IBM小型機(jī)虛擬化技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

摘要：虛擬化是當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿。在應(yīng)用虛擬化技術(shù)之前，服務(wù)器對(duì)資源的使用均為獨(dú)占方式。隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，服務(wù)器數(shù)量會(huì)急劇上升，這將消耗大量電力和機(jī)房空間，使系統(tǒng)管理變得復(fù)雜，因此，虛擬化勢(shì)在必行。文章基于IBM小型機(jī)虛擬化技術(shù)關(guān)鍵，描述了IBM小型機(jī)虛擬化實(shí)施過(guò)程中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與關(guān)鍵的操作步驟，提出了實(shí)施小型機(jī)虛擬化的成效及新問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：IBM小型機(jī)；虛擬化技術(shù)；信息技術(shù)；服務(wù)器

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）30-0035-02

1 服務(wù)器虛擬化概述

當(dāng)前虛擬化技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的熱門話題，在應(yīng)用虛擬化技術(shù)之前，服務(wù)器對(duì)資源的使用均為獨(dú)占方式。隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，服務(wù)器數(shù)量會(huì)急劇上升，消耗大量電力、機(jī)房空間，使系統(tǒng)管理變得復(fù)雜，并且資源利用率很低，造成很大浪費(fèi)。因此，虛擬化勢(shì)在必行。

2 IBM小型機(jī)虛擬化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

2.1 虛擬化環(huán)境及規(guī)劃設(shè)計(jì)

采用現(xiàn)有的兩臺(tái)P6 550小型機(jī)作為服務(wù)器硬件平臺(tái)。每臺(tái)小機(jī)基本配置：2*Power6 CPU、16G內(nèi)存、兩張光纖以太網(wǎng)卡、兩張光纖通道卡、內(nèi)置硬盤270G、外接存儲(chǔ)300G。一臺(tái)HMC硬件管理控制臺(tái)（V7R7.1.0.2）。

2.2 微分區(qū)設(shè)計(jì)

2.2.1 分區(qū)規(guī)劃：設(shè)計(jì)四個(gè)client分區(qū)，用作信息系統(tǒng)的備用平臺(tái)及培訓(xùn)環(huán)境平臺(tái)；一個(gè)VIO server分區(qū)。其中client分區(qū)分別是業(yè)務(wù)分區(qū)（生產(chǎn)系統(tǒng)分區(qū)sc和營(yíng)銷系統(tǒng)分區(qū)yx）和培訓(xùn)分區(qū)（px1和px2）。

2.2.2 CPU與內(nèi)存設(shè)計(jì)：業(yè)務(wù)分區(qū)按照兩個(gè)分區(qū)同時(shí)運(yùn)行時(shí)所需CPU及內(nèi)存資源設(shè)計(jì)期望值（desire）；共享方式采用非受限模式（uncapped），相當(dāng)于在這臺(tái)物理機(jī)器里建立共享處理器池（SPP），然后使客戶分區(qū)可以使用這些處理器，確?？蛻舴謪^(qū)在滿足了CPU期望資源情況下，還能獲得共享處理器池中的空閑CPU

資源。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)設(shè)計(jì)：所有分區(qū)分別劃于各自系統(tǒng)所屬網(wǎng)段；兩個(gè)業(yè)務(wù)分區(qū)的rootvg使用本地硬盤空間，ora_vg主要用于安裝數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，使用存儲(chǔ)磁盤空間，兩個(gè)培訓(xùn)分區(qū)rootvg使用存儲(chǔ)空間。

2.3 VIO server的設(shè)計(jì)

2.3.1 共享磁盤與虛擬適配器設(shè)計(jì)：共享存儲(chǔ)是通過(guò)在VIOS分區(qū)中設(shè)置虛擬SCSI適配卡vhost，然后把VIOS分區(qū)中的lv或磁盤映射給vhost，vhost對(duì)應(yīng)到其他客戶分區(qū)就是一塊SCSI卡，可以供其他客戶分區(qū)使用。每個(gè)LV影射到不同的客戶分區(qū)?？蛻舴謪^(qū)會(huì)將這些LV視為常規(guī)的SCSI磁盤。在VIOS分區(qū)中將本地硬盤rootvg（270G）劃分出兩個(gè)邏輯卷（lv），各50G作為客戶分區(qū)的rootvg，每個(gè)邏輯卷按設(shè)計(jì)影射一個(gè)vhost。例如，sc分區(qū)的rootvg應(yīng)用的是VIOS分區(qū)的vhost1，而vhost1影射名為sc_rootvg的邏輯卷，在sc分區(qū)看來(lái)大小為50G的邏輯卷sc_rootvg只是一個(gè)常規(guī)的SCSI磁盤。

