虛擬化技術(shù)在鞍鋼天鐵鋼板公司的應(yīng)用

張斌（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300301）

虛擬化技術(shù)在鞍鋼天鐵鋼板公司的應(yīng)用

張斌（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300301）

針對(duì)企業(yè)在信息化建設(shè)中存在的問題，分析了采用虛擬化技術(shù)優(yōu)越性。以天津鞍鋼天鐵鋼板公司為例，介紹了虛擬化技術(shù)的應(yīng)用情況。在不影響各應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，使用虛擬化新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在一臺(tái)計(jì)算機(jī)主機(jī)上運(yùn)行兩個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的功能，減少了計(jì)算機(jī)硬件采購(gòu)成本，有效地提高硬件使用率。

信息系統(tǒng) 服務(wù)器 數(shù)據(jù) 硬件 虛擬化技術(shù) 應(yīng)用

1 前言

在信息化建設(shè)過程中，順理成章做的一件事就是采購(gòu)性能優(yōu)良的計(jì)算機(jī)硬件。網(wǎng)站、企業(yè)郵箱、DNS服務(wù)器、殺毒軟件、OA系統(tǒng)、ERP等系統(tǒng)的搭建，無(wú)疑會(huì)使用到硬件，而且是每個(gè)功能的應(yīng)用都要占用一個(gè)硬件設(shè)備。隨著信息化建設(shè)的完善，不斷地在更新使用著新系統(tǒng)，久而久之，機(jī)房?jī)?nèi)便會(huì)存滿各種時(shí)期采購(gòu)的服務(wù)器。虛擬化技術(shù)的誕生使得企業(yè)開支逐漸降低，單臺(tái)設(shè)備完成了多項(xiàng)功能。這將是鋼板公司的新導(dǎo)向。

2 鋼板公司信息化建設(shè)中的問題

目前，大部分企業(yè)部署了一定規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了日常辦公、通信等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，也充分地實(shí)現(xiàn)了企業(yè)信息化。但對(duì)于企業(yè)的網(wǎng)站、郵件系統(tǒng)、外網(wǎng)等應(yīng)用系統(tǒng)管理中，逐漸暴露出一些問題。

2.1 服務(wù)器問題

2.1.1 管理量大、服務(wù)效率低

由于缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，各種應(yīng)用大量采用獨(dú)立服務(wù)器的方式進(jìn)行部署，機(jī)房中擺滿了各種應(yīng)用的服務(wù)器，所以很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一高效管理。目前以硬件管理員手工管理為主，如服務(wù)器應(yīng)用平臺(tái)搭建、硬件、系統(tǒng)升級(jí)、木馬病毒查殺、系統(tǒng)漏洞掃描等。這些維護(hù)操作，都有可能導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)。管理員疲于重復(fù)進(jìn)行軟、硬件安裝、維護(hù)工作，不能對(duì)一些重復(fù)工作的服務(wù)器環(huán)境進(jìn)行批量部署，就無(wú)法避免宕機(jī)時(shí)間不斷加長(zhǎng)、出現(xiàn)問題響應(yīng)較慢等問題。較低的服務(wù)效率無(wú)法滿足用戶的需求，為日常辦公帶來(lái)很多不便。

2.1.2 資源分配不合理

應(yīng)用系統(tǒng)（郵件、OA、設(shè)備管理、產(chǎn)銷一體化、防病毒等）和基本網(wǎng)絡(luò)功能應(yīng)用（DNS服務(wù)等）均對(duì)現(xiàn)有硬件資源產(chǎn)生巨大的壓力。信息中心管理員時(shí)常報(bào)怨服務(wù)器不夠用、性能低不好用的問題。但從根本上講是沒有一個(gè)統(tǒng)籌的安排，沒有發(fā)揮其硬件應(yīng)有的性能。當(dāng)資金不再投入時(shí)，管理員就會(huì)將某些數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)站服務(wù)平臺(tái)整合在一起的辦法來(lái)節(jié)省硬件但其之間很容易互相沖突。與此相對(duì)應(yīng)，某些獨(dú)立服務(wù)器的利用率不高，平均在10%～15%左右，而這些利用率不高的服務(wù)器造成資源閑置浪費(fèi)又占據(jù)了機(jī)房空間，為避免沖突又不能投入其它應(yīng)用，對(duì)信息化建設(shè)發(fā)展非常不利。

