提升服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)數(shù)據(jù)的完整性和可靠性

編者按：服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理是網(wǎng)絡(luò)管理者在運(yùn)維工作中頭疼的問題，本文筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，將介紹一種提升服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)價值的方法。

服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)由計算設(shè)備、交換設(shè)備、存儲設(shè)備、管理設(shè)備和虛擬化軟件組成。計算設(shè)備是指虛擬主機(jī)，一般選用計算能力強(qiáng)、內(nèi)存容量大的服務(wù)器作為虛擬主機(jī)，服務(wù)器配置8 Gbps 或16 Gbps的HBA 卡（主機(jī)總線適配器，用于連接光纖存儲服務(wù)器），配置1 Gbps或10 Gbps 網(wǎng)卡（用于連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)），虛擬主機(jī)服務(wù)器安裝VMware ESXi軟件；交換設(shè)備是指FC光纖交換機(jī)和IP 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，F(xiàn)C 光纖交換機(jī)單端口速率為8 Gbps 或16 Gbps，IP 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)單端口速率為1 Gbps 或10 Gbps；存儲設(shè)備是指光纖存儲服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器，光纖存儲服務(wù)器具有FC SAN（光纖存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）功能，網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器具有NAS（網(wǎng)絡(luò)附屬存儲）/IP SAN（IP存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）功能；管理設(shè)備是指服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)的管理服務(wù)器和管理終端，管理服務(wù)器和管理終端分別安裝虛擬化系統(tǒng)管理軟件服務(wù)器端軟件和客戶端軟件，用于配置服務(wù)器虛擬化集群，提高虛擬機(jī)運(yùn)行可用性。

圖1 服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)部署方式

場景分析

以圖1的服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)部署方式為例，計算設(shè)備采用3 臺服務(wù)器作為虛擬主機(jī)，交換設(shè)備采用1 臺FC光纖交換機(jī)和1 臺IP 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，存儲設(shè)備采用1 臺光纖存儲服務(wù)器和1 臺網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器，管理設(shè)備采用1 臺服務(wù)器和1 臺終端。其中，光纖交換機(jī)通過光纖分別連接3 臺虛擬主機(jī)的HBA卡和光纖存儲服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)通過網(wǎng)線分別連接3臺虛擬主機(jī)的網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器、管理服務(wù)器和管理終端，虛擬主機(jī)服務(wù)器安裝VMware ESXi 軟件，管理服務(wù)器安裝VMware vCenter Server 軟件，管理終端安裝VMware vCenter Client 軟件，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

按照圖1，采用集群方式部署服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)。其中，虛擬主機(jī)1 為應(yīng)用1、數(shù)據(jù)庫1 和應(yīng)用2的虛擬機(jī)提供計算運(yùn)行環(huán)境，虛擬主機(jī)2為數(shù)據(jù)庫2、應(yīng)用3 和數(shù)據(jù)庫3的虛擬機(jī)提供計算運(yùn)行環(huán)境，虛擬主機(jī)3 為應(yīng)用1 副本、數(shù)據(jù)庫1 副本和數(shù)據(jù)庫3 副本的虛擬機(jī)提供計算運(yùn)行環(huán)境；服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)主要保存在光纖存儲服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器，其中，虛擬機(jī)文件集中保存在光纖存儲服務(wù)器上，虛擬機(jī)文件的備份和數(shù)據(jù)庫文件的備份均保存在網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器上。

當(dāng)計算設(shè)備出現(xiàn)故障時，服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)會自動將故障虛擬主機(jī)上的虛擬機(jī)遷移到其他虛擬主機(jī)上運(yùn)行。當(dāng)交換設(shè)備出現(xiàn)故障時，采用冷備份的方式，利用備機(jī)替換故障交換設(shè)備，也可以優(yōu)化交換網(wǎng)絡(luò)，組成雙機(jī)熱備份。當(dāng)管理設(shè)備出現(xiàn)故障時，不會影響虛擬機(jī)運(yùn)行，采用冷備份的方式，利用備機(jī)重新部署管理軟件。當(dāng)存儲設(shè)備出現(xiàn)故障時，會直接影響虛擬機(jī)運(yùn)行，導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷。因此在服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)建設(shè)前，對于存儲設(shè)備的備份設(shè)計，綜合利用存儲設(shè)備提升服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性和可靠性尤為重要。

目前存儲設(shè)備主要采用RAID5（分布式奇偶校驗(yàn)的獨(dú)立磁盤結(jié)構(gòu)）方式組建磁盤陣列，同時存儲設(shè)備還可配置熱備份盤，在RAID5 磁盤陣列中1 塊硬盤發(fā)生故障時，存儲服務(wù)器會自動啟用熱備份盤代替故障硬盤，通過算法把故障硬盤上的數(shù)據(jù)重建到熱備份盤上，提高采用RAID5 方式磁盤陣列的可靠性。但對于服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)使用的光纖存儲服務(wù)器，虛擬機(jī)文件集中保存在光纖存儲服務(wù)器的磁盤上，虛擬機(jī)運(yùn)行時磁盤讀寫率較高，且磁盤陣列實(shí)時校驗(yàn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致存儲服務(wù)器磁盤使用壽命整體縮短，一旦有硬盤出現(xiàn)故障，其他硬盤也基本達(dá)到使用壽命。另外，在磁盤出現(xiàn)壞道時，也會導(dǎo)致虛擬機(jī)文件損壞，造成虛擬機(jī)文件不能備份。

