基于服務(wù)器虛擬化技術(shù)的服務(wù)器更新

劉克明

【摘 要】 傳統(tǒng)服務(wù)器存在更新設(shè)備投資大、利用率低、機(jī)房面積狹小以及不斷增加服務(wù)器等問(wèn)題，本文以介紹VMware虛擬化技術(shù)為重點(diǎn)，分析部署過(guò)程所涉及的問(wèn)題并提出解決方法，全面歸納出服務(wù)器虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際運(yùn)作在企事業(yè)單位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的問(wèn)題，提出實(shí)施服務(wù)器虛擬化技術(shù)的整體策略和分步措施，其中提出若干建議，促使有效、平滑、安全地遷移至虛擬機(jī)，使企事業(yè)單位服務(wù)器資源利用率大大提高，使服務(wù)器的總成本降低。

【關(guān)鍵詞】 服務(wù)器 VMware 虛擬化 設(shè)計(jì)成本 熱遷移

隨著各種專(zhuān)用軟件的應(yīng)用以及多種應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行部署，兩個(gè)不同的應(yīng)用系統(tǒng)或軟件運(yùn)行在同一臺(tái)服務(wù)器上，這種運(yùn)行方式可能導(dǎo)致沖突發(fā)生，服務(wù)器的數(shù)量隨著不同業(yè)務(wù)的增多也需要增多。需求得到滿足的同時(shí)，各種問(wèn)題不斷顯現(xiàn)，比如服務(wù)器利用率問(wèn)題以及各種管理問(wèn)題。

主要表現(xiàn)在：一方面服務(wù)器的利用率低，因?yàn)閼?yīng)用系統(tǒng)和專(zhuān)業(yè)軟件之間存在沖突，在服務(wù)器上常常只能部署一種應(yīng)用系統(tǒng)，導(dǎo)致服務(wù)器使用率低，只有5%～15%。再一方面，購(gòu)置硬件成本高，推廣使用以及新軟件和新的應(yīng)用系統(tǒng)，常常需要再次購(gòu)置高效、穩(wěn)定、安全的服務(wù)器，購(gòu)置硬件花費(fèi)昂貴。再一方面，操作系統(tǒng)的成本在增長(zhǎng)，新服務(wù)器購(gòu)置后，要購(gòu)買(mǎi)購(gòu)置新軟件和正版操作系統(tǒng)，同樣需要昂貴的費(fèi)用購(gòu)置軟件。又一方面，機(jī)房的用電量大，啟用大量電氣設(shè)備和通風(fēng)制冷設(shè)備，機(jī)房變成耗電大戶，同時(shí)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的噪聲，這使機(jī)房環(huán)境變差。服務(wù)器虛擬化技術(shù)的使用可以解決上述問(wèn)題，在對(duì)各種應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行整合的同時(shí)，可以使硬件利用率提高了、管理更加的方便、服務(wù)器占用面積有效減少了，服務(wù)器虛擬化是服務(wù)器整合的戰(zhàn)術(shù)工具。

1 服務(wù)器虛擬化技術(shù)

當(dāng)下的x86計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)是為了適用于運(yùn)行單個(gè)應(yīng)用程序和單個(gè)操作系統(tǒng)，所以計(jì)算機(jī)中的許多功能沒(méi)有被充分利用。虛擬化的利用，可以允許單臺(tái)物理機(jī)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)虛擬機(jī)的運(yùn)用，每個(gè)虛擬機(jī)都可以在多個(gè)環(huán)境之間共享同一臺(tái)物理機(jī)的資源。不同的虛擬機(jī)可以在同一臺(tái)物理機(jī)上運(yùn)行多種應(yīng)用程序以及不同的操作系統(tǒng)。VMware公司在虛擬化領(lǐng)域市場(chǎng)中起到領(lǐng)頭羊的作用，虛擬化技術(shù)應(yīng)用廣泛，其客戶已超過(guò)十七萬(wàn)家，財(cái)富100強(qiáng)的全部企業(yè)全在其中。

VMware虛擬化平臺(tái)的構(gòu)建基于商業(yè)的使用價(jià)值體系結(jié)構(gòu)。使用像VMware ESXi和VMware vSphere這類(lèi)軟件，能轉(zhuǎn)變或“虛擬化”基于x86的計(jì)算機(jī)的硬件資源（其中包括RAM、CPU、網(wǎng)絡(luò)控制器和硬盤(pán)），來(lái)創(chuàng)建功能較齊全、可類(lèi)似非虛擬計(jì)算機(jī)來(lái)運(yùn)行自己的應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)。一臺(tái)虛擬機(jī)只包含一套完整系統(tǒng)，所以不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)在隱藏著的沖突。

