基于華為FusionCompute應(yīng)用服務(wù)器虛擬化管理系統(tǒng)

摘 要：闡述了服務(wù)器虛擬化技術(shù)、虛擬化軟件FusionCompute及其應(yīng)用，并探討了使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)和FusionCompute軟件來(lái)進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)整合的實(shí)現(xiàn)技術(shù)、方案設(shè)計(jì)和操作步驟，對(duì)實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題找出了解決辦法。

關(guān)鍵詞：虛擬化；FusionCompute；系統(tǒng)整合

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言（Introduction）

隨著臺(tái)內(nèi)信息化程度的提高，臺(tái)內(nèi)各項(xiàng)工作也由傳統(tǒng)的手工和紙質(zhì)文檔管理轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒跋到y(tǒng)集成化管理[1]。目前有AD、DHCP、K3、財(cái)務(wù)管理、臺(tái)網(wǎng)站、研發(fā)測(cè)試、ISA等應(yīng)用服務(wù)在線運(yùn)行，臺(tái)內(nèi)機(jī)房服務(wù)器數(shù)量也在近幾年增長(zhǎng)迅速，目前機(jī)房?jī)?nèi)有網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)等設(shè)備數(shù)十臺(tái)，其中服務(wù)器就有30臺(tái)左右。并且還在每年遞增，日趨龐大及復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)在提高臺(tái)內(nèi)運(yùn)作效率及增加效益的同時(shí)，也開(kāi)始出現(xiàn)硬件設(shè)備老化、數(shù)據(jù)丟失及后期維護(hù)成本上升等情況，隨著應(yīng)用服務(wù)的增加，這些問(wèn)題逐漸成為威脅到全臺(tái)運(yùn)營(yíng)的重大信息安全問(wèn)題。

目前全臺(tái)有40%的服務(wù)器設(shè)備處于過(guò)保狀態(tài)，其中30%已經(jīng)接近報(bào)廢狀態(tài)，如圖1所示，只有30%尚在保修期內(nèi)。其目前所有應(yīng)用均為單軌運(yùn)行，即一臺(tái)物理服務(wù)器對(duì)應(yīng)一個(gè)應(yīng)用服務(wù)。現(xiàn)有架構(gòu)容易造成資源浪費(fèi)、維護(hù)成本增加以及缺乏冗余。且當(dāng)某臺(tái)物理服務(wù)器故障時(shí)，無(wú)法保證其應(yīng)用服務(wù)能正常運(yùn)行。

信息化在企業(yè)發(fā)展中面臨挑戰(zhàn)：

（1）如何在高投入產(chǎn)出比情況下實(shí)現(xiàn)核心及中級(jí)邊緣應(yīng)用服務(wù)器的高可靠性。

（2）部署新應(yīng)用系統(tǒng)計(jì)劃，如何做到業(yè)務(wù)快速上線，及時(shí)響應(yīng)市場(chǎng)需求；是否還需要采購(gòu)新的服務(wù)器，如何保證新的服務(wù)器充分利用，避免再次投資。

（3）當(dāng)前機(jī)房服務(wù)器環(huán)境復(fù)雜，IT人員維護(hù)難度太高，同時(shí)服務(wù)器過(guò)大，每年的維保、維護(hù)投入成本、電能消耗成本過(guò)大。

（4）如何規(guī)劃未來(lái)3—5年的IT發(fā)展方向。

2 情況分析（Situation analysis）

故障隱患：

（1）服務(wù)器中已有幾臺(tái)購(gòu)買年限較久、存在硬件故障隱患。

（2）投入浪費(fèi)：若實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高可用，需要利用多臺(tái)服務(wù)器，傳統(tǒng)HA造成硬件資源的浪費(fèi)，成本的大量投入。

（3）拓展性差：目前架構(gòu)服務(wù)器擴(kuò)展性差，同時(shí)未針對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施高可用性，以考慮到傳統(tǒng)方式需要另外采購(gòu)硬件服務(wù)器。

（4）維護(hù)成本：現(xiàn)有的機(jī)器資源緊張，多套系統(tǒng)部署在同臺(tái)主機(jī)上面，若一套系統(tǒng)需要維護(hù)，會(huì)造成多個(gè)應(yīng)用停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

（5）數(shù)據(jù)安全：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、應(yīng)用系統(tǒng)及操作系統(tǒng)無(wú)法在發(fā)生宕機(jī)或?yàn)?zāi)難時(shí)做到快速恢復(fù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)上線、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的快速恢復(fù)。

現(xiàn)狀分析：

18個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行與9臺(tái)物理服務(wù)器上，存在以下問(wèn)題：

（1）單點(diǎn)故障，特別是多應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行與一臺(tái)主機(jī)的情況下。

（2）應(yīng)用系統(tǒng)雙機(jī)困難，首先體現(xiàn)在成本投入。

根據(jù)現(xiàn)行的服務(wù)器資源使用情況，如圖2所示。

圖2 服務(wù)器資源使用情況

Fig.2 Usage situation of server resources

（1）內(nèi)存使用量10.8GB內(nèi)存，磁盤使用量1492GB。

（2）磁盤I/O中，831web與部門級(jí)專用文件共享服務(wù)器，占用最大。

虛擬化[2-4]后，服務(wù)器資源：應(yīng)用系統(tǒng)分開(kāi)后建議分配每虛擬機(jī)4GB，18個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)共需72GB內(nèi)存；即每服務(wù)器配置64GB內(nèi)存；兼顧冗余，建議使用四條16GB內(nèi)存。

