提升服務器虛擬化系統數據的完整性和可靠性

編者按：服務器虛擬化系統的數據管理是網絡管理者在運維工作中頭疼的問題，本文筆者結合實際工作經驗，將介紹一種提升服務器虛擬化系統的數據價值的方法。

服務器虛擬化系統由計算設備、交換設備、存儲設備、管理設備和虛擬化軟件組成。計算設備是指虛擬主機，一般選用計算能力強、內存容量大的服務器作為虛擬主機，服務器配置8 Gbps 或16 Gbps的HBA 卡（主機總線適配器，用于連接光纖存儲服務器），配置1 Gbps或10 Gbps 網卡（用于連接網絡交換機），虛擬主機服務器安裝VMware ESXi軟件；交換設備是指FC光纖交換機和IP 網絡交換機，FC 光纖交換機單端口速率為8 Gbps 或16 Gbps，IP 網絡交換機單端口速率為1 Gbps 或10 Gbps；存儲設備是指光纖存儲服務器和網絡存儲服務器，光纖存儲服務器具有FC SAN（光纖存儲區域網絡）功能，網絡存儲服務器具有NAS（網絡附屬存儲）/IP SAN（IP存儲區域網絡）功能；管理設備是指服務器虛擬化系統的管理服務器和管理終端，管理服務器和管理終端分別安裝虛擬化系統管理軟件服務器端軟件和客戶端軟件，用于配置服務器虛擬化集群，提高虛擬機運行可用性。

圖1 服務器虛擬化系統部署方式

場景分析

以圖1的服務器虛擬化系統部署方式為例，計算設備采用3 臺服務器作為虛擬主機，交換設備采用1 臺FC光纖交換機和1 臺IP 網絡交換機，存儲設備采用1 臺光纖存儲服務器和1 臺網絡存儲服務器，管理設備采用1 臺服務器和1 臺終端。其中，光纖交換機通過光纖分別連接3 臺虛擬主機的HBA卡和光纖存儲服務器，網絡交換機通過網線分別連接3臺虛擬主機的網卡、網絡存儲服務器、管理服務器和管理終端，虛擬主機服務器安裝VMware ESXi 軟件，管理服務器安裝VMware vCenter Server 軟件，管理終端安裝VMware vCenter Client 軟件，其結構如圖1 所示。

按照圖1，采用集群方式部署服務器虛擬化系統。其中，虛擬主機1 為應用1、數據庫1 和應用2的虛擬機提供計算運行環境，虛擬主機2為數據庫2、應用3 和數據庫3的虛擬機提供計算運行環境，虛擬主機3 為應用1 副本、數據庫1 副本和數據庫3 副本的虛擬機提供計算運行環境；服務器虛擬化系統的業務數據主要保存在光纖存儲服務器和網絡存儲服務器，其中，虛擬機文件集中保存在光纖存儲服務器上，虛擬機文件的備份和數據庫文件的備份均保存在網絡存儲服務器上。

當計算設備出現故障時，服務器虛擬化系統會自動將故障虛擬主機上的虛擬機遷移到其他虛擬主機上運行。當交換設備出現故障時，采用冷備份的方式，利用備機替換故障交換設備，也可以優化交換網絡，組成雙機熱備份。當管理設備出現故障時，不會影響虛擬機運行，采用冷備份的方式，利用備機重新部署管理軟件。當存儲設備出現故障時，會直接影響虛擬機運行，導致業務中斷。因此在服務器虛擬化系統建設前，對于存儲設備的備份設計，綜合利用存儲設備提升服務器虛擬化系統業務數據的完整性和可靠性尤為重要。

目前存儲設備主要采用RAID5（分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構）方式組建磁盤陣列，同時存儲設備還可配置熱備份盤，在RAID5 磁盤陣列中1 塊硬盤發生故障時，存儲服務器會自動啟用熱備份盤代替故障硬盤，通過算法把故障硬盤上的數據重建到熱備份盤上，提高采用RAID5 方式磁盤陣列的可靠性。但對于服務器虛擬化系統使用的光纖存儲服務器，虛擬機文件集中保存在光纖存儲服務器的磁盤上，虛擬機運行時磁盤讀寫率較高，且磁盤陣列實時校驗數據，導致存儲服務器磁盤使用壽命整體縮短，一旦有硬盤出現故障，其他硬盤也基本達到使用壽命。另外，在磁盤出現壞道時，也會導致虛擬機文件損壞，造成虛擬機文件不能備份。