VMware虛擬化技術(shù)是在主機(jī)操作系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)中插入一個(gè)精簡(jiǎn)軟件層。該軟件層包含一個(gè)以透明和動(dòng)態(tài)方式分配硬件資源的虛擬機(jī)監(jiān)視器，這個(gè)監(jiān)視器也可以稱為管理性程序。單臺(tái)的物理機(jī)上可允許不止一個(gè)的操作系統(tǒng)在同一時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，相互之間的硬件資源可共享。因?yàn)榉庋b整臺(tái)計(jì)算機(jī)（包括內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和操作系統(tǒng)），所以虛擬機(jī)能和所有標(biāo)準(zhǔn)的x86操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序兼容，同時(shí)，幾個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)和操作程序在單臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，每個(gè)應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)，全部允許在需要的時(shí)候訪問(wèn)所需要的資源。

2 更新的策略

整合前，要指導(dǎo)服務(wù)器虛擬化工作需要制定科學(xué)的虛擬化實(shí)施策略是十分重要的。

（1）分析現(xiàn)狀：列出現(xiàn)有每臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行的專(zhuān)業(yè)軟件或應(yīng)用系統(tǒng)的清單，統(tǒng)計(jì)一下單一應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的服務(wù)器到底有多少臺(tái)，是否存在以往遺留的老程序正在運(yùn)行。這樣來(lái)確定可以列入第一批遷移目標(biāo)的服務(wù)器有哪些。

（2）抓難點(diǎn)：在記錄服務(wù)器的運(yùn)行情況過(guò)程中，注意記錄下通過(guò)安裝加密狗達(dá)到版權(quán)保護(hù)目的的服務(wù)器。曾使用Wmware虛擬軟件或其他類(lèi)虛擬軟件生成的虛擬機(jī)，因?yàn)檎也坏皆屑用芄罚罱K放棄了走服務(wù)器虛擬化道路的教訓(xùn)要謹(jǐn)記，同時(shí)要注意生成軟件使用注冊(cè)碼是使用了服務(wù)器硬件信息的服務(wù)器。

（3）各基層臺(tái)站的部分業(yè)務(wù)系統(tǒng)系統(tǒng)，需要占用許多I/O與內(nèi)存資源，不允許其他服務(wù)器中的應(yīng)用系統(tǒng)共享虛擬服務(wù)器的硬件，可以不將這種系統(tǒng)遷移至虛擬機(jī)。

（4）集中存儲(chǔ)與備份：服務(wù)器虛擬化技術(shù)使用后，使將來(lái)的集中網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)成為可能。因?yàn)槌杀净蚱渌蛭唇尤胫链鎯?chǔ)網(wǎng)絡(luò)（NAS，ISCSI和SAN）的服務(wù)器，物理服務(wù)器的數(shù)量在整合后減少，可考慮接入存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，這樣能充分利用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)，把這些分散數(shù)據(jù)來(lái)集中管理并備份，給這些服務(wù)器和應(yīng)用的容災(zāi)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和虛擬機(jī)特有功能的結(jié)合，提升了系統(tǒng)靈活性以及移動(dòng)性和可用性。

3 配置

層臺(tái)站的技術(shù)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)具有可用性規(guī)劃要求較高和業(yè)務(wù)應(yīng)用頻繁的特點(diǎn)，所以服務(wù)器虛擬化需要采用高性能的雙機(jī)方案。系統(tǒng)涉及的所有專(zhuān)業(yè)軟件、應(yīng)用系統(tǒng)、以及服務(wù)器，都集中運(yùn)行在這兩臺(tái)服務(wù)器中。所有用戶數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，要在后端高性能存儲(chǔ)器上集中存儲(chǔ)。虛擬軟件的使用，使所有系統(tǒng)都可實(shí)現(xiàn)在線遷移、雙機(jī)熱備、統(tǒng)一監(jiān)控以及自動(dòng)化資源調(diào)整等需求。其最大優(yōu)點(diǎn)為日后系統(tǒng)要擴(kuò)展服務(wù)器來(lái)提高整體性能，不需要業(yè)務(wù)應(yīng)用被中斷，桌面的操作系統(tǒng)或服務(wù)器不需要全部重新安裝，通過(guò)采用增加主機(jī)數(shù)量的辦法，快速的的提升系統(tǒng)整體上的性能。

3.1 軟件和硬件的配置

（1）硬件方面：SAN光纖存儲(chǔ)+HP刀片服務(wù)器。服務(wù)器使用HP Blade System 7000刀片機(jī)箱，配置上兩臺(tái)HP BL680c刀片服務(wù)器。使用HP Storage Works MSA2000FC雙控制器磁盤(pán)陣列的存儲(chǔ)設(shè)備，配置12×450GB SAS硬盤(pán)，存儲(chǔ)容量要求約為4.5TB，利用光纖線纜接至刀片系統(tǒng)，使整個(gè)系統(tǒng)存儲(chǔ)空間具有高速性、安全性、可靠性。

