服務(wù)器虛擬化技術(shù)打造高效安全的數(shù)據(jù)中心

摘 要目前，很多企業(yè)的數(shù)據(jù)中心隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)展變得越來(lái)越龐大，企業(yè)為服務(wù)器及數(shù)據(jù)中心每年的電費(fèi)和維護(hù)成本上升得很快，并有進(jìn)一步加快的趨勢(shì)。同時(shí)，高成本的投入并未帶來(lái)十分理想的投資回報(bào)。如何充分利用先進(jìn)的虛擬化應(yīng)用技術(shù)來(lái)解決上述資源問(wèn)題是業(yè)界正在探討的問(wèn)題。本文就如何合理的利用虛擬化應(yīng)用技術(shù)提高管理水平和提高資源利用率進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】虛擬化 服務(wù)器 資源 策略

1 前言

隨著企業(yè)信息化工作的開(kāi)展，每年都會(huì)有新的信息應(yīng)用系統(tǒng)投入使用，由于每個(gè)系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)、中間件以及開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商的開(kāi)發(fā)技術(shù)不同，不同的系統(tǒng)很難在一個(gè)服務(wù)器上共同運(yùn)行，因此每個(gè)信息應(yīng)用都會(huì)有各自的服務(wù)器采購(gòu)需求。今年就有中石化總部推廣的LIMS升級(jí)項(xiàng)目等系統(tǒng)需要采購(gòu)5臺(tái)服務(wù)器，今后隨著各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)的增加服務(wù)器需求還會(huì)不斷增加。這些服務(wù)器運(yùn)行起來(lái)，不僅增加噪音，還消耗能源。同時(shí)，安裝和維護(hù)這些服務(wù)器也極大的增加了企業(yè)的管理和維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)。更為重要的是，在一般情況下，由于沒(méi)有大量的服務(wù)請(qǐng)求，大多數(shù)服務(wù)器在大部分時(shí)間里其CPU、網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)空間都處于空閑狀態(tài)，硬件利用率低下。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

石油化工總廠(chǎng)目前總共有服務(wù)器硬件系統(tǒng)42臺(tái)，根據(jù)服務(wù)器正常使用年限8年，目前部分服務(wù)器已接近使用年限，會(huì)逐漸報(bào)廢退出使用，為維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要購(gòu)買(mǎi)替代服務(wù)器。同時(shí)隨著服務(wù)器的不斷增加，還會(huì)增加石油化工總廠(chǎng)的采購(gòu)成本負(fù)擔(dān)，增大機(jī)房的電源、空調(diào)等設(shè)備的壓力，增加耗電成本和維護(hù)維修成本。

在運(yùn)維過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題：

（1）總廠(chǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)逐年遞增，信息采集、管理和發(fā)布都相互獨(dú)立理，從而形成了多個(gè)各自孤立的信息系統(tǒng)，為信息管理帶來(lái)了一定的困難。

（2）運(yùn)營(yíng)成本高，隨著應(yīng)用系統(tǒng)的上線(xiàn)，逐漸積累了大量IT設(shè)備，隨之而來(lái)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本也逐漸升高。

（3）業(yè)務(wù)連續(xù)性保障低，大部分系統(tǒng)均無(wú)容錯(cuò)手段，一旦發(fā)生故障造成業(yè)務(wù)中斷，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（4）缺乏可管理性，設(shè)備數(shù)量太多難以管理，新服務(wù)器和應(yīng)用的部署時(shí)間長(zhǎng)；使用效率低，應(yīng)用成本無(wú)法評(píng)估，無(wú)法做到精細(xì)化管理。

3 服務(wù)器虛擬化技術(shù)方案

3.1 總體結(jié)構(gòu)及主要功能

服務(wù)器虛擬化技術(shù)是近年發(fā)展成熟的一項(xiàng)服務(wù)器技術(shù)，就是在一套高性能高可靠性的服務(wù)器和存儲(chǔ)硬件系統(tǒng)上，通過(guò)虛擬機(jī)軟件平臺(tái)，虛擬出很多服務(wù)器，每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)在這些虛擬服務(wù)器上獨(dú)立運(yùn)行，就像在常規(guī)服務(wù)器上一樣。運(yùn)行在虛擬服務(wù)器上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序不直接控制內(nèi)存、硬盤(pán)和網(wǎng)絡(luò)端口等資源，而是由位于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的虛擬機(jī)截取與硬件交互的請(qǐng)求并在認(rèn)為合適時(shí)對(duì)它們進(jìn)行處理，整個(gè)過(guò)程對(duì)運(yùn)行于其上的應(yīng)用系統(tǒng)是透明的。

虛擬服務(wù)器系統(tǒng)主要由硬件服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備和虛擬服務(wù)器軟件構(gòu)成。

