服務(wù)器虛擬化技術(shù)在承鋼的應(yīng)用

李小娟 隆巖

摘 ?要： 虛擬化技術(shù)是當(dāng)今最熱門的IT技術(shù)之一，基于服務(wù)器虛擬化的優(yōu)勢(shì)和承鋼公司在服務(wù)器管理上的困境和現(xiàn)實(shí)需要，項(xiàng)目以服務(wù)器為中心，利用虛擬化技術(shù)對(duì)整個(gè)IT設(shè)備進(jìn)行了重新規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了公司現(xiàn)有的主要應(yīng)用和服務(wù)器實(shí)現(xiàn)虛擬化，通過實(shí)際應(yīng)用取得了在利用效率、安全性、成本上等方面的良好效果。

關(guān)鍵詞：?虛擬化;服務(wù)器虛擬化;資源

中圖分類號(hào)：?TP393.01 ????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A????DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.09.051

本文著錄格式：李小娟，隆巖. 服務(wù)器虛擬化技術(shù)在承鋼的應(yīng)用[J]. 軟件，2019，40（9）：222-224

A Study on the Application of Server Virtualization Technology in HBIS Group Chengsteel Company

LI Xiao-juan，?LONG Yan

（Automation Center， HBIS Group Chengsteel Company， Chengde， Hebei 067002）

【Abstract】： A project aiming to meet the realistic need for server management and thus resolve the dilemma is required in HBIS Group Chengsteel Company （also referred to as Chengsteel）. Focusing on servers， the project makes a re-planning for all the IT devices based on virtualization technology， one of the most popular IT technologies today， and the advantages of server virtualization. In this way， existing main applications and server virtualization are achieved in Chengsteel. Furthermore， marked effects on utilization efficiency， security， cost， etc. are obtained through practical application.

【Key words】： Virtualization; Server virtualization; Resources

0??引言

虛擬化技術(shù)是當(dāng)今最熱門的IT技術(shù)之一，已成為企業(yè)應(yīng)用的重點(diǎn)技術(shù)。虛擬化（Virtualization）是一種資源管理技術(shù)，是將計(jì)算機(jī)的各種實(shí)體資源，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存及存儲(chǔ)等，予以抽象、轉(zhuǎn)換后呈現(xiàn)出來，打破實(shí)體結(jié)構(gòu)間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應(yīng)用這些資源。這些資源的新虛擬部分是不受現(xiàn)有資源的架設(shè)方式，地域或物理組態(tài)所限制。服務(wù)器虛擬化是虛擬化技術(shù)在服務(wù)器資源整合上的具體應(yīng)用，其好處在于可以有效提升服務(wù)器利用效率，提升安全性和降低運(yùn)維的難度和成本^[1]。

河鋼承鋼作為河鋼集團(tuán)的一級(jí)子公司、大型國(guó)有企業(yè)，經(jīng)過多年持續(xù)的信息化建設(shè)，已經(jīng)擁有近百套應(yīng)用系統(tǒng)，服務(wù)器也已經(jīng)達(dá)到兩百余臺(tái)的龐大規(guī)模。一方面，基于兩化融合重要意義和作用的認(rèn)識(shí)，企業(yè)的信息化需求不斷增長(zhǎng)，業(yè)務(wù)部門對(duì)IT部門的需求越來越多，而更多的應(yīng)用往往就意味著更多的服務(wù)器采購(gòu)部署。購(gòu)買新的服務(wù)器，不但增加系統(tǒng)實(shí)施成本，而且還會(huì)帶來更多電力和空調(diào)等機(jī)房環(huán)境的運(yùn)行成本。另一方面，越來越多的服務(wù)器硬件部署進(jìn)一步加劇了基礎(chǔ)架構(gòu)的復(fù)雜程度，尤其是服務(wù)器的部署、更新和維護(hù)加劇了運(yùn)維工作的工作量和復(fù)雜度^[2-3]。