2.2 測(cè)試實(shí)驗(yàn)問題

緊張的服務(wù)器資源不能滿足測(cè)試項(xiàng)目，代替網(wǎng)絡(luò)集成商的實(shí)驗(yàn)也無(wú)法測(cè)試，更不利于自身技術(shù)的提高。因此，只能在PC機(jī)上搭建環(huán)境測(cè)試實(shí)驗(yàn)了，但其硬件性能較低，不能滿足實(shí)際需要，往往使得實(shí)驗(yàn)半途而廢。

3 虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的優(yōu)越性——縮減成本、提高效率

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心是建立在多個(gè)實(shí)體服務(wù)器上并行完成各項(xiàng)業(yè)務(wù)的，一旦企業(yè)業(yè)務(wù)量增加，需要根據(jù)情況重新購(gòu)置或者對(duì)實(shí)體服務(wù)器進(jìn)行升級(jí)，這無(wú)疑會(huì)加大企業(yè)在這方面的投入。整個(gè)數(shù)據(jù)中心能耗加大，企業(yè)就要支付相應(yīng)的能耗費(fèi)用，一旦如此，企業(yè)就更不能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排了。引進(jìn)虛擬化技術(shù)節(jié)約成本開支，降低部署成本、提高工作效率等突出特點(diǎn)會(huì)得到明顯改善。服務(wù)器虛擬化只需要較少的硬件資源就能運(yùn)行多重應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)。

舊有的企業(yè)格局已經(jīng)改變，企業(yè)需要虛擬化技術(shù)來(lái)打破原有數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)模式，重新建立屬于自己合理的虛擬化應(yīng)用戰(zhàn)略解決方案。作為虛擬化來(lái)講，依然是2010年值得關(guān)注的戰(zhàn)略技術(shù)和趨勢(shì)。這種趨勢(shì)不僅在于企業(yè)對(duì)虛擬化概念和產(chǎn)品的接受，更在于虛擬化技術(shù)自身的深入發(fā)展。

4 虛擬化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例及測(cè)試

真正的好技術(shù)是靠實(shí)踐驗(yàn)證得出的，而且某種新技術(shù)是可以向外擴(kuò)展的，能夠舉一反三，完成更多的項(xiàng)目。這里，以鋼板公司為例來(lái)說明如何節(jié)省采購(gòu)成本，充分地利用服務(wù)器資源。

鋼板公司在信息化建設(shè)初期，硬件投入很大，各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)逐步架設(shè)使用。每個(gè)信息系統(tǒng)都單獨(dú)占用著服務(wù)器資源，未曾考慮資源是否能充分利用，其主要原因是鑒于當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)所限，找不到較好的解決方案。到目前為止，中心機(jī)房擺滿了各個(gè)時(shí)期采購(gòu)的服務(wù)器等硬件設(shè)備。運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)有外網(wǎng)網(wǎng)站、內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)站、郵件、生產(chǎn)系統(tǒng)、設(shè)備管理和采購(gòu)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、辦公Oa和日常辦公所使用到的項(xiàng)目管理系統(tǒng)等等，還有DNS內(nèi)外網(wǎng)地址解析服務(wù)、FTP服務(wù)、DHCP服務(wù)等等。這些都單獨(dú)占用著硬件資源，現(xiàn)在看來(lái)真是非常浪費(fèi)。所以，將其適當(dāng)?shù)卣显谝黄?，如圖1和圖2所示。

圖1 整合前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 整合后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

圖1是整合前的部署方式，應(yīng)用系統(tǒng)都處在獨(dú)立的位置，需要維護(hù)時(shí)，需要親自到機(jī)房。兩個(gè)公網(wǎng)地址分別連接郵件和外部網(wǎng)站，郵件和內(nèi)部網(wǎng)站連接在局域網(wǎng)內(nèi)，使得局域網(wǎng)內(nèi)用戶能訪問郵件和內(nèi)部網(wǎng)站。三臺(tái)性能很好的服務(wù)器擺放在機(jī)房機(jī)柜上，資源很浪費(fèi)。