2.3.2 VIOS分區(qū)與客戶分區(qū)虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)：VIOS分區(qū)創(chuàng)建虛擬SCSI適配器，其中SCSI id 100的適配器用于映射服務(wù)器光驅(qū)設(shè)備cd0；保留作用的虛擬適配器可用于信息系統(tǒng)主備系統(tǒng)切換時(shí)，掛接生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)境的存儲(chǔ)磁盤空間；客戶分區(qū)中分別有一個(gè)虛擬SCSI適配器用于映射服務(wù)器光驅(qū)。其中sc、yx兩個(gè)客戶分區(qū)分別創(chuàng)建7個(gè)虛擬SCSI適配器，其中兩個(gè)適配器分別用于映射server分區(qū)中sc_rootvg、sc_oravg和yx_rootvg、yx_oravg，其余保留適配器用于映射server分區(qū)的存儲(chǔ)掛接空間。以VIO server和sc分區(qū)為例，虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)詳見(jiàn)表1所示，其他分區(qū)的虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)類似。

2.3.3 虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器設(shè)計(jì)：在VIOS分區(qū)中創(chuàng)建ent2和ent3兩個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器，其中ent2作為默認(rèn)虛擬接口，ent3作保留；在每個(gè)客戶分區(qū)創(chuàng)建兩個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器ent0和ent1，其中ent0用于外連網(wǎng)絡(luò)接口，ent1保留；為了提高物理網(wǎng)卡帶寬，在VIOS中將兩個(gè)物理適配器ent0和ent1作以太網(wǎng)隧道（ethernet_channel）綁定，此時(shí)VIOS會(huì)生動(dòng)生成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器，這里就是ent4。我們這里設(shè)計(jì)將虛擬適配器ent2和聚合接口ent4作關(guān)聯(lián)，VIOS會(huì)自動(dòng)生成SEA（共享以太網(wǎng)適配器）設(shè)備，這里就是生成了ent5。

2.3.4 虛擬LAN設(shè)計(jì)：物理網(wǎng)卡通過(guò)SEA映射到共享虛擬網(wǎng)卡，通過(guò)虛擬LAN和各個(gè)分區(qū)連通，同時(shí)使得各個(gè)分區(qū)可以通過(guò)共享虛擬網(wǎng)卡的橋接與外界聯(lián)系。在VIOS分區(qū)中將虛擬適配器ent2設(shè)置成IEEE 802.1q兼容適配器及訪問(wèn)外部網(wǎng)，允許通過(guò)的VLAN中加入客戶分區(qū)所屬的VLAN；在各個(gè)客戶分區(qū)中將ent0的VLAN標(biāo)識(shí)設(shè)置為各自VLAN號(hào)。

2.4 虛擬化實(shí)施操作過(guò)程

2.4.1 根據(jù)虛擬化規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過(guò)HMC創(chuàng)建VIOS分區(qū)及各客戶分區(qū)，在分區(qū)概要文件中配置處理器、內(nèi)存、I/O、虛擬適配器等參數(shù)。

2.4.2 建立VIOS分區(qū)與客戶分區(qū)vSCSI影射關(guān)系。圖1中左圖是VIOS分區(qū)的虛擬適配器配置，右圖中顯示yx分區(qū)中適配器標(biāo)識(shí)為10，4，5的vSCSI影射至VIOS分區(qū)適配器標(biāo)識(shí)為100、121、122的vSCSI。其他客戶分區(qū)與VIOS分區(qū)有類似的虛擬適配器影射關(guān)系。

2.4.3 在VIOS中創(chuàng)建需要共享的邏輯卷，建立vSCSI與邏輯卷的影射關(guān)系；將兩張物理網(wǎng)卡ent0和ent1作ethernet_channel綁定，將聚合網(wǎng)卡后生成的ent4與虛擬網(wǎng)卡ent2勾連生成SEA網(wǎng)卡ent5，并可在ent5中配置ip地址便于遠(yuǎn)程訪問(wèn)VIOS分區(qū)的管理；在SEA中創(chuàng)建客戶分區(qū)vlan。