為此，基于服務(wù)虛擬化在利用效率、安全性、成本上的優(yōu)勢(shì)和河鋼承鋼在服務(wù)器管理上的困境和現(xiàn)實(shí)需要，河鋼承鋼信息中心以虛擬化技術(shù)為支撐，針對(duì)服務(wù)器的虛擬化整合勢(shì)在必行。

1??整體規(guī)劃與部署

1.1??整體規(guī)劃

項(xiàng)目以服務(wù)器為中心，利用虛擬化技術(shù)來解決高性能的物理硬件產(chǎn)能過剩和老的舊的硬件產(chǎn)能過低的重組重用，透明化底層物理硬件，從而最大化的利用物理硬件。對(duì)整個(gè)IT系統(tǒng)資源設(shè)備，如服務(wù)器、交換機(jī)、機(jī)架、網(wǎng)線、機(jī)房環(huán)境設(shè)備等進(jìn)行整體的重新規(guī)劃，并對(duì)舊服務(wù)器設(shè)備利舊更新。圖1是實(shí)施VMware虛擬化方案的IT整體架構(gòu)^[4]。

1.2計(jì)算資源池部署

基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)最核心的能力是提供服務(wù)器的資源池，必須借助服務(wù)器虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)及內(nèi)存的資源共享，提高系統(tǒng)資源使用率。結(jié)合公司系統(tǒng)資源現(xiàn)狀，服務(wù)器虛擬化資源設(shè)計(jì)為三類：x86服務(wù)器資源池、小型機(jī)資源池和其他服務(wù)器資源池。

x86技術(shù)由于得到非?？焖俚匕l(fā)展，其性能、可靠性、可用性、低廉的成本已經(jīng)成為了從現(xiàn)在到未來8-10年內(nèi)服務(wù)器發(fā)展的主流。因此，在新一代數(shù)據(jù)中心虛擬化資源池的設(shè)計(jì)中，把x86服務(wù)器虛擬化資源池作為數(shù)據(jù)中心未來的核心架構(gòu)，運(yùn)行生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用中間件、Web中間件、數(shù)據(jù)庫等，也提供開發(fā)測(cè)試的支持如圖2。

2??項(xiàng)目實(shí)施

2.1服務(wù)器虛擬化整合

通過VMware vSphere虛擬化將?x86 服務(wù)器轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立于底層硬件運(yùn)行的虛擬機(jī)，使其硬件資源更充分地利用。將現(xiàn)有物理服務(wù)器運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)遷移到虛擬化平臺(tái)中，提高資源利用率;每個(gè)虛擬機(jī)部署安裝Windows、Linux、Solaris 等操作系統(tǒng)，并安裝運(yùn)行各業(yè)務(wù)軟件應(yīng)用系統(tǒng)^[5-6]。

項(xiàng)目一階段部署6臺(tái)服務(wù)器，然后采用逐漸擴(kuò)展的方式，最終達(dá)到10臺(tái)主機(jī)的規(guī)模。滿足了將公司現(xiàn)有的主要應(yīng)用和服務(wù)器實(shí)現(xiàn)虛擬化，并通過在線遷移技術(shù)，在不影響服務(wù)正常運(yùn)行的前提下將應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行了平滑的遷移。在后續(xù)應(yīng)用中，又根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用效果對(duì)具體的資源進(jìn)行了優(yōu)化配置。

2.2虛擬化集中管理服務(wù)

構(gòu)建VMware虛擬化集中管理服務(wù)vCenter，來統(tǒng)一管理虛擬化資源池中的虛擬機(jī)和硬件系統(tǒng)資源;利用網(wǎng)卡綁定、存儲(chǔ)多路徑、虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移、存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)遷移、虛擬機(jī)高可用、應(yīng)用高可用、容錯(cuò)等功能，大幅提高數(shù)據(jù)的可用性;虛擬化分布式資源負(fù)載均衡能力可持續(xù)監(jiān)控存儲(chǔ)、CPU 和?RAM 利用率，并根據(jù)預(yù)定義策略（這些策略反映組織的業(yè)務(wù)需求和優(yōu)先事務(wù)）自動(dòng)分配可用系統(tǒng)資源。系統(tǒng)將所有虛擬服務(wù)器作為一個(gè)整體資源統(tǒng)一進(jìn)行管理，并按實(shí)際需求自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)配存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)/存儲(chǔ)IO、容量擴(kuò)展，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)資源利用最大化和靈活擴(kuò)展^[7]。

