服務(wù)器虛擬化技術(shù)打造高效安全的數(shù)據(jù)中心

摘 要目前，很多企業(yè)的數(shù)據(jù)中心隨著業(yè)務(wù)的擴(kuò)展變得越來越龐大，企業(yè)為服務(wù)器及數(shù)據(jù)中心每年的電費和維護(hù)成本上升得很快，并有進(jìn)一步加快的趨勢。同時，高成本的投入并未帶來十分理想的投資回報。如何充分利用先進(jìn)的虛擬化應(yīng)用技術(shù)來解決上述資源問題是業(yè)界正在探討的問題。本文就如何合理的利用虛擬化應(yīng)用技術(shù)提高管理水平和提高資源利用率進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】虛擬化 服務(wù)器 資源 策略

1 前言

隨著企業(yè)信息化工作的開展，每年都會有新的信息應(yīng)用系統(tǒng)投入使用，由于每個系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫后臺、中間件以及開發(fā)廠商的開發(fā)技術(shù)不同，不同的系統(tǒng)很難在一個服務(wù)器上共同運行，因此每個信息應(yīng)用都會有各自的服務(wù)器采購需求。今年就有中石化總部推廣的LIMS升級項目等系統(tǒng)需要采購5臺服務(wù)器，今后隨著各類應(yīng)用系統(tǒng)的增加服務(wù)器需求還會不斷增加。這些服務(wù)器運行起來，不僅增加噪音，還消耗能源。同時，安裝和維護(hù)這些服務(wù)器也極大的增加了企業(yè)的管理和維護(hù)開銷。更為重要的是，在一般情況下，由于沒有大量的服務(wù)請求，大多數(shù)服務(wù)器在大部分時間里其CPU、網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲空間都處于空閑狀態(tài)，硬件利用率低下。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題

石油化工總廠目前總共有服務(wù)器硬件系統(tǒng)42臺，根據(jù)服務(wù)器正常使用年限8年，目前部分服務(wù)器已接近使用年限，會逐漸報廢退出使用，為維持系統(tǒng)的正常運行需要購買替代服務(wù)器。同時隨著服務(wù)器的不斷增加，還會增加石油化工總廠的采購成本負(fù)擔(dān)，增大機(jī)房的電源、空調(diào)等設(shè)備的壓力，增加耗電成本和維護(hù)維修成本。

在運維過程中我們發(fā)現(xiàn)以下幾個問題：

（1）總廠業(yè)務(wù)系統(tǒng)逐年遞增，信息采集、管理和發(fā)布都相互獨立理，從而形成了多個各自孤立的信息系統(tǒng)，為信息管理帶來了一定的困難。

（2）運營成本高，隨著應(yīng)用系統(tǒng)的上線，逐漸積累了大量IT設(shè)備，隨之而來的運營和維護(hù)成本也逐漸升高。

（3）業(yè)務(wù)連續(xù)性保障低，大部分系統(tǒng)均無容錯手段，一旦發(fā)生故障造成業(yè)務(wù)中斷，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（4）缺乏可管理性，設(shè)備數(shù)量太多難以管理，新服務(wù)器和應(yīng)用的部署時間長；使用效率低，應(yīng)用成本無法評估，無法做到精細(xì)化管理。

3 服務(wù)器虛擬化技術(shù)方案

3.1 總體結(jié)構(gòu)及主要功能

服務(wù)器虛擬化技術(shù)是近年發(fā)展成熟的一項服務(wù)器技術(shù)，就是在一套高性能高可靠性的服務(wù)器和存儲硬件系統(tǒng)上，通過虛擬機(jī)軟件平臺，虛擬出很多服務(wù)器，每個應(yīng)用系統(tǒng)在這些虛擬服務(wù)器上獨立運行，就像在常規(guī)服務(wù)器上一樣。運行在虛擬服務(wù)器上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序不直接控制內(nèi)存、硬盤和網(wǎng)絡(luò)端口等資源，而是由位于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的虛擬機(jī)截取與硬件交互的請求并在認(rèn)為合適時對它們進(jìn)行處理，整個過程對運行于其上的應(yīng)用系統(tǒng)是透明的。

虛擬服務(wù)器系統(tǒng)主要由硬件服務(wù)器、存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)交換設(shè)備和虛擬服務(wù)器軟件構(gòu)成。