2.4.4 啟動(dòng)客戶分區(qū)，安裝操作系統(tǒng)。由于虛擬設(shè)備由VIOS分區(qū)激活提供，所以必須保持VIOS分區(qū)處于運(yùn)行狀態(tài)。

3 虛擬化實(shí)施后成效

實(shí)施IBM小型機(jī)虛擬化后，為核心信息系統(tǒng)提供了靈活的備用平臺(tái)支持。同時(shí)，配合已建成的IBM SVC存儲(chǔ)虛擬化，可以組建一個(gè)比較完整的災(zāi)備系統(tǒng)，提高信息系統(tǒng)可用性；小型機(jī)虛擬化的實(shí)施，提供了完善的AIX操作系統(tǒng)的培訓(xùn)環(huán)境及系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境。

4 虛擬化后需要考慮的問(wèn)題

系統(tǒng)監(jiān)控手段會(huì)發(fā)生變化，使用微分區(qū)之前CPU的使用率最多為100%，但在uncapped模式下的CPU使用率監(jiān)控，必須結(jié)合虛擬CPU個(gè)數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)定制CPU監(jiān)控閥值；系統(tǒng)故障時(shí)影響面擴(kuò)大，沒(méi)有實(shí)施虛擬化時(shí)，每臺(tái)物理機(jī)器上可能只運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)，發(fā)生宕機(jī)事件，影響面很有限；實(shí)施虛擬化之后，每臺(tái)物理機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)分區(qū)系統(tǒng)，故障的影響面存在擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要充分地評(píng)估及技術(shù)控制措施；系統(tǒng)管理復(fù)雜度會(huì)增加，原有資源是獨(dú)占方式，雖然有所浪費(fèi)，但管理起來(lái)簡(jiǎn)單。當(dāng)大量業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行在同一物理機(jī)器、同一張網(wǎng)卡、光纖卡上，進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，就需要考慮更多風(fēng)險(xiǎn)因素。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于IBM小型機(jī)，虛擬化的核心技術(shù)是PowerVM，它涉及了諸多技術(shù)，不必一步到位全部使用，我們應(yīng)根據(jù)企業(yè)對(duì)于虛擬化的實(shí)際應(yīng)用需求，有選擇地、分步驟地實(shí)施PowerVM的一些高級(jí)應(yīng)用特性，如高可靠性的雙VIOS部署方式或I/O性能更好的NPIV及IVE技術(shù)，讓虛擬化技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益。

作者簡(jiǎn)介：李捷（1982-），男，廣東韶關(guān)人，廣東電網(wǎng)公司韶關(guān)供電局工程師，研究方向：信息系統(tǒng)運(yùn)維、信息安全管理。endprint

摘要：虛擬化是當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿。在應(yīng)用虛擬化技術(shù)之前，服務(wù)器對(duì)資源的使用均為獨(dú)占方式。隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，服務(wù)器數(shù)量會(huì)急劇上升，這將消耗大量電力和機(jī)房空間，使系統(tǒng)管理變得復(fù)雜，因此，虛擬化勢(shì)在必行。文章基于IBM小型機(jī)虛擬化技術(shù)關(guān)鍵，描述了IBM小型機(jī)虛擬化實(shí)施過(guò)程中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與關(guān)鍵的操作步驟，提出了實(shí)施小型機(jī)虛擬化的成效及新問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：IBM小型機(jī)；虛擬化技術(shù)；信息技術(shù)；服務(wù)器

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）30-0035-02

1 服務(wù)器虛擬化概述

當(dāng)前虛擬化技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的熱門話題，在應(yīng)用虛擬化技術(shù)之前，服務(wù)器對(duì)資源的使用均為獨(dú)占方式。隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，服務(wù)器數(shù)量會(huì)急劇上升，消耗大量電力、機(jī)房空間，使系統(tǒng)管理變得復(fù)雜，并且資源利用率很低，造成很大浪費(fèi)。因此，虛擬化勢(shì)在必行。

2 IBM小型機(jī)虛擬化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

2.1 虛擬化環(huán)境及規(guī)劃設(shè)計(jì)

