基于VMWARE的市縣地震通云平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳昊

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，云計(jì)算應(yīng)用越來越普及。分析了傳統(tǒng)市縣地震服務(wù)平臺系統(tǒng)中存在的缺點(diǎn)及不足，介紹了VMware虛擬化平臺的組成、設(shè)計(jì)架構(gòu)和市縣地震通平臺服務(wù)器需求規(guī)劃。通過實(shí)際虛擬化平臺建設(shè)及應(yīng)用表明，在市縣地震通服務(wù)系統(tǒng)中使用VMware虛擬化技術(shù)，可以極大提高整個(gè)市縣地震通服務(wù)平臺的連續(xù)性，保障市縣地震服務(wù)工作的順利開展，提高整個(gè)市縣地震服務(wù)工作效率。

關(guān)鍵詞：虛擬化技術(shù)；云計(jì)算；VMware；地震應(yīng)急

DOIDOI：10.11907/rjdk.162019

中圖分類號：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）009006203

基金項(xiàng)目基金項(xiàng)目：中國地震局地震研究所所長基金（IS201426146）

作者簡介作者簡介：吳昊（1985-），男，湖北武漢人，碩士，中國地震局地震研究所地震大地測量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工程師，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

0引言

隨著我國地震科學(xué)研究的不斷深入，市縣級地震服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)作為地震科學(xué)研究的重要組成部分，在地震行業(yè)各領(lǐng)域起到舉足輕重的作用。越來越多的服務(wù)器以及存儲設(shè)備的加入，雖然可以臨時(shí)滿足日益增長的業(yè)務(wù)需求，但同時(shí)存在著使用效率低、業(yè)務(wù)靈活性差、業(yè)務(wù)連續(xù)性差、業(yè)務(wù)部署復(fù)雜等缺點(diǎn)[1]。

目前，云計(jì)算及虛擬化技術(shù)不斷發(fā)展，虛擬化平臺大多基于Vmware、Xen、Kvm、Hyper-v等。本文采用VMware服務(wù)器虛擬化技術(shù)，極大降低了市縣地震服務(wù)平臺的硬件成本，同時(shí)提高了服務(wù)器使用效率，解決了傳統(tǒng)物理服務(wù)器難以部署的弊端，為市縣地震服務(wù)工作的順利開展提供了更可靠的保障。

1虛擬化簡介

在軟件系統(tǒng)和服務(wù)器硬件中間加了虛擬化層，將服務(wù)器硬件資源統(tǒng)一為抽象的邏輯資源，虛擬化層共享和動態(tài)分配可用的服務(wù)器物理資源，實(shí)現(xiàn)不同的操作系統(tǒng)實(shí)例在同一臺物理服務(wù)器中運(yùn)行[1]。通過加入虛擬化層，可以使不同硬件配置相對隔離的服務(wù)器從硬件上分離出來，打包成獨(dú)立的、可獨(dú)立運(yùn)行及遷移的虛擬機(jī)，不再受限于服務(wù)器的物理界限，而是讓內(nèi)存、存儲、CPU、網(wǎng)絡(luò)、GPU等硬件變成可動態(tài)分配的資源，從而提高物理服務(wù)器資源的使用率，同時(shí)簡化業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器資源整合，實(shí)現(xiàn)快速變化的IT業(yè)務(wù)適應(yīng)力[2]。

采用虛擬化服務(wù)作為業(yè)務(wù)平臺具備如下特性：①兼容性：虛擬機(jī)兼容目前大部分Windows及Linux操作系統(tǒng)，同時(shí)兼容其上運(yùn)行的所有應(yīng)用程序和設(shè)備驅(qū)動；②獨(dú)立性：運(yùn)行于虛擬化環(huán)境中的各臺虛擬機(jī)，可以共同共享主服務(wù)器的各種系統(tǒng)硬件資源，在虛擬機(jī)中各種應(yīng)用相對于傳統(tǒng)單機(jī)有著更高的業(yè)務(wù)連續(xù)性；③封裝性：虛擬化平臺上運(yùn)行各個(gè)獨(dú)立的虛擬機(jī)，包含了一套完整的虛擬硬件資源以及操作系統(tǒng)及其所有應(yīng)用。在虛擬化平臺中可以方便地移動、復(fù)制所屬的虛擬機(jī)，并將其存儲于任意存儲介質(zhì)中。

