份機房進行異地的容災。

（5）使用趨勢虛擬化底層病毒及隔離保護，在服務器底層保證虛擬化運行環境的可靠性和安全性。

4 虛擬化軟件的架構（Infrastructure of virtualization）

FusionSphere虛擬化平臺主要定位企業關鍵應用領域，采用業界領先的Xen技術[5]，實現在開源基礎上持續增強和優化，提供完整的虛擬機生命周期管理功能，充分發揮Xen的性能和安全方面的技術優勢，并利用Intel和AMD的硬件輔助虛擬化技術，提供關鍵應用對于高性能、高可靠、安全性和高可適應性上的各種虛擬化功能要求。

首先，在基礎架構服務層，提供持續的性能優化和增強功能，在計算虛擬化上的內存復用技術、GPU虛擬化技術等滿足用戶對于性能和體驗方面的要求，在存儲虛擬化上的鏈接克隆技術、快照備份技術可有效降低硬件采購成本，在網絡虛擬化結合硬件輔助虛擬化技術提供SR-IOV網卡直通等技術，可滿足應用對于高I/O性能的要求。

其次，在應用程序服務層，提供可用性、可維護性和安全性方面的功能支持，包括提供虛擬機熱遷移、虛擬機熱備份和虛擬資源的熱插拔技術，降低系統計劃內/外宕機實際，提高業務的連續性；提供Kbox、Guest OS故障檢測功能，提高系統的可維護性；提供虛擬機安全加固、VLAN和安全組特性，提高企業應用的安全性保障。

如圖4所示為FusionSphere虛擬化平臺所有虛擬化特性，可以為企業關鍵應用整體運營帶來顯著的改善。

5 結論（Conclusion）

虛擬化技術可有效提升企業IT運維部門工作效率，大幅降低維護成本，提升企業IT系統穩定性、數據安全性。顛覆傳統信息化觀念是未來企業信息化新的發展方向。

參考文獻（References）

[1] 崔婷，劉芳.集成化設備管理信息系統設計及關鍵技術[J].世

界科技研究與發展，2011（3）：409-412.

[2] 潘智.服務器虛擬化技術的應用實踐[J].柳鋼科技，2014（2）：

36-38.

[3] 趙妮.服務器虛擬化技術探析[J].信息通信，2014（4）：114.

[4] 張應福.虛擬化技術的引入與應用[J].熱點技術，2014（2）：34-37.

[5] 高明.構建基于XEN技術的服務器虛擬化平臺[J].合作經濟

與科技，2013（8）：124-125.

作者簡介：

蔡清輝（1985-），女，本科，助理工程師.研究領域：計算機科

學與技術.