采用現(xiàn)有的兩臺(tái)P6 550小型機(jī)作為服務(wù)器硬件平臺(tái)。每臺(tái)小機(jī)基本配置：2*Power6 CPU、16G內(nèi)存、兩張光纖以太網(wǎng)卡、兩張光纖通道卡、內(nèi)置硬盤270G、外接存儲(chǔ)300G。一臺(tái)HMC硬件管理控制臺(tái)（V7R7.1.0.2）。

2.2 微分區(qū)設(shè)計(jì)

2.2.1 分區(qū)規(guī)劃：設(shè)計(jì)四個(gè)client分區(qū)，用作信息系統(tǒng)的備用平臺(tái)及培訓(xùn)環(huán)境平臺(tái)；一個(gè)VIO server分區(qū)。其中client分區(qū)分別是業(yè)務(wù)分區(qū)（生產(chǎn)系統(tǒng)分區(qū)sc和營(yíng)銷系統(tǒng)分區(qū)yx）和培訓(xùn)分區(qū)（px1和px2）。

2.2.2 CPU與內(nèi)存設(shè)計(jì)：業(yè)務(wù)分區(qū)按照兩個(gè)分區(qū)同時(shí)運(yùn)行時(shí)所需CPU及內(nèi)存資源設(shè)計(jì)期望值（desire）；共享方式采用非受限模式（uncapped），相當(dāng)于在這臺(tái)物理機(jī)器里建立共享處理器池（SPP），然后使客戶分區(qū)可以使用這些處理器，確?？蛻舴謪^(qū)在滿足了CPU期望資源情況下，還能獲得共享處理器池中的空閑CPU

資源。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)設(shè)計(jì)：所有分區(qū)分別劃于各自系統(tǒng)所屬網(wǎng)段；兩個(gè)業(yè)務(wù)分區(qū)的rootvg使用本地硬盤空間，ora_vg主要用于安裝數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，使用存儲(chǔ)磁盤空間，兩個(gè)培訓(xùn)分區(qū)rootvg使用存儲(chǔ)空間。

2.3 VIO server的設(shè)計(jì)

2.3.1 共享磁盤與虛擬適配器設(shè)計(jì)：共享存儲(chǔ)是通過(guò)在VIOS分區(qū)中設(shè)置虛擬SCSI適配卡vhost，然后把VIOS分區(qū)中的lv或磁盤映射給vhost，vhost對(duì)應(yīng)到其他客戶分區(qū)就是一塊SCSI卡，可以供其他客戶分區(qū)使用。每個(gè)LV影射到不同的客戶分區(qū)?？蛻舴謪^(qū)會(huì)將這些LV視為常規(guī)的SCSI磁盤。在VIOS分區(qū)中將本地硬盤rootvg（270G）劃分出兩個(gè)邏輯卷（lv），各50G作為客戶分區(qū)的rootvg，每個(gè)邏輯卷按設(shè)計(jì)影射一個(gè)vhost。例如，sc分區(qū)的rootvg應(yīng)用的是VIOS分區(qū)的vhost1，而vhost1影射名為sc_rootvg的邏輯卷，在sc分區(qū)看來(lái)大小為50G的邏輯卷sc_rootvg只是一個(gè)常規(guī)的SCSI磁盤。

2.3.2 VIOS分區(qū)與客戶分區(qū)虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)：VIOS分區(qū)創(chuàng)建虛擬SCSI適配器，其中SCSI id 100的適配器用于映射服務(wù)器光驅(qū)設(shè)備cd0；保留作用的虛擬適配器可用于信息系統(tǒng)主備系統(tǒng)切換時(shí)，掛接生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)境的存儲(chǔ)磁盤空間；客戶分區(qū)中分別有一個(gè)虛擬SCSI適配器用于映射服務(wù)器光驅(qū)。其中sc、yx兩個(gè)客戶分區(qū)分別創(chuàng)建7個(gè)虛擬SCSI適配器，其中兩個(gè)適配器分別用于映射server分區(qū)中sc_rootvg、sc_oravg和yx_rootvg、yx_oravg，其余保留適配器用于映射server分區(qū)的存儲(chǔ)掛接空間。以VIO server和sc分區(qū)為例，虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)詳見(jiàn)表1所示，其他分區(qū)的虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)類似。

