基于超融合云平臺的高職院校業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移實(shí)踐

關(guān)鍵詞：元計算；業(yè)務(wù)遷移；超融合

中圖法分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1背景介紹

2019年4月13日，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，要求推動教育專用資源向教育大資源轉(zhuǎn)變、提升師生信息技術(shù)應(yīng)用能力向全面提升其信息素養(yǎng)轉(zhuǎn)變、融合應(yīng)用向創(chuàng)新發(fā)展轉(zhuǎn)變，標(biāo)志著教育信息化進(jìn)入全新階段。為適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+職業(yè)教育”的新挑戰(zhàn)新要求，學(xué)校應(yīng)不斷加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，統(tǒng)籌規(guī)劃基于云計算技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施云平臺，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施，支撐全校師生進(jìn)行教學(xué)、科研、社會服務(wù)和創(chuàng)新發(fā)展。

經(jīng)過多年的積極規(guī)劃和投入建設(shè)，學(xué)校的信息化建設(shè)取得了一定的成績，通過“十二五”教育信息化專項(xiàng)建設(shè)，學(xué)校先后建成了IPv6/IPv4雙棧網(wǎng)絡(luò)：實(shí)現(xiàn)了有線全覆蓋與無線部分覆蓋：優(yōu)化了數(shù)據(jù)中心機(jī)房精密空調(diào)、智能UPS、動環(huán)監(jiān)控等運(yùn)行環(huán)境；購置服務(wù)器、存儲等設(shè)備，搭建多套虛擬化集群并對外提供虛擬機(jī)服務(wù)，信息化基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行保障能力顯著加強(qiáng)：數(shù)字化校園體系基本建成，對學(xué)校發(fā)展的助力作用日益明顯。

隨著學(xué)校信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，各類問題也開始逐步凸顯，主要表現(xiàn)在：師生數(shù)量急劇增加以及各類教學(xué)資源建設(shè)、各類網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、各類在線的業(yè)務(wù)需求呈暴發(fā)式增長，對學(xué)校存儲資源、計算資源提出了更高、更多的需求；學(xué)校虛擬化集群設(shè)備購置時間較早、配置不一，各項(xiàng)IT資源指標(biāo)均已接近預(yù)警閾值，新購設(shè)備與老舊設(shè)備互不兼容，導(dǎo)致不同的虛擬化集群獨(dú)立運(yùn)行時無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理：大量超期服役的物理服務(wù)器，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)帶來安全隱患等。這導(dǎo)致學(xué)校信息化資產(chǎn)的運(yùn)維管理難度巨大，后續(xù)發(fā)展的障礙不斷增加，迫切需要通過一體化改造與統(tǒng)一的管理迅速提高運(yùn)維效率，提高IT基礎(chǔ)設(shè)施保障能力。

2019年，學(xué)校建成全新的智能化、模塊化數(shù)據(jù)中心機(jī)房，同年學(xué)校成功人選“中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃”高水平學(xué)校，學(xué)校以機(jī)房搬遷和“雙高”建設(shè)為契機(jī)，經(jīng)過充分調(diào)研論證，建成了基于超融合架構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施云計算管理平臺，并擬定了以“架構(gòu)優(yōu)化、保障業(yè)務(wù)、分步遷移”為基本原則的數(shù)據(jù)中心搬遷計劃；基于全新的超融合云計算平臺，學(xué)校對各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了全面梳理，借助所見即所得的靈活網(wǎng)絡(luò)配置，進(jìn)一步優(yōu)化學(xué)校多個不同業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，借助云計算平臺的異構(gòu)納管優(yōu)勢，最終實(shí)現(xiàn)了將學(xué)校原有虛擬化集群和單獨(dú)物理服務(wù)器內(nèi)所承載的業(yè)務(wù)系統(tǒng)全部遷移至新的超融合云計算平臺：后期學(xué)校還將對原有虛擬化集群服務(wù)器進(jìn)行整合利用，構(gòu)建新的超融合資源池并實(shí)現(xiàn)超融合云計算平臺的統(tǒng)一管理。

2常見的業(yè)務(wù)遷移技術(shù)

