基于虛擬化技術的信息化系統(tǒng)服務器部署

前言

針對“一合服務器，一個應用程序”的傳統(tǒng)服務器部署模式，比較主流虛擬化軟件的特點，根據(jù)實際需求分析，提出基于VMware vSphere虛擬架構軟件的信息化系統(tǒng)服務器虛擬化部署方案。此方案提高了滿足多種應用服務的服務器利用率，有效減少了在線服務器的數(shù)量，從而實現(xiàn)信息化系統(tǒng)的高可用性，以及顯著降低其部署成本。

隨著信息化建設的不斷推進，信息化系統(tǒng)中的硬件數(shù)量不斷增加，應用軟件的使用范圍不斷擴大，使得各級信息化機房節(jié)點在管理和維護上的人力成本面臨更大壓力。近年來，平臺虛擬化技術成為了國內外計算機領域的研究熱點。在平臺基礎架構方面，利用虛擬化技術實現(xiàn)最高的服務器整合率，通過在每個物理處理器安裝多個臺虛擬機，從而降低硬件要求、提高硬件利用率并提高能效。

1．虛擬化技術簡介

虛擬化技術越來越受到學術界和IT業(yè)界的重視，在各方面的應用都十分廣泛。目前，虛擬技術主要應用在以下幾個方面 1：服務器合并、服務器負荷調節(jié)、入侵檢測、沙箱、錯誤隔離fFau1t Isolation)、測試質量保證、輔助系統(tǒng)軟件的開發(fā)和調試、高精度計算(HigPerformance Computing)、可信計算(Trusted Computing)。其中，服務器合并，即服務器虛擬化，對于各級信息化機房節(jié)點具有很多現(xiàn)實意義，它可以減少數(shù)量龐大的物理機，減少機房節(jié)點的占用面積、機架空間，以及減少電源、制冷、電纜、存儲和網絡等相關設備，有效降低日常運行的電力成本。

1．1服務器虛擬化介紹

服務器虛擬化就是將將操作系統(tǒng)和應用程序打包成虛擬機，從而讓操作系統(tǒng)和應用具有很好的移動性。

服務器虛擬化具有四個重要特性

· 分區(qū)功能通過虛擬化可以切分服務器資源，創(chuàng)建虛擬機運行的獨立環(huán)境。

· 隔離能力運行在同一物理服務器上的多個虛擬機之間可以相互隔離，任何虛擬機的故障，包括病毒感染、黑客攻擊等，都不會影響其他的虛擬機。

· 封裝性服務器虛擬化的過程就是應用封裝的過程，虛擬化封裝了操作系統(tǒng)和應用成虛擬機。實際上，封裝是虛擬機具有自由遷移能力的前提。

· 硬件獨立性服務器虛擬化帶來了虛擬機和硬件相互依賴性的剝離，為虛擬機的自由移動提供了良好的平臺。

1．2虛擬機

虛擬機是運行操作系統(tǒng)和應用程序的軟件計算機，與物理機相似。虛擬機包含一組規(guī)范和配置文件，由主機的物理資源支持 引。每個虛擬機都有可提供與物理硬件相同的功能的虛擬設備，而且在可移植能力、可管理性和安全性方面更出色。

2服務器虛擬化部署方案

2．1需求分析

在實際應用中，出于對安全的考慮，需要將不同的應用服務分開，從而保證一個應用服務崩潰或被攻擊而不影響到另一個應用服務。同時，由于操作系統(tǒng)也不能保證自身的安全，所以在實際應用中，不同的服務需要運行在不同的操作系統(tǒng)之上。這樣，一個或幾個操作系統(tǒng)的癱瘓不會影響到所有的服務。因此，出于上述考慮，信息化系統(tǒng)采用資源隔離的技術手段，將不同應用服務分別部署在不同的服務器上，屬于典型的“一臺服務器，一個應用程序”的部署模式，利用操作系統(tǒng)的訪問控制技術實現(xiàn)了資源的邏輯隔離，確保服務對象對資源的安全使用和共享。在整個信息化系統(tǒng)中，以處于最下層的終端網絡節(jié)點為例，其提供的服務量比較少，基礎架構利用率很低，典型的X86服務器部署的平均利用率僅為10％至15％。