2.3.3 虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器設(shè)計(jì)：在VIOS分區(qū)中創(chuàng)建ent2和ent3兩個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器，其中ent2作為默認(rèn)虛擬接口，ent3作保留；在每個(gè)客戶分區(qū)創(chuàng)建兩個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器ent0和ent1，其中ent0用于外連網(wǎng)絡(luò)接口，ent1保留；為了提高物理網(wǎng)卡帶寬，在VIOS中將兩個(gè)物理適配器ent0和ent1作以太網(wǎng)隧道（ethernet_channel）綁定，此時(shí)VIOS會(huì)生動(dòng)生成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器，這里就是ent4。我們這里設(shè)計(jì)將虛擬適配器ent2和聚合接口ent4作關(guān)聯(lián)，VIOS會(huì)自動(dòng)生成SEA（共享以太網(wǎng)適配器）設(shè)備，這里就是生成了ent5。

2.3.4 虛擬LAN設(shè)計(jì)：物理網(wǎng)卡通過(guò)SEA映射到共享虛擬網(wǎng)卡，通過(guò)虛擬LAN和各個(gè)分區(qū)連通，同時(shí)使得各個(gè)分區(qū)可以通過(guò)共享虛擬網(wǎng)卡的橋接與外界聯(lián)系。在VIOS分區(qū)中將虛擬適配器ent2設(shè)置成IEEE 802.1q兼容適配器及訪問(wèn)外部網(wǎng)，允許通過(guò)的VLAN中加入客戶分區(qū)所屬的VLAN；在各個(gè)客戶分區(qū)中將ent0的VLAN標(biāo)識(shí)設(shè)置為各自VLAN號(hào)。

2.4 虛擬化實(shí)施操作過(guò)程

2.4.1 根據(jù)虛擬化規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過(guò)HMC創(chuàng)建VIOS分區(qū)及各客戶分區(qū)，在分區(qū)概要文件中配置處理器、內(nèi)存、I/O、虛擬適配器等參數(shù)。

2.4.2 建立VIOS分區(qū)與客戶分區(qū)vSCSI影射關(guān)系。圖1中左圖是VIOS分區(qū)的虛擬適配器配置，右圖中顯示yx分區(qū)中適配器標(biāo)識(shí)為10，4，5的vSCSI影射至VIOS分區(qū)適配器標(biāo)識(shí)為100、121、122的vSCSI。其他客戶分區(qū)與VIOS分區(qū)有類似的虛擬適配器影射關(guān)系。

2.4.3 在VIOS中創(chuàng)建需要共享的邏輯卷，建立vSCSI與邏輯卷的影射關(guān)系；將兩張物理網(wǎng)卡ent0和ent1作ethernet_channel綁定，將聚合網(wǎng)卡后生成的ent4與虛擬網(wǎng)卡ent2勾連生成SEA網(wǎng)卡ent5，并可在ent5中配置ip地址便于遠(yuǎn)程訪問(wèn)VIOS分區(qū)的管理；在SEA中創(chuàng)建客戶分區(qū)vlan。

2.4.4 啟動(dòng)客戶分區(qū)，安裝操作系統(tǒng)。由于虛擬設(shè)備由VIOS分區(qū)激活提供，所以必須保持VIOS分區(qū)處于運(yùn)行狀態(tài)。

3 虛擬化實(shí)施后成效

實(shí)施IBM小型機(jī)虛擬化后，為核心信息系統(tǒng)提供了靈活的備用平臺(tái)支持。同時(shí)，配合已建成的IBM SVC存儲(chǔ)虛擬化，可以組建一個(gè)比較完整的災(zāi)備系統(tǒng)，提高信息系統(tǒng)可用性；小型機(jī)虛擬化的實(shí)施，提供了完善的AIX操作系統(tǒng)的培訓(xùn)環(huán)境及系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境。