解決思路

需增加1 臺備用光纖存儲服務器，主要用于保存虛擬機文件的副本，在主用光纖存儲服務器硬盤出現故障時，啟動備用光纖存儲服務器上的虛擬機，實現業務應用的快速恢復，其結構如圖2所示。

按照圖2 方式部署，業務應用的虛擬機在運行過程中虛擬機文件大小基本不會改變，在主用光纖存儲服務器保存正本，在備用光纖存儲服務器保存副本，僅在業務應用軟件修改后重新備份一次即可，同時在網絡存儲服務器再保存一份虛擬機文件的副本；數據庫業務的虛擬機在運行過程中虛擬機文件大小會明顯增加，對數據庫虛擬機文件只能完全備份，但由于數據庫虛擬機文件較大，每次備份時間較長，占用存儲服務器空間較多，采用完全備份數據庫虛擬機文件的方式不便實施，建議采用數據庫管理軟件進行備份，每日做數據的差異備份，每周做數據的完整備份，同時在網絡存儲服務器再保存一份數據庫備份文件的副本。

配置步驟

此部分主要介紹虛擬機文件的備份和數據庫業務數據的備份。

1.虛擬機文件的備份

虛擬機文件的備份采用克隆虛擬機文件方式，包括指定克隆虛擬機文件的名稱和位置、選擇克隆虛擬機文件所在主機/集群（選擇計算設備）、選擇克隆虛擬機文件保存的存儲服務器和磁盤存儲格式（選擇存儲設備）和配置克隆虛擬機操作系統的自定義選項等，具體如下。

在管理終端啟動VMware vCenter Client 軟件，在管理軟件登錄界面依次輸入管理服務器VMware vCenter Server的網絡（IP）地址、用戶名和密碼，點擊登錄。

選擇需備份的虛擬機文件，通過彈出菜單選擇“克隆”，系統進入克隆虛擬機的向導。在克隆虛擬機向導輸入虛擬機名稱，指定虛擬機位置（在數據中心中的位置）。

選擇克隆虛擬機運行的主機或集群，筆者使用的服務器虛擬化系統是采用集群方式建設的。因此，先選擇集群，再選擇運行克隆虛擬機的虛擬主機。如果是非集群方式的服務器虛擬化系統，可以直接選擇虛擬主機。此步是選擇為虛擬機提供運行環境的計算設備。

選擇克隆虛擬機文件的存儲設備，該存儲設備應是備用光纖存儲服務器（與被克隆的虛擬機文件不同的光纖存儲服務器），實現虛擬機文件在不同光纖存儲服務器均有副本。

客戶機自定義選項，選擇“不自定義”即可。點擊“完成”開始對虛擬機進行克隆，服務器虛擬化系統管理軟件狀態欄會提示克隆虛擬機文件的進度。

2.數據庫業務數據的備份

圖2 增加備用光纖存儲器結構圖

數據庫的備份方式包括完整備份、差異備份、事務日志備份和文件備份等。本文主要介紹對數據庫業務數據的備份，定期完成完整備份和差異備份。通過數據庫管理軟件對業務數據進行備份。

以SQL Server 為例，通過創建維護計劃、定義維護計劃任務、定義維護計劃屬性和選擇報告選項等，完成數據庫業務數據的備份，具體如下。

啟動 SQL Server Manag ement Stuido 管理軟件，選擇維護計劃向導，創建維護計劃。

選擇目標數據庫服務器。選擇維護計劃任務，這里選擇備份數據庫（完整）。

定義維護計劃任務，選擇需完整備份的數據庫。配置作業計劃，選擇計劃類型為重復執行，在每周指定時間開始執行完整備份計劃。

選擇報告選項，對維護計劃操作報告進行保存，默認是將報告寫入本地文件。維護計劃執行后會有提示。

對于差異備份，在維護計劃任務中，選擇備份數據庫（差異），然后在作業計劃的執行頻率中，選擇每天即可。

按照上述數據庫業務數據的備份策略部署后，還需定期檢查備份結果，確保數據庫備份文件完整，同時檢查備份磁盤剩余空間，避免因磁盤空間占滿導致備份失敗。另外，將數據庫業務數據的備份文件定期備份到網絡存儲服務器，確保數據備份文件的可靠性。