虛擬服務器在市州局氣象業務中的應用

田華 薛璟軒

摘要：市州氣象局信息系統是氣象信息化承上啟下的關鍵環節，氣象業務系統基本上采用的是X86服務器，隨著氣象業務系統的應用不斷增多，信息系統的集約化、標準化程度、硬件資源分配不均衡、系統維護耗時耗力等問題日漸突出。因此，通過對服務器資源的虛擬化開發應用，實現對服務器資源的統一管理、升級和維護、氣象信息資源集中部署、多級應用、實時備份、快速切換尤為重要。

關鍵詞：虛擬服務器;VMware;部署;備份

中圖分類號：TP399?? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）29-0042-02

1市州氣象局信息系統概況

市州氣象局信息系統是氣象信息化承上啟下的關鍵環節，但是目前普遍存在以下幾個問題：1）氣象業務系統統一管理程度較低;2）服務器數量較多，但檔次較低，硬件資源分配不均衡，使用效率低;3）業務系統的維護較為頻繁，造成單位人力和經費的浪費;4）部分業務系統穩定性差，影響業務正常開展。

氣象現代化的發展這幾年突飛猛進，氣象業務系統基本上采用的是X86服務器，隨著氣象業務系統的應用不斷增多，服務器的日常管理顯得尤為重要，如果服務器出現問題，重新部署一臺服務器以及維護需要耗費大量時間和人力，這將對實時業務造成重大影響;而要做到硬件的冗余備份將會是一大筆開支，對于市州局來說沒有專項經費預算，由此將會對市州局的氣象業務造成較大影響。

2服務器資源的虛擬化研究過程

在我局2015年建成標準化機房和磁盤陣列的基礎上，基于ESXi Server實現服務器資源整合管理，通過前期較長時間的研究開發實踐，使用服務器虛擬化技術可以解決當前氣象業務系統面臨的諸多問題，這是我省首次在氣象業務系統利用服務器虛擬化技術解決相關業務問題。

VMware虛擬化搭建的硬件環境可以采用英特爾至強雙核處理器作為理想平臺，并且可以采用英特爾虛擬化技術作為研究技術支撐。英特爾至強雙核處理器能夠將同時軟、硬件虛擬化技術結合在一起，提高VMware虛擬化方案的可操作性，經過三年的實際業務應用表明，服務器利用率明顯提升，維護周期延長，人力、設備、能耗成本顯著降低1/3以上。

2.1硬件升級優化

市局網絡保障科通過冷備份和交叉備份來實現氣象業務系統的可用性和穩定性。采用聯想SAN存儲，由于沒有光纖交換機，存儲最多只能連接四臺服務器，網絡中心采用了4臺聯想 R680 G7服務器來作為硬件平臺，而且所有的服務器都配置了Intel Xeon。

2.2軟件引進開發

首先安裝vSphere 5.1，再在其平臺上安裝vCenter Server和 VMware vSphere ESXi 5.1，同時在4臺服務器上安裝ESX Server 5.1.0軟件。

2.3虛擬批量部署

我們可以采用vCenter 的模板功能，先配置好一臺虛擬機，以此虛擬機作為鏡像，進行批量部署，提高業務工作效率。

2.4 vSwitch網絡配置開發

經過兩年時間反復測試：

硬件環境：ESX Server有4塊網卡，使用FC SAN存儲，有三個網絡類型：虛擬機網絡（遷移網絡、Service Console 、管理網絡冗余）

網絡配置：Service Console 和遷移網絡使用主機上的物理網卡0和1形成冗余管理網絡，虛擬機網絡使用物理網卡2和3作為遷移網絡。

2.5 FC SAN Storage存儲配置

首先為ESXi主機配置光纖存儲卡，連接時注意極性，最后在存儲上為ESXi服務器劃分 LUN，并和 ESX 服務器光纖卡關聯。

2.6 VMotion遷移配置

VMotion遷移配置首先需要創建自動化“數據中心”，再建立一個VMotion遷移源。

需要注意的是，根據需求遷移，在服務器上安裝的目標ES? Xi 主機和源ESXi主機一定要在一個管理平臺下，遷移網絡不能越過“數據中心”遷移。

2.7 CPU及網絡要求

如果運行的虛擬機要遷移，必須使源和目標ESX主機的處理器做到兼容，解決的最好辦法就是采用相同的CPU;所以我們選擇4臺相同型號的服務器，且CPU型號相同，滿足了VMotion要求。