虛擬化系統(tǒng)平臺結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2市縣地震通云平臺組成

市縣地震通云平臺系統(tǒng)主要由VMware虛擬化平臺、互聯(lián)網(wǎng)接入、終端指揮平臺、現(xiàn)場管理終端組成[3]，其結(jié)構(gòu)拓?fù)湟?guī)劃如圖2所示。在本文中，主要設(shè)計(jì)任務(wù)為搭建基礎(chǔ)VMware虛擬化服務(wù)環(huán)境，為市縣地震服務(wù)系統(tǒng)提供不間斷的業(yè)務(wù)需求。

VMware vSphere虛擬化平臺主要由ESXi服務(wù)器實(shí)體、vMotion、VMware DRS（Distributed Resource Scheduler）、VMware vCenter Server以及vSphere High Availability （HA）所組成。

（1）VMware ESXi服務(wù)器實(shí)體，VMware vSphere ESXi為實(shí)體的服務(wù)器，在其虛擬層可運(yùn)行不同實(shí)例的虛擬機(jī)、最大限度簡化部署和降低配置要求而設(shè)計(jì)。

（2）VMware vMotion，VMware vSphere vMotion實(shí)現(xiàn)服務(wù)器間虛擬機(jī)間的無縫遷移，從而實(shí)現(xiàn)承載業(yè)務(wù)的連續(xù)性和服務(wù)的零停機(jī)時(shí)間。

（3）VMware DRS，DRS服務(wù)可不間斷的持續(xù)監(jiān)測VMware集群中主機(jī)的資源使用情況，并可以實(shí)時(shí)動態(tài)的分配所需資源給不同的虛擬機(jī)實(shí)例。

（4）VMware vCenter Server，VMware vCenter Server 是VMware vSphere中的一個(gè)集中控制平臺系統(tǒng)，通過集中控制和統(tǒng)一化控制，為vSphere提供為具有可伸縮、可擴(kuò)展、高可用的虛擬化平臺。

（5）vSphere HA、HA在發(fā)生操作系統(tǒng)故障或硬件故障的情況下，其控制器會自動重新啟動所在虛擬機(jī)實(shí)例，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高可用性。

3虛擬化平臺設(shè)計(jì)

市縣地震通數(shù)據(jù)中心虛擬化就是將傳統(tǒng)的物理服務(wù)器之間的隔斷進(jìn)行資源整合，將物理資源轉(zhuǎn)換為邏輯上可直接調(diào)配的資源。在搭建完成虛擬化建設(shè)后，可將各種不同配置的服務(wù)器資源透明地在各種物理平臺間運(yùn)行，通過Vmware虛擬化，實(shí)現(xiàn)資源間的全自動分配。

3.1物理服務(wù)器規(guī)劃

服務(wù)器虛擬化的基本方法，就是一種能夠通過區(qū)分資源的優(yōu)先次序，并隨時(shí)隨地將服務(wù)器資源分配給最需要它們的工作負(fù)載以簡化管理和提高效率[4]，繼而減少為單個(gè)工作負(fù)載峰值而儲備資源的方法[5]。

本設(shè)計(jì)中的虛擬化平臺服務(wù)器采用6臺雙路刀片式式服務(wù)器，并將所有服務(wù)器設(shè)計(jì)在同一個(gè)高可用群集中，集群中的服務(wù)器采用同一型號的中央處理器，以便開啟HA高可用以及vMotion實(shí)時(shí)遷移功能。主要用于支撐數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)以及所有應(yīng)用服務(wù)器業(yè)務(wù)，其中每臺服務(wù)器都擁有6個(gè)千兆以太網(wǎng)口。

3.2虛擬化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

Vmware虛擬化平臺本身包含虛擬化網(wǎng)絡(luò)（vNetwork）功能，其中就包含有以太網(wǎng)卡虛擬化（vNIC）、交換機(jī)虛擬化（vSwitch）、分布式交換機(jī)虛擬化（vDS）以及端口組虛擬化（Port Group）。此外，虛擬化網(wǎng)絡(luò)中還提供3種網(wǎng)絡(luò)模式接口：橋接模式、NAT地址轉(zhuǎn)換模式、Host-only模式。