4 虛擬化后需要考慮的問(wèn)題

系統(tǒng)監(jiān)控手段會(huì)發(fā)生變化，使用微分區(qū)之前CPU的使用率最多為100%，但在uncapped模式下的CPU使用率監(jiān)控，必須結(jié)合虛擬CPU個(gè)數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)定制CPU監(jiān)控閥值；系統(tǒng)故障時(shí)影響面擴(kuò)大，沒(méi)有實(shí)施虛擬化時(shí)，每臺(tái)物理機(jī)器上可能只運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)，發(fā)生宕機(jī)事件，影響面很有限；實(shí)施虛擬化之后，每臺(tái)物理機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)分區(qū)系統(tǒng)，故障的影響面存在擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要充分地評(píng)估及技術(shù)控制措施；系統(tǒng)管理復(fù)雜度會(huì)增加，原有資源是獨(dú)占方式，雖然有所浪費(fèi)，但管理起來(lái)簡(jiǎn)單。當(dāng)大量業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行在同一物理機(jī)器、同一張網(wǎng)卡、光纖卡上，進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，就需要考慮更多風(fēng)險(xiǎn)因素。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于IBM小型機(jī)，虛擬化的核心技術(shù)是PowerVM，它涉及了諸多技術(shù)，不必一步到位全部使用，我們應(yīng)根據(jù)企業(yè)對(duì)于虛擬化的實(shí)際應(yīng)用需求，有選擇地、分步驟地實(shí)施PowerVM的一些高級(jí)應(yīng)用特性，如高可靠性的雙VIOS部署方式或I/O性能更好的NPIV及IVE技術(shù)，讓虛擬化技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益。

作者簡(jiǎn)介：李捷（1982-），男，廣東韶關(guān)人，廣東電網(wǎng)公司韶關(guān)供電局工程師，研究方向：信息系統(tǒng)運(yùn)維、信息安全管理。endprint

摘要：虛擬化是當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和技術(shù)前沿。在應(yīng)用虛擬化技術(shù)之前，服務(wù)器對(duì)資源的使用均為獨(dú)占方式。隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，服務(wù)器數(shù)量會(huì)急劇上升，這將消耗大量電力和機(jī)房空間，使系統(tǒng)管理變得復(fù)雜，因此，虛擬化勢(shì)在必行。文章基于IBM小型機(jī)虛擬化技術(shù)關(guān)鍵，描述了IBM小型機(jī)虛擬化實(shí)施過(guò)程中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與關(guān)鍵的操作步驟，提出了實(shí)施小型機(jī)虛擬化的成效及新問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：IBM小型機(jī)；虛擬化技術(shù)；信息技術(shù)；服務(wù)器

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）30-0035-02

1 服務(wù)器虛擬化概述

當(dāng)前虛擬化技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的熱門話題，在應(yīng)用虛擬化技術(shù)之前，服務(wù)器對(duì)資源的使用均為獨(dú)占方式。隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，服務(wù)器數(shù)量會(huì)急劇上升，消耗大量電力、機(jī)房空間，使系統(tǒng)管理變得復(fù)雜，并且資源利用率很低，造成很大浪費(fèi)。因此，虛擬化勢(shì)在必行。

2 IBM小型機(jī)虛擬化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

2.1 虛擬化環(huán)境及規(guī)劃設(shè)計(jì)

采用現(xiàn)有的兩臺(tái)P6 550小型機(jī)作為服務(wù)器硬件平臺(tái)。每臺(tái)小機(jī)基本配置：2*Power6 CPU、16G內(nèi)存、兩張光纖以太網(wǎng)卡、兩張光纖通道卡、內(nèi)置硬盤270G、外接存儲(chǔ)300G。一臺(tái)HMC硬件管理控制臺(tái)（V7R7.1.0.2）。

2.2 微分區(qū)設(shè)計(jì)

2.2.1 分區(qū)規(guī)劃：設(shè)計(jì)四個(gè)client分區(qū)，用作信息系統(tǒng)的備用平臺(tái)及培訓(xùn)環(huán)境平臺(tái)；一個(gè)VIO server分區(qū)。其中client分區(qū)分別是業(yè)務(wù)分區(qū)（生產(chǎn)系統(tǒng)分區(qū)sc和營(yíng)銷系統(tǒng)分區(qū)yx）和培訓(xùn)分區(qū)（px1和px2）。

2.2.2 CPU與內(nèi)存設(shè)計(jì)：業(yè)務(wù)分區(qū)按照兩個(gè)分區(qū)同時(shí)運(yùn)行時(shí)所需CPU及內(nèi)存資源設(shè)計(jì)期望值（desire）；共享方式采用非受限模式（uncapped），相當(dāng)于在這臺(tái)物理機(jī)器里建立共享處理器池（SPP），然后使客戶分區(qū)可以使用這些處理器，確?？蛻舴謪^(qū)在滿足了CPU期望資源情況下，還能獲得共享處理器池中的空閑CPU