3??應(yīng)用效果

項(xiàng)目完成后，應(yīng)用效果顯著，主要體現(xiàn)在：

3.1整體效率提升

虛擬化可以實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化。企業(yè)的單機(jī)服務(wù)器中往往在著個(gè)別服務(wù)器高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而大部分服務(wù)器低效運(yùn)行并存的情況，據(jù)實(shí)際測(cè)算，平均利用率一般在20%-30%，這導(dǎo)致了大量的硬件、空間以及電力的浪費(fèi)。而應(yīng)用虛擬化后服務(wù)器的利用效率可以達(dá)到60%-80%，一臺(tái)服務(wù)器可替代原多臺(tái)服務(wù)器，且動(dòng)態(tài)資源配置保證了服務(wù)器的負(fù)荷比較均衡^[8]。

3.2安全性提高

虛擬化技術(shù)利用數(shù)據(jù)快照、虛擬存儲(chǔ)等安全機(jī)制實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)級(jí)別的備份和恢復(fù)，提升服務(wù)器運(yùn)行的可靠性、可用性，提高業(yè)務(wù)連續(xù)性的級(jí)別，降低了故障率、減少了系統(tǒng)故障恢復(fù)時(shí)間。特別是虛擬機(jī)的容錯(cuò)機(jī)制（Fault Tolerance）可提供更高級(jí)別的安全保證，它允許用戶對(duì)任何虛擬機(jī)進(jìn)行保護(hù)以防止主機(jī)發(fā)生故障時(shí)丟失數(shù)據(jù)、事務(wù)或連接^[9-10]。

3.3更快的重新部署和備份

物理機(jī)轉(zhuǎn)換為虛擬機(jī)，建立虛擬機(jī)的模版、克隆、快照和整機(jī)備份，在虛擬化環(huán)境內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速部署和完全備份，并實(shí)現(xiàn)完全快速整機(jī)的恢復(fù)。

3.4業(yè)務(wù)的靈活配置

業(yè)務(wù)重點(diǎn)變化時(shí)，通過虛擬化技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)資源配置，可以更靈活、更快地分配計(jì)算、存儲(chǔ)資源，提高IT對(duì)業(yè)務(wù)的靈活適應(yīng)力。

3.5成本大幅下降

服務(wù)器虛擬化可以通過整合和資源充分利用減少服務(wù)器的購(gòu)置，在不增加投入的情況下滿足企業(yè)新應(yīng)用對(duì)服務(wù)器的需求，大大降低新服務(wù)器購(gòu)置的經(jīng)濟(jì)成本。

服務(wù)器數(shù)量的減少也意味著更少的直接電力消耗和包括空調(diào)在內(nèi)的機(jī)房環(huán)境保持費(fèi)用的降低，使機(jī)房整體運(yùn)營(yíng)成本降低。

另外，虛擬化可以提高整體的易用性，維護(hù)更加方便，也降低了IT人員運(yùn)維的時(shí)間成本。

4??結(jié)論

結(jié)合以上優(yōu)點(diǎn)，虛擬化技術(shù)所體現(xiàn)的不僅在于系統(tǒng)資源整合、降低運(yùn)營(yíng)成本，還使得企業(yè)在系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)達(dá)到主流先進(jìn)技術(shù)水平，體現(xiàn)了企業(yè)IT技術(shù)實(shí)力。

服務(wù)器虛擬化，為公司信息化提供了高效快捷的基礎(chǔ)平臺(tái)，是企業(yè)邁向大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的底層基礎(chǔ)。為河鋼承鋼實(shí)現(xiàn)工廠大數(shù)據(jù)和智能化提供了基礎(chǔ)平臺(tái)保障，企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)最終實(shí)現(xiàn)云計(jì)算。

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