結(jié)合超融合云計算平臺的相關(guān)文檔以及學(xué)?，F(xiàn)有主要業(yè)務(wù)類型，可以將全校信息化業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移方式分為以下4種主要方式。

2.1基于云平臺納管的在線遷移

超融合云計算平臺具備針對VMware虛擬化環(huán)境的納管功能，借助納管功能實(shí)現(xiàn)對VMware虛擬化集群在超融合云計算平臺的統(tǒng)一集中管理，然后在超融合云計算平臺完成在線遷移工作，其主要過程如下。

（1）在超融合云計算平臺對已經(jīng)納管的VMware虛擬機(jī)開啟遷移操作。

（2）超融合云計算平臺調(diào)用VMware API在VMware集群生成虛擬機(jī)快照。

（3）超融合云計算平臺自動創(chuàng)建虛擬機(jī)資源，利用CBT技術(shù)通過VMware虛擬機(jī)快照生成完整的鏡像，完成驅(qū)動的注入和格式轉(zhuǎn)換，在超融合云平臺生成全新虛擬機(jī)。

（4）調(diào)用VMware API對VMware虛擬機(jī)進(jìn)行關(guān)機(jī)，利用鏡像將增量數(shù)據(jù)同步超融合云計算平臺新虛擬機(jī)，完成目標(biāo)虛擬機(jī)的創(chuàng)建并自動開機(jī)啟動業(yè)務(wù)。

該方式的特點(diǎn)：①只適用于VMware虛擬化集群：②不需要在源虛擬機(jī)安裝Agent軟件；③業(yè)務(wù)系統(tǒng)不需要停機(jī)，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的基礎(chǔ)上完成遷移。

2.2基于Agent的在線遷移

超融合云計算平臺提供Agent軟件安裝程序，在需要遷移的虛擬機(jī)上安裝Agent代理軟件并進(jìn)行遷移操作，具體操作過程如下。

（1）在需要遷移的虛擬機(jī)上安裝Agent軟件并保證虛擬機(jī)與超融合云平臺網(wǎng)絡(luò)可兼容。

（2）運(yùn)行Agent軟件及選擇超融合集群主控服務(wù)器并輸入主控密碼。

（3）選擇需要遷往的超融合集群主機(jī)及存儲位置，開始遷移。

該方式的特點(diǎn)：①只適用于Windows操作系統(tǒng)的服務(wù)器；②需要安裝Agent軟件；③業(yè)務(wù)系統(tǒng)不需要停機(jī)，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的基礎(chǔ)上完成遷移。

2.3基于文件的在線遷移

在超融合云計算平臺創(chuàng)建對應(yīng)系統(tǒng)類型的目的虛擬機(jī)資源，對目的虛擬機(jī)掛載文件遷移工具，實(shí)現(xiàn)源機(jī)器文件資源的在線遷移。具體操作過程如下。

（1）創(chuàng)建目的虛擬機(jī)，目的虛擬機(jī)從ISO工具啟動。

（2）配置目的虛擬機(jī)臨時網(wǎng)絡(luò)：p2vctrl net$IP $ mask$gateway

（3）配置源端信息：p2vctrl target $ip root$ password

（4）獲取源端信息腳本運(yùn)行：helper.sh target$iproot$password

（5）開始遷移：p2vctrl start

（6）默認(rèn)循環(huán)同步差異數(shù)據(jù)，一直rsync，手動停止。

（7）停止業(yè)務(wù)，在目的虛擬機(jī)另開一個終端或者ssh，輸入命令p2vctrl sync run_cont，停止同步。

該方式的特點(diǎn)：①每一步動作均需要人工介入：②需要提前創(chuàng)建目標(biāo)虛擬機(jī)；③操作步驟煩瑣；④業(yè)務(wù)系統(tǒng)不需要停機(jī)，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性的基礎(chǔ)上完成遷移。

