信息系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)

聶夢(mèng)倢++臧洪國(guó)

摘要：本文選擇目前業(yè)界廣泛支持的VMware技術(shù)作為研究主體，通過對(duì)某信息系統(tǒng)現(xiàn)有硬件資源平臺(tái)現(xiàn)狀展開分析，建立相關(guān)設(shè)計(jì)方案，研究預(yù)估新技術(shù)設(shè)計(jì)后的實(shí)施效果，通過項(xiàng)目方式嘗試性組織虛擬化技術(shù)設(shè)計(jì)和部署，通過對(duì)新系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、核心原理進(jìn)行分析論證，提供相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，測(cè)試驗(yàn)證虛擬化技術(shù)在新平臺(tái)上的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)和新特性，最后得出信息系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的一些先進(jìn)性結(jié)論，結(jié)果證明虛擬化技術(shù)在信息系統(tǒng)新時(shí)代是具有相應(yīng)價(jià)值和先進(jìn)成果的，不過仍然存在一些問題需要進(jìn)一步研究和解決。

關(guān)鍵詞：信息系統(tǒng)；虛擬化；技術(shù)；研究與設(shè)計(jì)

本文選取的研究對(duì)象為某運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)存信息化系統(tǒng)。該系統(tǒng)現(xiàn)狀為PC服務(wù)器設(shè)備老化、過保服務(wù)、故障頻發(fā)、平均負(fù)荷較低，大部分設(shè)備及系統(tǒng)無備機(jī)，存在極大安全隱患；在網(wǎng)的應(yīng)用分配不合理，造成設(shè)備購買數(shù)量大。如何有效整合現(xiàn)有服務(wù)器資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和資源利用率，是建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排所面臨的重要課題；現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)幾乎都基于IT系統(tǒng)獨(dú)立組織，是“煙囪式”的建設(shè)模式，每提出一項(xiàng)新業(yè)務(wù)功能建設(shè)需求，就需要新建一套系統(tǒng)，并單獨(dú)建設(shè)系統(tǒng)硬件設(shè)備、管理模塊及相關(guān)資源，部署網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全策略。隨著業(yè)務(wù)功能需求的持續(xù)增加，業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能及硬件的增多使原有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)日益沉重，資源、數(shù)據(jù)的零散分布等問題也日益凸現(xiàn)。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

基于系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題，為了解決現(xiàn)有系統(tǒng)不足，提高設(shè)備管理水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全、互備、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行方式，結(jié)合對(duì)于虛擬化新技術(shù)的研究和分析，我們發(fā)現(xiàn)虛擬化技術(shù)具有快速響應(yīng)、高可靠性、高可用性和災(zāi)難恢復(fù)的虛擬化架構(gòu)機(jī)制。本次研究通過項(xiàng)目建設(shè)方式，采用VMware虛擬化技術(shù)，通過對(duì)信息系統(tǒng)各類運(yùn)維業(yè)務(wù)平臺(tái)及IT支撐系統(tǒng)服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行整合，縮減服務(wù)器數(shù)量，大幅提升了服務(wù)器利用效率，健全了故障恢復(fù)機(jī)制，從而達(dá)到了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的連續(xù)性、IT設(shè)備的效率提升、精確管理、節(jié)能減排的目標(biāo)。

2主要架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)思想

本文的虛擬化架構(gòu)共設(shè)計(jì)使用32臺(tái)高配置PC服務(wù)器進(jìn)行虛擬化平臺(tái)架構(gòu)軟件的部署，然后在虛擬機(jī)中進(jìn)行不同應(yīng)用程序的安裝和實(shí)施，通過對(duì)現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)所需內(nèi)存、CPU等運(yùn)行資源的計(jì)算分析，計(jì)劃通過虛擬化實(shí)施后進(jìn)行90余個(gè)應(yīng)用的承載實(shí)現(xiàn)。

2.2設(shè)計(jì)方式

虛擬化平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)方式，將虛擬化軟件安裝在各服務(wù)器的本地硬盤上，將虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用程序等安裝在光纖存儲(chǔ)上。

2.3工作原理

在每臺(tái)ESX主機(jī)上創(chuàng)建2-3臺(tái)虛擬機(jī)用于運(yùn)行應(yīng)用程序使ESX主機(jī)的資源高可用，把每臺(tái)ESX主機(jī)加入HA集群為虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序提供快速中斷恢復(fù)和具有成本效益的高可用性，HA 通過在主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)重新啟動(dòng)虛擬機(jī)來為虛擬機(jī)提供基本級(jí)別的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)1臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障由其他服務(wù)器自動(dòng)承載本服務(wù)器上的相關(guān)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)N+1備份。

VMware 容錯(cuò)機(jī)制提供了更高級(jí)別的可用性，允許用戶對(duì)任何虛擬機(jī)進(jìn)行保護(hù)以防止主機(jī)發(fā)生數(shù)據(jù)、事務(wù)或連接丟失等故障。同時(shí)根據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行CPU及內(nèi)存的靈活劃分，實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配。通過遷移原有應(yīng)用程序至新創(chuàng)建的虛擬機(jī)，來實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)的高效性和高可靠性承載，同時(shí)可將原有硬件服務(wù)器利舊用作其他業(yè)務(wù)承載，極大地節(jié)省硬件投資。

3結(jié)論

通過對(duì)90余個(gè)應(yīng)用遷移至32臺(tái)虛擬主機(jī)的嘗試，實(shí)現(xiàn)了信息化相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、高可用性，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用的多機(jī)互備，硬件資源的靈活統(tǒng)一分配，增強(qiáng)了設(shè)備的災(zāi)難抵御能力，強(qiáng)壯了基礎(chǔ)應(yīng)用，節(jié)約了硬件服務(wù)器的大量投入。

實(shí)現(xiàn)了物理機(jī)向虛擬機(jī)應(yīng)用及業(yè)務(wù)的遷移，通過虛擬化服務(wù)器、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的集中管理、自動(dòng)化和調(diào)優(yōu)化，提供了虛擬機(jī)的在線實(shí)時(shí)遷移，增強(qiáng)了服務(wù)器的高可用性。

更少的硬件和維護(hù)費(fèi)用、整合空閑服務(wù)器和存儲(chǔ)資源為新項(xiàng)目重新部署這些資源、提升系統(tǒng)的運(yùn)作效率、性價(jià)比高，持續(xù)的產(chǎn)品環(huán)境、達(dá)到甚至超過每個(gè)CPU，4個(gè)負(fù)載的整合比率、更便宜的硬件和運(yùn)作成本、在服務(wù)器管理方面實(shí)現(xiàn)重大改進(jìn)，包含添加，移動(dòng)，變更，預(yù)制和重置、基礎(chǔ)應(yīng)用將變得更強(qiáng)壯和災(zāi)難抵御能力、改進(jìn)服務(wù)器的管理靈活性、通過零宕機(jī)維護(hù)改善服務(wù)等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境和改進(jìn)安全、災(zāi)難狀態(tài)下，減少恢復(fù)時(shí)間、更少冗余的情況下，確保高可用性、更有效的適應(yīng)動(dòng)態(tài)商業(yè)的需求、高級(jí)備份策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]臧洪國(guó).數(shù)據(jù)庫一體機(jī)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商計(jì)費(fèi)系統(tǒng)轉(zhuǎn)載的應(yīng)用探索，中國(guó)新通信，2015