解決思路

需增加1 臺備用光纖存儲服務(wù)器，主要用于保存虛擬機(jī)文件的副本，在主用光纖存儲服務(wù)器硬盤出現(xiàn)故障時，啟動備用光纖存儲服務(wù)器上的虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的快速恢復(fù)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

按照圖2 方式部署，業(yè)務(wù)應(yīng)用的虛擬機(jī)在運(yùn)行過程中虛擬機(jī)文件大小基本不會改變，在主用光纖存儲服務(wù)器保存正本，在備用光纖存儲服務(wù)器保存副本，僅在業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件修改后重新備份一次即可，同時在網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器再保存一份虛擬機(jī)文件的副本；數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)的虛擬機(jī)在運(yùn)行過程中虛擬機(jī)文件大小會明顯增加，對數(shù)據(jù)庫虛擬機(jī)文件只能完全備份，但由于數(shù)據(jù)庫虛擬機(jī)文件較大，每次備份時間較長，占用存儲服務(wù)器空間較多，采用完全備份數(shù)據(jù)庫虛擬機(jī)文件的方式不便實(shí)施，建議采用數(shù)據(jù)庫管理軟件進(jìn)行備份，每日做數(shù)據(jù)的差異備份，每周做數(shù)據(jù)的完整備份，同時在網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器再保存一份數(shù)據(jù)庫備份文件的副本。

配置步驟

此部分主要介紹虛擬機(jī)文件的備份和數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份。

1.虛擬機(jī)文件的備份

虛擬機(jī)文件的備份采用克隆虛擬機(jī)文件方式，包括指定克隆虛擬機(jī)文件的名稱和位置、選擇克隆虛擬機(jī)文件所在主機(jī)/集群（選擇計算設(shè)備）、選擇克隆虛擬機(jī)文件保存的存儲服務(wù)器和磁盤存儲格式（選擇存儲設(shè)備）和配置克隆虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的自定義選項等，具體如下。

在管理終端啟動VMware vCenter Client 軟件，在管理軟件登錄界面依次輸入管理服務(wù)器VMware vCenter Server的網(wǎng)絡(luò)（IP）地址、用戶名和密碼，點(diǎn)擊登錄。

選擇需備份的虛擬機(jī)文件，通過彈出菜單選擇“克隆”，系統(tǒng)進(jìn)入克隆虛擬機(jī)的向?qū)?。在克隆虛擬機(jī)向?qū)л斎胩摂M機(jī)名稱，指定虛擬機(jī)位置（在數(shù)據(jù)中心中的位置）。

選擇克隆虛擬機(jī)運(yùn)行的主機(jī)或集群，筆者使用的服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)是采用集群方式建設(shè)的。因此，先選擇集群，再選擇運(yùn)行克隆虛擬機(jī)的虛擬主機(jī)。如果是非集群方式的服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)，可以直接選擇虛擬主機(jī)。此步是選擇為虛擬機(jī)提供運(yùn)行環(huán)境的計算設(shè)備。

選擇克隆虛擬機(jī)文件的存儲設(shè)備，該存儲設(shè)備應(yīng)是備用光纖存儲服務(wù)器（與被克隆的虛擬機(jī)文件不同的光纖存儲服務(wù)器），實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)文件在不同光纖存儲服務(wù)器均有副本。

客戶機(jī)自定義選項，選擇“不自定義”即可。點(diǎn)擊“完成”開始對虛擬機(jī)進(jìn)行克隆，服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)管理軟件狀態(tài)欄會提示克隆虛擬機(jī)文件的進(jìn)度。

2.數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份

圖2 增加備用光纖存儲器結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)庫的備份方式包括完整備份、差異備份、事務(wù)日志備份和文件備份等。本文主要介紹對數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份，定期完成完整備份和差異備份。通過數(shù)據(jù)庫管理軟件對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。

以SQL Server 為例，通過創(chuàng)建維護(hù)計劃、定義維護(hù)計劃任務(wù)、定義維護(hù)計劃屬性和選擇報告選項等，完成數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份，具體如下。

啟動 SQL Server Manag ement Stuido 管理軟件，選擇維護(hù)計劃向?qū)?，?chuàng)建維護(hù)計劃。

選擇目標(biāo)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。選擇維護(hù)計劃任務(wù)，這里選擇備份數(shù)據(jù)庫（完整）。

定義維護(hù)計劃任務(wù)，選擇需完整備份的數(shù)據(jù)庫。配置作業(yè)計劃，選擇計劃類型為重復(fù)執(zhí)行，在每周指定時間開始執(zhí)行完整備份計劃。

選擇報告選項，對維護(hù)計劃操作報告進(jìn)行保存，默認(rèn)是將報告寫入本地文件。維護(hù)計劃執(zhí)行后會有提示。

對于差異備份，在維護(hù)計劃任務(wù)中，選擇備份數(shù)據(jù)庫（差異），然后在作業(yè)計劃的執(zhí)行頻率中，選擇每天即可。

按照上述數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份策略部署后，還需定期檢查備份結(jié)果，確保數(shù)據(jù)庫備份文件完整，同時檢查備份磁盤剩余空間，避免因磁盤空間占滿導(dǎo)致備份失敗。另外，將數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的備份文件定期備份到網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)備份文件的可靠性。