圖2是整合后的部署方式，圖2中只有一臺(tái)物理主機(jī)服務(wù)器，這臺(tái)物理主機(jī)作為vmware server的concole端，雙網(wǎng)卡結(jié)構(gòu)的其中一塊網(wǎng)卡連接公網(wǎng)，另一塊連接辦公內(nèi)網(wǎng)。Vmware server的concole端虛擬出的一塊vmnet8網(wǎng)卡，作為虛擬系統(tǒng)的主機(jī)網(wǎng)關(guān)，用于連接網(wǎng)站和郵件的虛擬系統(tǒng)。圖2中可以看出Home PC03和Anywhere PC04是安裝有客戶端的公網(wǎng)機(jī)器，還有PC01和PC02也是裝有vmware server客戶端的內(nèi)部網(wǎng)機(jī)器。不管是內(nèi)部網(wǎng)機(jī)器還是外部網(wǎng)機(jī)器使用客戶端都能夠輕松地遠(yuǎn)程管理主物理服務(wù)器，而且是將原來(lái)的兩臺(tái)物理服務(wù)器合并成一臺(tái)物理服務(wù)器，硬件成本和維護(hù)成本都在減少。

4.1 系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置

虛擬網(wǎng)絡(luò)的配置方式有三種，分別是HostOnly、NAT和橋接模式。在這個(gè)虛擬系統(tǒng)里，我們只用到NAT這個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式。

使用NAT方式，物理主機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)了一個(gè)虛擬的網(wǎng)卡Vmnet8(默認(rèn)情況下)，Vmnet8就相當(dāng)于連接到內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)卡，而虛擬機(jī)本身則相當(dāng)于運(yùn)行在內(nèi)網(wǎng)上的機(jī)器，虛擬機(jī)內(nèi)的網(wǎng)卡(eth0)則獨(dú)立于Vmnet8。VMWARE自帶的DHCP服務(wù)會(huì)默認(rèn)地加載到Vmnet8界面上，這樣虛擬機(jī)就可以使用DHCP服務(wù)。更重要的是，VMWARE自帶了NAT服務(wù)，提供了從Vmnet8到外網(wǎng)的地址轉(zhuǎn)換，所以這種情況是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的NAT服務(wù)器在運(yùn)行，只不過是供給虛擬機(jī)用的。

選用一臺(tái)IBM3550服務(wù)器，至強(qiáng)單路1.6G四核CPU，內(nèi)存為2*2G DDR2-800容錯(cuò)，硬盤為SAS 15 000轉(zhuǎn)146 G容量，內(nèi)置64 M Raid卡作RAID1。物理服務(wù)器主機(jī)安裝Vmware Server服務(wù)端軟件和Loadrunner負(fù)載測(cè)試軟件（用于檢測(cè)虛擬系統(tǒng)并發(fā)時(shí)給系統(tǒng)的影響測(cè)試，在4.2章節(jié)里詳細(xì)敘述。）。在服務(wù)端添加兩個(gè)Win2003ServerST虛擬系統(tǒng)并分別配置好郵件和網(wǎng)站的一些服務(wù)。在虛擬系統(tǒng)的CPU、硬盤和內(nèi)存的分配方面，主要是根據(jù)其實(shí)際應(yīng)用考慮的，郵件系統(tǒng)比網(wǎng)站使用的頻率要大分配的資源也就相對(duì)大一些。規(guī)定郵件系統(tǒng)使用雙核CPU、2G內(nèi)存、80GB的硬盤空間；規(guī)定網(wǎng)站系統(tǒng)使用雙核CPU、1 G內(nèi)存、20 G的硬盤空間。物理主機(jī)的雙網(wǎng)卡分別用192.168.0.4和222.36.10.137的IP地址連接到局域網(wǎng)和公網(wǎng)。物理主機(jī)虛擬出來(lái)的網(wǎng)卡Vmnet8（172.18.224.2）連接這兩個(gè)虛擬系統(tǒng)，這兩個(gè)地址分別為172.18.224.128（郵件）和172.18.224.168（網(wǎng)站），組成Vmnet8的小局域網(wǎng)。使用Vmware server端口映射功能，讓物理內(nèi)網(wǎng)和公網(wǎng)的用戶都能通過這臺(tái)物理主機(jī)輸入http:// 192.168.0.4：8088(8089)或http://222.36.10.137：8088 (8089)訪問到郵件或網(wǎng)站。安裝了VMWARE SERVER的客戶端的機(jī)器，無(wú)論你在家中、外地還是公司內(nèi)網(wǎng)，你都能通過客戶端程序連接服務(wù)器端進(jìn)行遠(yuǎn)程管理這兩個(gè)虛擬系統(tǒng)。

4.2 虛擬系統(tǒng)的性能測(cè)試

Loadrunner是一種預(yù)測(cè)系統(tǒng)行為和性能的負(fù)載測(cè)試工具。它通過模擬上百用戶實(shí)施并發(fā)負(fù)載及實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)的方式來(lái)獲取系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)。它能夠通過錄制系統(tǒng)使用流程，制定出一套真實(shí)場(chǎng)景的負(fù)載測(cè)試方案。