存儲(chǔ)資源，應(yīng)用系統(tǒng)OS+數(shù)據(jù)；并建議規(guī)劃3—5年的數(shù)據(jù)增長(zhǎng)，在后期的溝通中我們準(zhǔn)備確定具體的數(shù)據(jù)量；目前建議使用Huawei 5300v3，配置12塊600GB 10kB硬盤做業(yè)務(wù)存儲(chǔ)，12塊2T SATA做其他數(shù)據(jù)備份。

3 方案設(shè)計(jì)（Project design）

各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)主機(jī)都采用FC SAN的體系架構(gòu)連接入單一FC接口存儲(chǔ)，用不同的LUN存放業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

使用底層備份hyperPD將虛擬機(jī)數(shù)據(jù)備份至一臺(tái)DAS或本地大磁盤服務(wù)器上。

使用九臺(tái)物理服務(wù)器、兩臺(tái)FC光纖交換，實(shí)現(xiàn)FC SAN的網(wǎng)絡(luò)冗余，拓?fù)湟?guī)劃圖如圖3所示。

綜合上述硬件資源配置，共需19.19GHzCPU，576GB內(nèi)存。同時(shí)，兼顧資源合理化配置及后期產(chǎn)品性能的預(yù)留及擴(kuò)展。

（1）使用Huawei5300v3存儲(chǔ)，劃分為FC-SAN區(qū)域存儲(chǔ)用來(lái)存放虛擬機(jī)文件。

（2）虛擬化架構(gòu)使用FusionSphere企業(yè)版。

（3）針對(duì)虛擬化層使用HyperPD實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速備份與快速恢復(fù)。

（4）備份機(jī)房進(jìn)行異地的容災(zāi)。

（5）使用趨勢(shì)虛擬化底層病毒及隔離保護(hù)，在服務(wù)器底層保證虛擬化運(yùn)行環(huán)境的可靠性和安全性。

4 虛擬化軟件的架構(gòu)（Infrastructure of virtualization）

FusionSphere虛擬化平臺(tái)主要定位企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域，采用業(yè)界領(lǐng)先的Xen技術(shù)[5]，實(shí)現(xiàn)在開(kāi)源基礎(chǔ)上持續(xù)增強(qiáng)和優(yōu)化，提供完整的虛擬機(jī)生命周期管理功能，充分發(fā)揮Xen的性能和安全方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并利用Intel和AMD的硬件輔助虛擬化技術(shù)，提供關(guān)鍵應(yīng)用對(duì)于高性能、高可靠、安全性和高可適應(yīng)性上的各種虛擬化功能要求。

首先，在基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)層，提供持續(xù)的性能優(yōu)化和增強(qiáng)功能，在計(jì)算虛擬化上的內(nèi)存復(fù)用技術(shù)、GPU虛擬化技術(shù)等滿足用戶對(duì)于性能和體驗(yàn)方面的要求，在存儲(chǔ)虛擬化上的鏈接克隆技術(shù)、快照備份技術(shù)可有效降低硬件采購(gòu)成本，在網(wǎng)絡(luò)虛擬化結(jié)合硬件輔助虛擬化技術(shù)提供SR-IOV網(wǎng)卡直通等技術(shù)，可滿足應(yīng)用對(duì)于高I/O性能的要求。

其次，在應(yīng)用程序服務(wù)層，提供可用性、可維護(hù)性和安全性方面的功能支持，包括提供虛擬機(jī)熱遷移、虛擬機(jī)熱備份和虛擬資源的熱插拔技術(shù)，降低系統(tǒng)計(jì)劃內(nèi)/外宕機(jī)實(shí)際，提高業(yè)務(wù)的連續(xù)性；提供Kbox、Guest OS故障檢測(cè)功能，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性；提供虛擬機(jī)安全加固、VLAN和安全組特性，提高企業(yè)應(yīng)用的安全性保障。

如圖4所示為FusionSphere虛擬化平臺(tái)所有虛擬化特性，可以為企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用整體運(yùn)營(yíng)帶來(lái)顯著的改善。

5 結(jié)論（Conclusion）

虛擬化技術(shù)可有效提升企業(yè)IT運(yùn)維部門工作效率，大幅降低維護(hù)成本，提升企業(yè)IT系統(tǒng)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)安全性。顛覆傳統(tǒng)信息化觀念是未來(lái)企業(yè)信息化新的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 崔婷，劉芳.集成化設(shè)備管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)[J].世

界科技研究與發(fā)展，2011（3）：409-412.

[2] 潘智.服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐[J].柳鋼科技，2014（2）：

36-38.

[3] 趙妮.服務(wù)器虛擬化技術(shù)探析[J].信息通信，2014（4）：114.

[4] 張應(yīng)福.虛擬化技術(shù)的引入與應(yīng)用[J].熱點(diǎn)技術(shù)，2014（2）：34-37.

[5] 高明.構(gòu)建基于XEN技術(shù)的服務(wù)器虛擬化平臺(tái)[J].合作經(jīng)濟(jì)

與科技，2013（8）：124-125.

作者簡(jiǎn)介：

蔡清輝（1985-），女，本科，助理工程師.研究領(lǐng)域：計(jì)算機(jī)科

學(xué)與技術(shù).