3.2 技術(shù)方案

使用基于軟件的虛擬化解決方案，采用四層架構(gòu)，第一層是應(yīng)用層，第二層是虛擬機(jī)層，第三層是虛擬服務(wù)器軟件操作系統(tǒng)層，第四層是由服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)交換設(shè)備組成的硬件物理層。

3.2.1 各子系統(tǒng)主要功能

服務(wù)器硬件子系統(tǒng)：高性能的服務(wù)器硬件系統(tǒng)是整個(gè)虛擬服務(wù)器系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是各虛擬機(jī)上應(yīng)用指令的真正執(zhí)行者，決定了整個(gè)系統(tǒng)的性能高低。

存儲(chǔ)子系統(tǒng)：大容量高可靠的存儲(chǔ)設(shè)備用于為應(yīng)用系統(tǒng)提供存儲(chǔ)空間。

數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)：用于服務(wù)器和存儲(chǔ)間的數(shù)據(jù)交換，以及服務(wù)器系統(tǒng)和外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。

虛擬服務(wù)器操作系統(tǒng)軟件子系統(tǒng)：用于在硬件設(shè)備之上進(jìn)行虛擬機(jī)的建立，在各虛擬鍵之間進(jìn)行資源分配和負(fù)載均衡，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵。

3.2.2 系統(tǒng)集成方案

根據(jù)建設(shè)需求，整個(gè)方案基于VMware虛擬化架構(gòu)，利用vSphere平臺(tái)技術(shù)優(yōu)化企業(yè)IT運(yùn)行環(huán)境，通過(guò)高速FC或IP數(shù)據(jù)交換機(jī)連接到后臺(tái)的高性能存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)后臺(tái)的集中計(jì)算資源的統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一存儲(chǔ)處理，利用千兆網(wǎng)絡(luò)為各需求單位提供服務(wù)。

4 服務(wù)器虛擬化技術(shù)實(shí)施效果

將逐步替代石油化工總廠(chǎng)的現(xiàn)有的大部分中輕量級(jí)應(yīng)用服務(wù)器，并且大大減少新服務(wù)器的采購(gòu)，在運(yùn)行效率方面有以下幾個(gè)方面的提高：

4.1 節(jié)省硬件成本

雖然虛擬服務(wù)器系統(tǒng)一次性投入較高，但其可以通過(guò)將整合多個(gè)物理服務(wù)器到一個(gè)物理服務(wù)器降低軟件硬件成本。

4.2 降低運(yùn)營(yíng)成本

虛擬服務(wù)器技術(shù)降低了硬件設(shè)施的物理占地面積，節(jié)約了機(jī)架空間，同時(shí)還降低了耗電量和制冷需求，做到環(huán)保節(jié)能降耗。

4.3 提高可靠性

由于虛擬服務(wù)器系統(tǒng)采用N+1的集群架構(gòu)和獨(dú)立的存儲(chǔ)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的性能和可靠性都很高，而運(yùn)行于其上的虛擬服務(wù)器就都具備同樣的高可靠性。

4.4 靈活配置系統(tǒng)資源

虛擬服務(wù)器系統(tǒng)可以自動(dòng)完成系統(tǒng)的CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)等資源分派，自動(dòng)做到負(fù)載均衡，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)的劃分，可以保證關(guān)鍵應(yīng)用優(yōu)先取得系統(tǒng)資源，為應(yīng)用系統(tǒng)提供更好的性能和內(nèi)在的持續(xù)性。

4.5 易于升級(jí)

如果虛擬服務(wù)器系統(tǒng)性能出現(xiàn)問(wèn)題，可以通過(guò)對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展解決問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著虛擬化技術(shù)的成熟，它必將成為下一代數(shù)據(jù)中心最重要的核心。目前虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用帶來(lái)了IT服務(wù)流程的改變，數(shù)據(jù)中心過(guò)去那種孤島模式將被打破，這就要求企業(yè)管理人員需要以更加廣闊的視角來(lái)審視虛擬化、運(yùn)用虛擬化。數(shù)據(jù)中心虛擬化的問(wèn)題，未來(lái)將集中在兩個(gè)方向，一個(gè)是管理，另外一個(gè)是風(fēng)險(xiǎn)控制。事實(shí)上，對(duì)企業(yè)而言，數(shù)據(jù)中心虛擬化不再僅僅屬于戰(zhàn)術(shù)層面，它已經(jīng)上升到戰(zhàn)略地位，企業(yè)更需要從全局的高度去考慮其今后的發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介

申寶濱，男，從事信息及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)專(zhuān)業(yè)。

作者單位

中國(guó)石化勝利油田分公司石油化工總廠(chǎng) 山東省東營(yíng)市 257000