資源。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)設(shè)計(jì)：所有分區(qū)分別劃于各自系統(tǒng)所屬網(wǎng)段；兩個(gè)業(yè)務(wù)分區(qū)的rootvg使用本地硬盤空間，ora_vg主要用于安裝數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，使用存儲(chǔ)磁盤空間，兩個(gè)培訓(xùn)分區(qū)rootvg使用存儲(chǔ)空間。

2.3 VIO server的設(shè)計(jì)

2.3.1 共享磁盤與虛擬適配器設(shè)計(jì)：共享存儲(chǔ)是通過(guò)在VIOS分區(qū)中設(shè)置虛擬SCSI適配卡vhost，然后把VIOS分區(qū)中的lv或磁盤映射給vhost，vhost對(duì)應(yīng)到其他客戶分區(qū)就是一塊SCSI卡，可以供其他客戶分區(qū)使用。每個(gè)LV影射到不同的客戶分區(qū)?？蛻舴謪^(qū)會(huì)將這些LV視為常規(guī)的SCSI磁盤。在VIOS分區(qū)中將本地硬盤rootvg（270G）劃分出兩個(gè)邏輯卷（lv），各50G作為客戶分區(qū)的rootvg，每個(gè)邏輯卷按設(shè)計(jì)影射一個(gè)vhost。例如，sc分區(qū)的rootvg應(yīng)用的是VIOS分區(qū)的vhost1，而vhost1影射名為sc_rootvg的邏輯卷，在sc分區(qū)看來(lái)大小為50G的邏輯卷sc_rootvg只是一個(gè)常規(guī)的SCSI磁盤。

2.3.2 VIOS分區(qū)與客戶分區(qū)虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)：VIOS分區(qū)創(chuàng)建虛擬SCSI適配器，其中SCSI id 100的適配器用于映射服務(wù)器光驅(qū)設(shè)備cd0；保留作用的虛擬適配器可用于信息系統(tǒng)主備系統(tǒng)切換時(shí)，掛接生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)境的存儲(chǔ)磁盤空間；客戶分區(qū)中分別有一個(gè)虛擬SCSI適配器用于映射服務(wù)器光驅(qū)。其中sc、yx兩個(gè)客戶分區(qū)分別創(chuàng)建7個(gè)虛擬SCSI適配器，其中兩個(gè)適配器分別用于映射server分區(qū)中sc_rootvg、sc_oravg和yx_rootvg、yx_oravg，其余保留適配器用于映射server分區(qū)的存儲(chǔ)掛接空間。以VIO server和sc分區(qū)為例，虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)詳見(jiàn)表1所示，其他分區(qū)的虛擬SCSI適配器設(shè)計(jì)類似。

2.3.3 虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器設(shè)計(jì)：在VIOS分區(qū)中創(chuàng)建ent2和ent3兩個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器，其中ent2作為默認(rèn)虛擬接口，ent3作保留；在每個(gè)客戶分區(qū)創(chuàng)建兩個(gè)虛擬網(wǎng)絡(luò)適配器ent0和ent1，其中ent0用于外連網(wǎng)絡(luò)接口，ent1保留；為了提高物理網(wǎng)卡帶寬，在VIOS中將兩個(gè)物理適配器ent0和ent1作以太網(wǎng)隧道（ethernet_channel）綁定，此時(shí)VIOS會(huì)生動(dòng)生成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)適配器，這里就是ent4。我們這里設(shè)計(jì)將虛擬適配器ent2和聚合接口ent4作關(guān)聯(lián)，VIOS會(huì)自動(dòng)生成SEA（共享以太網(wǎng)適配器）設(shè)備，這里就是生成了ent5。

2.3.4 虛擬LAN設(shè)計(jì)：物理網(wǎng)卡通過(guò)SEA映射到共享虛擬網(wǎng)卡，通過(guò)虛擬LAN和各個(gè)分區(qū)連通，同時(shí)使得各個(gè)分區(qū)可以通過(guò)共享虛擬網(wǎng)卡的橋接與外界聯(lián)系。在VIOS分區(qū)中將虛擬適配器ent2設(shè)置成IEEE 802.1q兼容適配器及訪問(wèn)外部網(wǎng)，允許通過(guò)的VLAN中加入客戶分區(qū)所屬的VLAN；在各個(gè)客戶分區(qū)中將ent0的VLAN標(biāo)識(shí)設(shè)置為各自VLAN號(hào)。

