企業級應用系統服務器架構方案的探索

張斌

（浪潮（北京）電子信息產業有限公司 北京 100085）

企業級應用系統服務器架構方案的探索

張斌

（浪潮（北京）電子信息產業有限公司 北京 100085）

本文首先闡述了企業級應用系統服務器架構的概述，然后介紹了企業級信息化建設中遇到的問題，最后介紹了企業級應用系統服務器的技術應用。

企業級；應用系統；服務器；架構方案；探索

1 企業級應用系統服務器架構的概述

1.1 硬件層和虛擬層對應IaaS層（Infrastructure as a Service）

主要提供基本架構的服務，比如提供基本的計算服務、存儲服務、網絡服務。計算機服務是提供用戶一個計算環境，用戶可以在上面開發和運行自己的應用，此環境一般是包含約定CPU、內存和基本存儲空間的虛擬機環境，也可以是一臺物理服務器，但是對用戶是透明的。

1.2 軟件平臺、能力層、應用平臺組成（Platform as a Service）

軟件平臺層主要提供公共的平臺技術，比如統一支撐操作系統，包括使用到的運行平臺，對應用屏蔽了運行環境差異，應用只要關心邏輯即可；也包括統一計費、統一配置、統一報表等后臺支撐，各種應用利用相應的框架進行開發后，即可做到對外統一界面、統一運維管理、統一報表展示等；也包括分布式緩存、分布式文件系統、分布式數據庫等通用技術，上層應用可以根據自己的需要使用相應的API就可以使用到這些通用技術。

能力層主要提供基本業務能力，比如傳統電信服務中的短信、彩信、wappush等，互聯網服務中的圖片、地圖、天氣預報等，隨著IMS興起，也提供IMS中的彩鈴/彩像、IVR等能力。

1.3 軟件服務層對應SaaS層（Software as a Service）

軟件服務層主要是對用戶提供具體的服務，比如SNS社區、移動U盤、企業移動IM等。

1.4 系統架構

GFS將整個系統的節點分為三類角色：Client（客戶端）、Master（主服務器）和Chunk Server（數據塊服務器）。Client是GFS提供給應用程序的訪問接口，它是一組專用接口，不遵守POSIX規范，以庫文件的形式提供。應用程序直接調用這些庫函數，并與該庫鏈接在一起。Master是GFS的管理節點，在邏輯上只有一個，它保存系統的元數據，負責整個文件系統的管理，是GFS文件系統中的“大腦”。Chunk Server負責具體的存儲工作。數據以文件的形式存儲在Chunk Server上，Chunk Server的個數可以有多個，它的數目直接決定了GFS的規模。GFS將文件按照固定大小進行分塊，默認是64MB，每一塊稱為一個Chunk（數據塊），每個Chunk都有一個對應的索引號（Index）。

1.5 采用中心服務器模式

GFS采用中心服務器模式來管理整個文件系統，可以大大簡化設計，從而降低實現難度。Master管理了分布式文件系統中的所有元數據。文件劃分為Chunk進行存儲，對于Master來說，每個Chunk Server只是一個存儲空間。Client發起的所有操作都需要先通過Master才能執行。這樣做有許多好處，增加新的Chunk Server是一件十分容易的事情，Chunk Server只需要注冊到Master上即可，Chunk Server之間無任何關系。如果采用完全對等的、無中心的模式，那么如何將Chunk Server的更新信息通知到每一個Chunk Server，會是設計的一個難點，而這也將在一定程度上影響系統的擴展性。

1.6 由于只有一個中心服務器，元數據的一致性問題自然解決

當然，中心服務器模式也帶來一些固有的缺點，比如極易成為整個系統的瓶頸等。GFS采用多種機制來避免Master成為系統性能和可靠性上的瓶頸，如盡量控制元數據的規模、對Master進行遠程備份、控制信息和數據分流等。

2 企業級信息化建設中遇到的問題

2.1 企業級信息化建設中存在的問題

（1）基礎硬件資源利用率較低。在一臺服務器上只部署一個應用程序，硬件資源（內存和CPU）的使用率僅為最大工作量的1～15%。

（2）機房空間、電費等成本日益增加。因為每個應用程序都需要一臺物理服務器，所以隨著業務的發展，信息中心會購置大量服務器，與此同時，將導致電費、空調制冷成本及其他一些設施成本增加。