（2）軟件方面：使用SAN集中存儲(chǔ)的方式，把每個(gè)虛擬機(jī)的文件系統(tǒng)在共享的SAN集中存儲(chǔ)陣列上創(chuàng)建，VMware VMFS，即虛擬機(jī)文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)具有高性能，允許多個(gè)ESX（通用環(huán)境下整合和分區(qū)系統(tǒng)的虛擬主機(jī)軟件）Server安裝的同時(shí)去訪問(wèn)同一個(gè)虛擬機(jī)存儲(chǔ)。支持通過(guò)VMware VMotionTM技術(shù)、VMware Center Server、VMware HA（VMware High Availability）和VMware DRS（分布式資源調(diào)度程序）提供的關(guān)于虛擬化分布式的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的服務(wù)。因?yàn)閂Mware虛擬架構(gòu)系統(tǒng)中的虛擬機(jī)被封裝成一個(gè)檔案文件和許多相關(guān)環(huán)境配置文件，把這些文件放入SAN存儲(chǔ)陣列上的文件系統(tǒng)中，能讓不一樣的服務(wù)器上的虛擬機(jī)來(lái)訪問(wèn)這個(gè)文件，以此來(lái)消除單點(diǎn)故障。而且，虛擬化的軟件使用VMware vSphere 5企業(yè)版平臺(tái)軟件，同時(shí)配置VMware vCenter Server服務(wù)器用來(lái)承擔(dān)虛擬化平臺(tái)的管理中心職責(zé)。兩臺(tái)HP BL680c刀片服務(wù)器連接至MSA2000光纖磁盤(pán)陣列，運(yùn)行VMware vSphere5企業(yè)版平臺(tái)軟件，通過(guò)VMware HA配置成集群系統(tǒng)，提供給上海電力設(shè)計(jì)院可動(dòng)態(tài)的配置、高度可靠的IT資源平臺(tái)。

3.2 VMware系統(tǒng)的功能

（1）VMware VMotion功能當(dāng)ESX虛擬服務(wù)器的硬件環(huán)境發(fā)生異常時(shí)，該功能能使應(yīng)用服務(wù)器自動(dòng)遷移至另外一臺(tái)ESX虛擬服務(wù)器運(yùn)行，當(dāng)硬件環(huán)境出現(xiàn)了問(wèn)題，應(yīng)用服務(wù)能夠繼續(xù)保證運(yùn)作狀態(tài)，使業(yè)務(wù)連續(xù)性不被中斷。

（2）VMware VCB技術(shù)：應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生損壞情況時(shí)，定時(shí)針可用來(lái)備份應(yīng)用系統(tǒng)，可在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)至健康正常的應(yīng)用系統(tǒng)生產(chǎn)環(huán)境。

（3）VMware HA功能：在虛擬化的IT環(huán)境里提供了較高可用性，避免傳統(tǒng)群集的解決方案出現(xiàn)成本或升高復(fù)雜性。VMware HA可以為在虛擬機(jī)里運(yùn)行的全部應(yīng)用程序，提供高效經(jīng)濟(jì)的可行解決方案，不需考慮其應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)硬件配置或應(yīng)用操作系統(tǒng)設(shè)置，更不需要那些專(zhuān)門(mén)性的附加軟件和備用硬件來(lái)支持。

（4）VMware系統(tǒng)功能：不但使VMware DRS，VMware VMotion，VMwareHA的系統(tǒng)資源得到自動(dòng)調(diào)節(jié)和充分運(yùn)用，同時(shí)自動(dòng)平衡應(yīng)用系統(tǒng)分配內(nèi)存、CPU的資源，使應(yīng)用系統(tǒng)能夠保持維持其最佳運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)保證不間斷運(yùn)行關(guān)鍵性應(yīng)用系統(tǒng)。

4 更新建議

為了保證順利進(jìn)行整個(gè)遷移過(guò)程，最低限度降低業(yè)務(wù)影響，建議事先對(duì)涉及的服務(wù)器做一次測(cè)試遷移，防止正式遷移時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題。運(yùn)用冷克隆方法把物理服務(wù)器的數(shù)據(jù)克隆到虛擬機(jī)過(guò)程中，冷克隆方式需要服務(wù)器重新啟動(dòng)或者停機(jī)，可能會(huì)影響業(yè)務(wù)，所以建議遷移工作專(zhuān)門(mén)安排在能夠停止服務(wù)的時(shí)間段內(nèi)完成。

針對(duì)部分企事業(yè)單位更新設(shè)備費(fèi)用大、服務(wù)器利用率低、原有機(jī)房狹小、新設(shè)備需要安置等實(shí)際問(wèn)題，解決問(wèn)題時(shí)可以考慮采用VMware虛擬化技術(shù)。通過(guò)對(duì)服務(wù)器虛擬化技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，同時(shí)和企事業(yè)單位的實(shí)際運(yùn)作情況相結(jié)合，提出實(shí)施服務(wù)器虛擬化技術(shù)的系統(tǒng)的整體策略以及可行的分步措施，用以有效、平滑、安全地遷移至虛擬機(jī)，進(jìn)而提高服務(wù)器資源利用率，使服務(wù)器總成本降低。

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