2.4 虛擬化實(shí)施操作過(guò)程

2.4.1 根據(jù)虛擬化規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過(guò)HMC創(chuàng)建VIOS分區(qū)及各客戶分區(qū)，在分區(qū)概要文件中配置處理器、內(nèi)存、I/O、虛擬適配器等參數(shù)。

2.4.2 建立VIOS分區(qū)與客戶分區(qū)vSCSI影射關(guān)系。圖1中左圖是VIOS分區(qū)的虛擬適配器配置，右圖中顯示yx分區(qū)中適配器標(biāo)識(shí)為10，4，5的vSCSI影射至VIOS分區(qū)適配器標(biāo)識(shí)為100、121、122的vSCSI。其他客戶分區(qū)與VIOS分區(qū)有類似的虛擬適配器影射關(guān)系。

2.4.3 在VIOS中創(chuàng)建需要共享的邏輯卷，建立vSCSI與邏輯卷的影射關(guān)系；將兩張物理網(wǎng)卡ent0和ent1作ethernet_channel綁定，將聚合網(wǎng)卡后生成的ent4與虛擬網(wǎng)卡ent2勾連生成SEA網(wǎng)卡ent5，并可在ent5中配置ip地址便于遠(yuǎn)程訪問(wèn)VIOS分區(qū)的管理；在SEA中創(chuàng)建客戶分區(qū)vlan。

2.4.4 啟動(dòng)客戶分區(qū)，安裝操作系統(tǒng)。由于虛擬設(shè)備由VIOS分區(qū)激活提供，所以必須保持VIOS分區(qū)處于運(yùn)行狀態(tài)。

3 虛擬化實(shí)施后成效

實(shí)施IBM小型機(jī)虛擬化后，為核心信息系統(tǒng)提供了靈活的備用平臺(tái)支持。同時(shí)，配合已建成的IBM SVC存儲(chǔ)虛擬化，可以組建一個(gè)比較完整的災(zāi)備系統(tǒng)，提高信息系統(tǒng)可用性；小型機(jī)虛擬化的實(shí)施，提供了完善的AIX操作系統(tǒng)的培訓(xùn)環(huán)境及系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境。

4 虛擬化后需要考慮的問(wèn)題

系統(tǒng)監(jiān)控手段會(huì)發(fā)生變化，使用微分區(qū)之前CPU的使用率最多為100%，但在uncapped模式下的CPU使用率監(jiān)控，必須結(jié)合虛擬CPU個(gè)數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)定制CPU監(jiān)控閥值；系統(tǒng)故障時(shí)影響面擴(kuò)大，沒(méi)有實(shí)施虛擬化時(shí)，每臺(tái)物理機(jī)器上可能只運(yùn)行一個(gè)系統(tǒng)，發(fā)生宕機(jī)事件，影響面很有限；實(shí)施虛擬化之后，每臺(tái)物理機(jī)器上運(yùn)行多個(gè)分區(qū)系統(tǒng)，故障的影響面存在擴(kuò)大的風(fēng)險(xiǎn)，因此需要充分地評(píng)估及技術(shù)控制措施；系統(tǒng)管理復(fù)雜度會(huì)增加，原有資源是獨(dú)占方式，雖然有所浪費(fèi)，但管理起來(lái)簡(jiǎn)單。當(dāng)大量業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行在同一物理機(jī)器、同一張網(wǎng)卡、光纖卡上，進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，就需要考慮更多風(fēng)險(xiǎn)因素。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于IBM小型機(jī)，虛擬化的核心技術(shù)是PowerVM，它涉及了諸多技術(shù)，不必一步到位全部使用，我們應(yīng)根據(jù)企業(yè)對(duì)于虛擬化的實(shí)際應(yīng)用需求，有選擇地、分步驟地實(shí)施PowerVM的一些高級(jí)應(yīng)用特性，如高可靠性的雙VIOS部署方式或I/O性能更好的NPIV及IVE技術(shù)，讓虛擬化技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的效益。

作者簡(jiǎn)介：李捷（1982-），男，廣東韶關(guān)人，廣東電網(wǎng)公司韶關(guān)供電局工程師，研究方向：信息系統(tǒng)運(yùn)維、信息安全管理。endprint