2.4基于ISO鏡像的離線遷移

在需要遷移的服務(wù)器上掛載超融合系統(tǒng)ISO鏡像，借助鏡像自帶的遷移工具進(jìn)行完全遷移，具體操作過程如下。

（1）掛載ISO鏡像，通過ISO鏡像啟動服務(wù)器并選擇遷移工具。

（2）為源服務(wù)器配置IP，實(shí)現(xiàn)與超融合云計算平臺的網(wǎng)絡(luò)互通。

（3）在超融合云計算平臺發(fā)現(xiàn)遷移請求并啟動遷移任務(wù)。

（4）超融合云計算平臺自動完成遷移工作。

該方式的特點(diǎn)：①只適用于所有操作系統(tǒng)的服務(wù)器；②不需要安裝Agent軟件；③業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要停機(jī)，無法保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。

3業(yè)務(wù)遷移流程及方法

3.1遷移測試

為保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移的穩(wěn)定性和安全性，在正式開展遷移工作前，需要針對超融合云計算平臺的遷移功能和系統(tǒng)兼容性進(jìn)行測試驗(yàn)證。結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有的平臺環(huán)境和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的操作系統(tǒng)情況，可以分為VMware虛擬化、OpenStack虛擬化、物理服務(wù)器三種平臺環(huán)境和Windows Server 2008 R2，Windows Server 2012 R2，Redhat Linux 5.8，Redhat Linux 6.5，CentOS 7.8和CentOS 8.2等6款主要操作系統(tǒng)；在三種不同的平臺環(huán)境挑選停用或低重要程度的不同操作系統(tǒng)分別進(jìn)行基于云平臺納管的遷移、基于Agent的在線遷移和基于ISO鏡像的離線遷移操作，均能夠正常實(shí)現(xiàn)遷移功能：針對基于文件的在線遷移操作相對煩瑣，不優(yōu)先采用該方式，故未做相關(guān)測試。

3.2業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)收集

因?yàn)閷W(xué)校業(yè)務(wù)系統(tǒng)眾多，需要遷移的服務(wù)器數(shù)量較多，雖然遷移測試驗(yàn)證能夠滿足學(xué)校業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移的功能實(shí)現(xiàn)，但在遷移前還需要進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)收集，以便對遷移工作進(jìn)行整體評估，從而進(jìn)行遷移方案的制定。業(yè)務(wù)遷移前需要收集的數(shù)據(jù)主要包括硬件與軟件兩個維度。其中，硬件信息主要包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器的CPU核心數(shù)量、內(nèi)存容量及使用率；硬盤容量、硬盤使用率、硬盤數(shù)量及是否有外置存儲；業(yè)務(wù)系統(tǒng)的IP地址，網(wǎng)卡數(shù)量及網(wǎng)絡(luò)配置等內(nèi)容，硬件信息采集匯總后，評估超融合云計算平臺資源容量能否滿足遷移所需要的CPU、內(nèi)存、硬盤容量及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持。軟件信息職業(yè)包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行的操作系統(tǒng)類別、版本號（與內(nèi)核號），中間件類別及版本號，數(shù)據(jù)庫類型及版本號，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各業(yè)務(wù)功能啟停順序、軟件廠商提供的注意事項(xiàng)、不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系等。通過對業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件信息的分析，判斷各個應(yīng)用系統(tǒng)間的依賴關(guān)系，確定遷移依賴關(guān)系、遷移順序和遷移后存儲等信息。

3.3遷移方案制定

結(jié)合前期的遷移測試結(jié)果和數(shù)據(jù)收集，與所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)廠商進(jìn)行充分的溝通確認(rèn)后，編制具體的遷移方案。對方案盡可能地詳盡設(shè)計，包括遷移資源確認(rèn)、遷移前后信息描述、業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移順序安排以及具體的遷移實(shí)施計劃表等內(nèi)容。

針對學(xué)校三種平臺環(huán)境的實(shí)際情況，最終確定了先易后難、先簡單后復(fù)雜的基本原則，首先在超融合云計算平臺開展對VMware虛擬化的納管遷移，該操作僅需要將VMware虛擬化集群接入超融合云計算平臺進(jìn)行統(tǒng)一納管：在超融合云平臺對需要遷移的VMware虛擬機(jī)發(fā)起遷移操作后，平臺會自動為用戶推薦并選中優(yōu)先遷往的集群主機(jī)，然后為虛擬機(jī)選擇需要運(yùn)行的存儲資源池，超融合云平臺會自動完成遷移操作：在實(shí)際遷移工作規(guī)劃過程中，可以優(yōu)先采用該遷移方案，將運(yùn)行在VMware虛擬化集群的大部分業(yè)務(wù)虛擬機(jī)進(jìn)行遷移；在遷移實(shí)施過程中，優(yōu)先選擇業(yè)務(wù)內(nèi)容相對獨(dú)立的單臺虛擬機(jī)，然后對有相互依賴關(guān)系的業(yè)務(wù)系統(tǒng)尤其涉及多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行梳理，再開展遷移工作。