3.2 技術(shù)方案

使用基于軟件的虛擬化解決方案，采用四層架構(gòu)，第一層是應(yīng)用層，第二層是虛擬機(jī)層，第三層是虛擬服務(wù)器軟件操作系統(tǒng)層，第四層是由服務(wù)器、存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)交換設(shè)備組成的硬件物理層。

3.2.1 各子系統(tǒng)主要功能

服務(wù)器硬件子系統(tǒng)：高性能的服務(wù)器硬件系統(tǒng)是整個虛擬服務(wù)器系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是各虛擬機(jī)上應(yīng)用指令的真正執(zhí)行者，決定了整個系統(tǒng)的性能高低。

存儲子系統(tǒng)：大容量高可靠的存儲設(shè)備用于為應(yīng)用系統(tǒng)提供存儲空間。

數(shù)據(jù)交換子系統(tǒng)：用于服務(wù)器和存儲間的數(shù)據(jù)交換，以及服務(wù)器系統(tǒng)和外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。

虛擬服務(wù)器操作系統(tǒng)軟件子系統(tǒng)：用于在硬件設(shè)備之上進(jìn)行虛擬機(jī)的建立，在各虛擬鍵之間進(jìn)行資源分配和負(fù)載均衡，是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。

3.2.2 系統(tǒng)集成方案

根據(jù)建設(shè)需求，整個方案基于VMware虛擬化架構(gòu)，利用vSphere平臺技術(shù)優(yōu)化企業(yè)IT運行環(huán)境，通過高速FC或IP數(shù)據(jù)交換機(jī)連接到后臺的高性能存儲網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)后臺的集中計算資源的統(tǒng)一調(diào)度和統(tǒng)一存儲處理，利用千兆網(wǎng)絡(luò)為各需求單位提供服務(wù)。

4 服務(wù)器虛擬化技術(shù)實施效果

將逐步替代石油化工總廠的現(xiàn)有的大部分中輕量級應(yīng)用服務(wù)器，并且大大減少新服務(wù)器的采購，在運行效率方面有以下幾個方面的提高：

4.1 節(jié)省硬件成本

雖然虛擬服務(wù)器系統(tǒng)一次性投入較高，但其可以通過將整合多個物理服務(wù)器到一個物理服務(wù)器降低軟件硬件成本。

4.2 降低運營成本

虛擬服務(wù)器技術(shù)降低了硬件設(shè)施的物理占地面積，節(jié)約了機(jī)架空間，同時還降低了耗電量和制冷需求，做到環(huán)保節(jié)能降耗。

4.3 提高可靠性

由于虛擬服務(wù)器系統(tǒng)采用N+1的集群架構(gòu)和獨立的存儲系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的性能和可靠性都很高，而運行于其上的虛擬服務(wù)器就都具備同樣的高可靠性。

4.4 靈活配置系統(tǒng)資源

虛擬服務(wù)器系統(tǒng)可以自動完成系統(tǒng)的CPU、內(nèi)存、存儲等資源分派，自動做到負(fù)載均衡，通過對系統(tǒng)優(yōu)先級的劃分，可以保證關(guān)鍵應(yīng)用優(yōu)先取得系統(tǒng)資源，為應(yīng)用系統(tǒng)提供更好的性能和內(nèi)在的持續(xù)性。

4.5 易于升級

如果虛擬服務(wù)器系統(tǒng)性能出現(xiàn)問題，可以通過對原有系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展解決問題。

5 結(jié)束語

隨著虛擬化技術(shù)的成熟，它必將成為下一代數(shù)據(jù)中心最重要的核心。目前虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用帶來了IT服務(wù)流程的改變，數(shù)據(jù)中心過去那種孤島模式將被打破，這就要求企業(yè)管理人員需要以更加廣闊的視角來審視虛擬化、運用虛擬化。數(shù)據(jù)中心虛擬化的問題，未來將集中在兩個方向，一個是管理，另外一個是風(fēng)險控制。事實上，對企業(yè)而言，數(shù)據(jù)中心虛擬化不再僅僅屬于戰(zhàn)術(shù)層面，它已經(jīng)上升到戰(zhàn)略地位，企業(yè)更需要從全局的高度去考慮其今后的發(fā)展。

作者簡介

申寶濱，男，從事信息及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)專業(yè)。

作者單位

中國石化勝利油田分公司石油化工總廠 山東省東營市 257000