（3）服務器故障和災難風險大。當服務器的一些硬件損壞，或操作系統的一系列問題等造成一些關鍵業務停止，會嚴重影響用戶的使用和企業正常運營，增大運維人員的管理壓力。

2.2 信息虛擬化的優勢

作為云計算的主要支撐技術的虛擬化技術越來越多地被運用到企業信息中心，通過虛擬化技術，將物理服務器上的硬件資源分配給每一臺正在運行的虛擬機，每一臺虛擬機都會認為自己是一臺獨立的服務器，并不影響其他虛擬機運行，操作系統或程序上的錯誤不會造成其他操作系統損壞。在一臺物理服務器上運行多個虛擬機，不僅能降低物理服務器的數量和管理維護成本，還能提高服務器的利用率。當業務發展時，可通過快速部署新的虛擬機，根據業務應用分配資源大小。

3 企業級應用系統服務器的技術應用

3.1 技術要點

采用虛擬服務器技術來提高服務器的管理與使用效率的過程中，主要的技術要點包括以下這幾個方面。第一個方面是利用VMware Converter將物理服務器轉換成虛擬機，這樣就能夠將其升遷到VMware VI3虛擬架構中，同時還需要利用VMware Virtual Center Management Server對這些相應的虛擬機進行整合管理。

3.2 資源利用方面

可以進行分布式資源調配，具體過程就是將可用的資源以及優先事務協調起來，同時對勞動力密集型與資源密集型操作進行優化，最終也就能夠保證應用需要的資源[3]。最后就是要建立VI3 Enterprise版本，這樣就能夠利用VMotion技術將運行中的虛擬機從一臺物理機上轉移到另外一臺物理機上，這樣就能夠保證服務不會發生中斷。通過這樣一種方式就能夠有計劃的對服務器進行維護與升級，并且還能夠將應用失效的硬件提前遷移走，最終將資源的利用率最大化。

3.3 系統架構設計

（1）系統軟件的結構設計是整個系統架構中最重要的一步，也是主要的工作內容。具體可以將物理服務器、處理器、內存以及磁盤等連接在一起，可以將操作系統以及相關的應用程序全部都隔離到安全且能夠隨時移植的虛擬機中。再通過基礎架構的虛擬機將系統中的資源按照實際情況分配下去，這樣就能夠達到主機級容量的利用率以及服務器資源的控制。

（2）虛擬機具備了在資源池中的任何一個物理服務器上運行的功能，因此也就能夠隨時在物理服務器之間進行轉移，通過這個系統將硬件資源都聚合到了資源池中，還能夠優化IT環境，讓硬件資源能夠更靈活的應用。

3.4 技術特點

在虛擬服務器技術應用于服務器管理的過程中，ESX Server是直接安裝在虛擬基礎架構各個主機服務器的硬件中。同時ESX Server還為整個系統提供了一個非常穩定的虛擬化層，這樣就能夠讓每個服務器都能夠容納多個虛擬機，而虛擬機也能夠在一個物理服務器上并行運行。服務器的系統結構使得ESX Server能夠全面控制各個虛擬機的服務器資源，同時也能夠達到接近本機水平的虛擬機的性能及可拓展性。

通常情況下，單個的ESX Server能夠容納128個運行中的虛擬機，如果是處于典型的工作負載下，每一個主機處理器都能夠讓3～10個虛擬機同時運行，通過在多個虛擬機之間共享物理服務器資源，就能夠大大提高硬件的利用率，并能夠進一步降低資金的成本。同時ESX Server還能夠對各種資源進行非常精細的管理，它通過虛擬機運行中共享的物理服務器資源，能夠讓服務器的利用率達到最大化，也能夠將虛擬機隔離開來。

4 結語

企業級應用系統服務器是虛擬服務器技術的應用，對于管理人員一定要掌握好服務器的使用方法和技能，定期的參加技術培訓。只有熟練的運用服務器，才能更好的參與到企業的管理中來。

[1]（美）BillBlunden.楊濤，譯.虛擬機的設計與實現[M].北京：機械工業出版社，2010（11）.

[2]陳少龍.基于虛擬化技術的網絡訪問控制系統模型研究[D].北京郵電大學，2012（03）.

[3]劉武，吳建平，段海新.用VMware構建高效的網絡安全試驗床[J].計算機應用研究，2009（05）.

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