在確認(rèn)VMware虛擬機(jī)遷移的業(yè)務(wù)正常運(yùn)行后，針對OpenStack虛擬機(jī)集群業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行遷移；OpenStack虛擬機(jī)的遷移工作首先開展對運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的遷移：該部分業(yè)務(wù)虛擬機(jī)采用基于Agent的在線遷移方式，在虛擬機(jī)上安裝遷移Agent軟件并連接超融合云計算平臺，Agent軟件發(fā)起遷移任務(wù)后，在超融合云計算平臺界面能夠看到Agent發(fā)起的遷移請求，點(diǎn)擊“同意”后可開始遷移操作。Linux虛擬機(jī)須借助超融合云平臺底層安裝鏡像中攜帶的遷移工具進(jìn)行離線遷移；在OpenStack虛擬機(jī)集群對Linux系統(tǒng)虛機(jī)掛載ISO鏡像并通過鏡像啟動，選擇鏡像中的遷移工具，配置lP地址與超融合云計算平臺網(wǎng)絡(luò)互通，后續(xù)在超融合云平臺發(fā)現(xiàn)并正式啟動遷移工作；針對以上兩個虛擬化集群以外的物理服務(wù)器，均可采用Agent軟件在線遷移或者ISO鏡像離線遷移方式完成：針對少量特殊業(yè)務(wù)系統(tǒng)，則需要采用基于文件的遷移方式完成業(yè)務(wù)遷移工作。

3.4遷移實(shí)施與業(yè)務(wù)驗(yàn)證

遷移實(shí)施與業(yè)務(wù)驗(yàn)證更多的是一個組織協(xié)調(diào)的過程，在遷移實(shí)施前應(yīng)協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)系統(tǒng)相關(guān)人員準(zhǔn)備就緒，包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)維管控人員、業(yè)務(wù)系統(tǒng)廠商技術(shù)人員、超融合云計算平臺管理人員、網(wǎng)絡(luò)管理人員等；在業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移前，對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份.以防遷移過程中發(fā)生意外：在確認(rèn)各方均滿足遷移條件的情況下開展遷移操作，遷移過程中須嚴(yán)格按照遷移方案進(jìn)行。

業(yè)務(wù)遷移完成后，須由業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理人員會同業(yè)務(wù)系統(tǒng)廠商技術(shù)人員對遷移后的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行充分測試和驗(yàn)證，測試遷移后的業(yè)務(wù)系統(tǒng)功能是否正常、性能和穩(wěn)定性是否正常，對存在的問題進(jìn)行研判和優(yōu)化調(diào)整，在保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)完全正常后，進(jìn)行業(yè)務(wù)切換并正式上線操作。

4結(jié)束語

基于超融合云平臺的業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移包括基于云平臺納管遷移、基于Agent的在線遷移、基于文件的在線遷移以及基于ISO鏡像的離線遷移等四種主要遷移方式；學(xué)校以“雙高”建設(shè)為契機(jī)，持續(xù)推進(jìn)信息化建設(shè)，搭建了滿足學(xué)校業(yè)務(wù)發(fā)展需要的超融合云計算平臺，通過遷移測試、數(shù)據(jù)收集、方案制定、遷移實(shí)施和業(yè)務(wù)驗(yàn)證等步驟完成了學(xué)校眾多業(yè)務(wù)系統(tǒng)和服務(wù)器的遷移工作，全面支撐了學(xué)校的信息化需求，在未來將繼續(xù)為學(xué)校數(shù)字化轉(zhuǎn)型和業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)提供充分的基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行保障。

作者簡介：

張光華（1986—），碩士，工程師，研究方向：高校信息化建設(shè)管理、計算機(jī)算法、現(xiàn)代教育技術(shù)等。