長(zhǎng)安大學(xué)數(shù)據(jù)中心虛擬化建設(shè)初探

【摘 要】文章從分析數(shù)據(jù)中心管理面臨的問題入手，利用虛擬化技術(shù)對(duì)服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行整合，在數(shù)據(jù)中心虛擬化建設(shè)實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析總結(jié)。筆者對(duì)如何完善長(zhǎng)安大學(xué)虛擬化建設(shè)進(jìn)行了思考。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)中心 虛擬化 VMware 存儲(chǔ) 服務(wù)器

隨著互聯(lián)網(wǎng)和Web技術(shù)的興起，數(shù)據(jù)中心的戰(zhàn)略地位變得越來(lái)越重要，數(shù)據(jù)中心運(yùn)行的應(yīng)用越來(lái)越多，但很多應(yīng)用都相互獨(dú)立，而且在使用率低下、相關(guān)隔絕的不同環(huán)境中運(yùn)行。每個(gè)應(yīng)用都追求性能的不斷提高，這種需要支持多個(gè)應(yīng)用“孤島”的分立式基礎(chǔ)設(shè)施不僅難以變化和擴(kuò)展，而且管理、集成、安全和備份成本很高。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心正變得過于復(fù)雜，成本高昂并且效率低下，數(shù)據(jù)中心的融合和虛擬化趨勢(shì)加速了資源的優(yōu)化及成本的下降。融合、虛擬化及存儲(chǔ)對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能和安全都提出了更高的要求。而服務(wù)器虛擬化不僅大幅提高了服務(wù)器資源的使用率，也大幅增加了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量。運(yùn)行在虛擬服務(wù)器環(huán)境下的應(yīng)用，要求更低的延遲、更高的吞吐量、更加強(qiáng)壯的服務(wù)質(zhì)量和極高的可靠性HA。將虛擬化術(shù)應(yīng)用到校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，較好地解決當(dāng)前數(shù)據(jù)中心面臨的一系列問題，為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器部署提供了一種新的解決方案。

一、數(shù)據(jù)中心管理面臨的問題

隨著長(zhǎng)安大學(xué)信息化的不斷發(fā)展，信息化規(guī)模不斷的擴(kuò)大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心運(yùn)作模式暴露出了以下幾個(gè)方面問題。

（一）硬件資源利用率低

從業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的兼容性與系統(tǒng)的安全性考慮，我校數(shù)據(jù)中心中各業(yè)務(wù)系統(tǒng)都在獨(dú)立的服務(wù)器上運(yùn)行。但實(shí)際上服務(wù)器硬件資源利用率低，絕大多數(shù)資源處于空閑狀態(tài)；不同廠商之間的存儲(chǔ)設(shè)備獨(dú)立運(yùn)行導(dǎo)致存儲(chǔ)資源無(wú)法整合；硬件資源嚴(yán)重浪費(fèi)的同時(shí)也增加了運(yùn)行成本。

（二）存在安全隱患

獨(dú)立服務(wù)器與單一存儲(chǔ)部署的業(yè)務(wù)系統(tǒng)存在單點(diǎn)故障，容錯(cuò)率低。一旦服務(wù)器硬件或者存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)故障，系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間過長(zhǎng)，部分?jǐn)?shù)據(jù)面臨丟失的可能，給管理人員的維護(hù)帶來(lái)很大困難的同時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)行在短時(shí)間內(nèi)也無(wú)法保障。

（三）維護(hù)管理水平低

不同的硬件平臺(tái)導(dǎo)致管理人員在操作時(shí)要登錄不同的設(shè)備，在日常維護(hù)中加大了管理人員的工作量，無(wú)法統(tǒng)一管理的監(jiān)控導(dǎo)致維護(hù)時(shí)往往處于被動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)硬件平臺(tái)的差異性系統(tǒng)備份與快速恢復(fù)帶來(lái)了極大的困難。

二、虛擬化技術(shù)

虛擬化是一種用于共享資源，使單一的物理資源劃分為許多個(gè)別獨(dú)立的資源的技術(shù)手段。反過來(lái)虛擬化也可以使得多個(gè)獨(dú)立的物理資源整合為一個(gè)統(tǒng)一的資源。虛擬化的好處是在以最小的成本，創(chuàng)造更靈活的系統(tǒng)，可以輕松地提供靈活的部署，先進(jìn)的自動(dòng)化，安全和易于管理的優(yōu)勢(shì)。

在數(shù)據(jù)中心的建設(shè)中虛擬化主要分為三個(gè)方面：服務(wù)器虛擬化，存儲(chǔ)虛擬化，網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

（一）服務(wù)器虛擬化讓一臺(tái)服務(wù)器通過如VMware軟件，虛擬化為多臺(tái)機(jī)器。服務(wù)器虛擬化使管理人員能夠靈活地管理Server上的工作負(fù)荷，并提供相應(yīng)的HA和災(zāi)難恢復(fù)服務(wù)。