用兩臺(tái)臺(tái)式計(jì)算機(jī)都安裝Loadrunner，同時(shí)對(duì)這兩個(gè)虛擬系統(tǒng)進(jìn)行并發(fā)測(cè)試。

第一步，打開Loadrunner軟件，選擇Create/Edit Scripts選項(xiàng)運(yùn)行Virtual User Generator（虛擬用戶生成器），先建立被測(cè)的腳本。

新建一個(gè)web(http/html)協(xié)議腳本，進(jìn)入后會(huì)彈出“Start Recording”對(duì)話框，在URL Address里輸入要被測(cè)試的應(yīng)用地址，因?yàn)猷]件系統(tǒng)和網(wǎng)站系統(tǒng)都是使用IIS訪問的，所以就在欄目里輸入http://192.168.0.4: 8088(8089)，因?yàn)猷]件是要求有權(quán)限用戶登錄的，所以就要在Record into Action里選擇Vuser_init(初始化)選項(xiàng)，要是網(wǎng)站就只選擇初始化即可。點(diǎn)擊“OK”后，就進(jìn)入錄制測(cè)試流程腳本了，這是用IE瀏覽器打開的郵件系統(tǒng)主界面，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)“Recording…(xx events)”對(duì)話框，這就是記錄器了，下拉菜單里選擇“Action”事件，要讓這個(gè)記錄登錄狀態(tài)，然后在郵件系統(tǒng)里輸入用戶名和密碼并按“登錄”進(jìn)入郵件系統(tǒng)。最后在記錄器的事件里選擇“vuser_end”，同時(shí)在郵件系統(tǒng)選擇“退出”，來(lái)退出郵件系統(tǒng)。這樣，我們就錄制完被測(cè)試流程的腳本了。點(diǎn)擊停止按鍵，軟件會(huì)顯示出剛才錄制完的腳本，將之保存待用。

第二步，建立并發(fā)用戶數(shù)。把剛保存的腳本，用Create Controller scenario工具打開，產(chǎn)生100個(gè)虛擬用戶，讓系統(tǒng)登錄和退出都是每5 s增加2個(gè)用戶，持續(xù)時(shí)間是10 min。

經(jīng)過測(cè)試，在兩個(gè)虛擬系統(tǒng)同時(shí)100用戶并發(fā)下，物理服務(wù)器系統(tǒng)性能如圖3所示。

從windows自帶的性能查看器里面可以看到CPU、內(nèi)存和硬盤的占用數(shù)據(jù)。從而可以看出，虛擬系統(tǒng)在100用戶數(shù)并發(fā)負(fù)載的情況下，不會(huì)對(duì)物理服務(wù)器有性能方面的影響。

圖3 物理服務(wù)器性能參數(shù)

若在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)訪問量，適時(shí)給硬盤作下優(yōu)化。如果按鋼板公司目前的訪問量，這個(gè)配置已經(jīng)足以應(yīng)對(duì)日常工作。

5 結(jié)論

使用Vmware Server虛擬化軟件完成對(duì)郵件系統(tǒng)和網(wǎng)站系統(tǒng)的整合，使一個(gè)物理主機(jī)同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)互不干涉的系統(tǒng)。同時(shí)又利用Loadrunner負(fù)載工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試出了兩個(gè)虛擬系統(tǒng)在用戶并發(fā)時(shí)不會(huì)對(duì)物理系統(tǒng)有何種影響。這種集成方式在鋼板公司成功地實(shí)現(xiàn)了。

目前，虛擬化軟件種類較多，今后可以根據(jù)需要逐一進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比之后找出一種適合企業(yè)應(yīng)用的軟件。只要能充分利用好這種新技術(shù)，企業(yè)信息化建設(shè)才能更進(jìn)一步。

Application of Virtualization Technology at Angang-Tiantie Plate Company

Zhang Bin

Aiming at the existing problems at informatization construction,the author analyzes the advantages of adopting virtualization technology and introduces its application with Tianjin Angang-Tiantie Plate Company as an example.Under the condition that the normal running of application systems are not affected,the new virtualization technology is applied to achieve the function of running two application systems at one host computer.The purchasing cost of computer hardware is reduced and hardware utilization is effectively raised.

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（收稿 2009－11－17責(zé)編趙實(shí)鳴）

張斌，畢業(yè)于天津大學(xué)，現(xiàn)在天津理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位?，F(xiàn)在天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司工作。