網絡要求：①虛擬機進行遷移時必須通過專用的端口來遷移虛擬機，VMotion的配置一定要在各ESX主機設置專用網絡，為了進一步提升性能，最好為VMotion網絡配置單獨網卡;②VMotion網絡帶寬至少為千兆，百兆帶寬不能滿足要求（硬性限制）;③虛擬機進行遷移時源和目標主機的網絡配置必須是一樣的（IP地址、帶寬、網絡類型等）。

3虛擬服務器研究關鍵點

3.1實現互為多重備份

將服務器的CPU、內存、存儲等硬件資源建立一個資源池，利用DRS技術使虛擬機能夠在不同的物理服務器之間根據負載的均衡進行自動調度，實現服務器硬件的多重備份，效率最大化的共享硬件、軟件許可證以及管理資源。

3.2建成多重虛擬備份

對所有實時運行的業務系統形成模板，對業務系統進行多重虛擬備份，以提高業務系統的可用性、可靠性和穩定性。

3.3快速恢復系統災難

VMotion技術有效地提供了一種簡易且迅速的故障恢復解決方案，當某臺服務器硬件出現故障時，運行于此服務器的虛擬機可自動漂移到其他硬件正常的服務器上，保證業務零宕機。

3.4顯著提高工作效率

采用服務器虛擬化，安裝業務應用軟件、系統補丁、應用程序遷移等時，無須在物理服務器上直接操作并重啟服務器，通過虛擬化平臺就可以實現對物理服務器運行管理，按照業務要求迅速在現有的服務器資源中配置運行環境，縮短了新應用的部署時間，提高工作效率。

3.5明顯減少設備損耗

采用服務器虛擬化技術，將辦公應用部署到多個桌面環境，根據市局目前的業務需求，某些應用平時可以處于待機狀態下，以此減少服務器損耗;服務器硬件發生故障時，可以進行自動故障切換和快速恢復，減少設備因故障引起的一系列損耗。

3.6整合設備工作功能

通過服務器虛擬化將所有業務系統進行系統集中管理，優化服務器使用率;我們現在可以快速統一部署服務器，消耗時間也降到了分鐘級，大大縮短了時間成本，并且可以不中斷業務進行硬件的維護和升級。

3.7節約設備資金投入

通過服務器虛擬化技術，可以減少服務器使用數量，從而降低機房中心空間、機柜、網線，耗電量及冷氣空調等，更能節省服務器維護成本、軟件支持成本，以及人員管理成本，以最高效的資源部署，降低設備資金投入。

4虛擬服務器設計的經驗探討

①服務器虛擬化后，我們建成了一套資源池，可以利用資源池來進行相應資源的合理分配，從而提升服務器運行維護和集中管理能力。

②四臺服務器的部署除了網絡配置外都是相同的，所以它們之間可以互為備份，提高業務系統數據安全性。

③我們可以在每臺服務器上創建多個虛擬機，根據業務系統的變化靈活應用虛擬機，減少整個服務器使用率，節約資源，降低了耗電量和制冷空調耗能，節省了電力成本1/3，達到節約資金投入和節能減排的目的。

④應用虛擬化方案之后，服務器的利用率得到了大幅提升，經過一年多應用實踐，每個服務器的平均利用率從15%提高到50%-70%。

⑤如果某臺服務器發生硬件故障導致物理服務器宕機，通過Vmotion可以遷移到其他物理服務器上，同時物理服務器在不需要停機狀態下就可以進行自我維護，業務系統也可以毫無任何影響穩定運行。通過實踐表明，市局業務系統采用服務器虛擬化技術后，未發生過因服務器故障造成業務受影響事件。

⑥服務器部署時間大大縮短，之前部署一臺服務器從重建到加載時間需要20-40小時，現在只需15-30分鐘;同時采用虛擬化技術后服務器系統的維護事件可以從之前的幾小時下降到零宕機。

5結束語

服務器資源的虛擬化應用對現有的服務器資源、氣象業務系統進行分類整合，通過虛擬化的動態遷移，從而避免業務運行中斷;同時虛擬服務器支持快速轉移和備份，提供一種簡單便捷的故障恢復解決方法，從而大大降低單位維護維修成本，節省開支。

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【通聯編輯：梁書】