（二）存儲(chǔ)虛擬化有助于使許多存儲(chǔ)陣列、池和系統(tǒng)顯示為一個(gè)單一的資源，提供這些資源的無(wú)縫縮放，從而實(shí)現(xiàn)更加方便的數(shù)據(jù)遷移，提高資源利用率和簡(jiǎn)化的管理規(guī)定。

（三）虛擬化的網(wǎng)絡(luò)是通過不同的虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平面的虛擬化、控制平面的虛擬化和管理平面虛擬化。

長(zhǎng)安大學(xué)數(shù)據(jù)中心虛擬化建設(shè)

本著先進(jìn)、實(shí)用的原則，我校利用虛擬化和云計(jì)算技術(shù)，將學(xué)?，F(xiàn)有 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)轉(zhuǎn)變成基于VMware vSphere的私有云，從而讓 IT系統(tǒng)能夠通過服務(wù)級(jí)別自動(dòng)化提高控制力。降低資金成本和運(yùn)營(yíng)成本并最大限度提高 IT 效益，同時(shí)保留選擇任何應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)或硬件的自由。

通過將學(xué)校信息系統(tǒng)移植到云計(jì)算環(huán)境，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)的處理性能，系統(tǒng)上線等候時(shí)間，提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平。目前我校數(shù)據(jù)中心虛擬化已建設(shè)主要包括兩個(gè)部分：服務(wù)器虛擬化與存儲(chǔ)虛擬化。

（一）服務(wù)器虛擬化

我校服務(wù)器的虛擬化采用目前應(yīng)用較廣且比較成熟的VMware虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)，針對(duì)我校應(yīng)用特性所需要的功能，考慮到可靠性的需要，配置了四臺(tái)四路服務(wù)器做為基本運(yùn)行平臺(tái)，其中每?jī)膳_(tái)為一組部署集群，利用VMware HA高可用性。其所有虛擬機(jī)均會(huì)得到保護(hù)，使虛擬機(jī)在主機(jī)發(fā)生故障之后可以自動(dòng)重新啟動(dòng)。

（二）存儲(chǔ)虛擬化

我校于2012年完了服務(wù)器虛擬化項(xiàng)目，通過將應(yīng)用系統(tǒng)部署于虛擬化服務(wù)器中取得了非常好的成效，但隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的快速增長(zhǎng)，系統(tǒng)存儲(chǔ)磁盤老化，存儲(chǔ)單點(diǎn)故障隱患不斷提升?？紤]到部分重要應(yīng)用運(yùn)行的連續(xù)性與數(shù)據(jù)的安全性，我校采用了硬件vplex作為存儲(chǔ)虛擬化整合平臺(tái)。通過存儲(chǔ)虛擬化平臺(tái)對(duì)現(xiàn)有存儲(chǔ)資源以及新購(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行虛擬化，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，節(jié)約開支；保證核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高數(shù)據(jù)安全，高連續(xù)可用，任何物理設(shè)備故障，甚至單臺(tái)陣列徹底失效都不會(huì)影響到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

通過對(duì)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)虛擬化的建設(shè)，應(yīng)用系統(tǒng)只需要訪問虛擬化存儲(chǔ)，而不需要直接管理后端的具體的存儲(chǔ)系統(tǒng)；通過存儲(chǔ)虛擬化，對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)對(duì)于重要的應(yīng)用系統(tǒng)達(dá)到兩臺(tái)存儲(chǔ)之間雙活，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行跨存儲(chǔ)的本地及遠(yuǎn)程保護(hù)，統(tǒng)一管理接口和訪問接口。

結(jié)束語(yǔ)

建設(shè)長(zhǎng)安大學(xué)校園私有云是今后幾年我校信息化建設(shè)的重點(diǎn)工作，而虛擬化技術(shù)作為私有云的具體實(shí)踐者在我校已經(jīng)開始被使用。服務(wù)器虛擬化，存儲(chǔ)虛擬化都已經(jīng)相對(duì)成熟。經(jīng)過幾年來(lái)對(duì)虛擬化技術(shù)的探索和實(shí)踐，對(duì)數(shù)據(jù)中心虛擬化的實(shí)施部署、備份恢復(fù)等方面都有了充足的經(jīng)驗(yàn)。今后我校將進(jìn)一步擴(kuò)大虛擬化集群規(guī)模，進(jìn)校內(nèi)云平臺(tái)建設(shè)，在完善數(shù)據(jù)中心虛擬化平臺(tái)建設(shè)的同時(shí)探索虛擬化桌面應(yīng)用，以服務(wù)于師生教學(xué)、科研任務(wù)為目標(biāo)，探索符合數(shù)字化校園發(fā)展的云計(jì)算、云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)之路。

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