在終端網絡節(jié)點中，新應用的服務系統(tǒng)增加了多臺PC服務器和1臺SUN小型機，再加上原有的服務系統(tǒng)中的多臺服務器，對機房的電力供應和制冷都提出了更高的要求。通過對服務對象的調查分析，發(fā)現(xiàn)這些服務器在大多數(shù)情況下，提供很少的服務量，即使在閑置不提供服務的情況下，它們也會消耗70--80％的額定功耗。

服務器的主要硬件性能指標如表1所示，服務器的軟件配置如表2所示。

由表1和2可以看出，8臺服務器的實際工作負載都不重，其中服務器G、H已經非常老舊，但是電力消耗還很高，建議淘汰，運行在其之上的服務軟件遷移到新購入的服務器上；服務器A、B、c、E都使用Oracle lOg作為后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，鑒于Oracle 10g強大的服務能力，完全有能力將這四臺服務器上的數(shù)據(jù)庫整合在一臺功能較為強大、運行穩(wěn)定的服務器上。

表1服務器性能指標

表2服務器軟件配置

2．2虛擬化產品選擇

目前，服務器虛擬化市場的主要提供商是VMware、微軟和Citrix 。這三家提供商的產品開發(fā)方向都是使IT資源更加集中到數(shù)據(jù)中心內。在決定服務器虛擬化部署方案之前，首先需要確定選擇何種虛擬化產品軟件。表3為上述三家提供商產品的性能比較。

表3 VMware、微軟和Citrix虛擬化產品性能比較表

根據(jù)表3中的各項指標的比較來看，VMware公司的VMware vSphere虛擬化套件較之其它公司的虛擬化產品功能更強大，支持客戶端系統(tǒng)更豐富，技術更加成熟。因此，在實際應用中，確定VMware公司的VMware vSphere虛擬化套件作為服務器虛擬化的基礎軟件。根據(jù)VMware公司官方資料顯示，VMware vSphere可以按需要隨時將資源、應用程序甚至服務器分配到相應的位置。VMware客戶通過使用VMware vSphere整合其資源池和實現(xiàn)計算機的高可用性，通?？梢怨?jié)省50％ 到70％的IT總成本。VMware vSphere的主要優(yōu)勢如下：

· 可以在單個計算機上運行多個操作系統(tǒng)，包括Windows、Linux等等。

· 將多個虛擬機能夠整合到一個物理設備中，可顯著減少要管理的物理機數(shù)量，大幅提高處理資源和存儲資源的利用率，并在降低能源成本的同時減少占用的數(shù)據(jù)中心空間。

· 虛擬機沒有和底層硬件綁定，能夠在不干擾用戶的情況下移動虛擬機，顯著提高環(huán)境的可靠性。

· 利用高級工具實現(xiàn)工作負載平衡、容量規(guī)劃、虛擬機實時遷移和自動化部署，大幅簡化IT管理工作，從而提高管理效率。

· 支持快速轉移和復制虛擬服務器，提供簡單便捷的災難恢復解決方案，實現(xiàn)硬件維護系統(tǒng)無停機，提高業(yè)務連續(xù)性。

VMware vSphere主要由基礎構架服務、應用程序服務、VMware vCenter Server和客戶端組成 (如圖1)。

VMware vSphere是一套利用虛擬化功能將數(shù)據(jù)中心轉換為簡化的云計算基礎架構的云操作系統(tǒng)，可作為無縫和動態(tài)操作環(huán)境管理大型基礎架構，同時還能管理復雜的數(shù)據(jù)中心。對于http://www.huisheliren.com/zixun/終端網絡節(jié)點而言，因為沒有足夠的規(guī)模和硬件基礎應用所有的VMware vSphere虛擬化套件中的所有軟件，所以根據(jù)實際情況只需要應VMware vSphere的幾個核心組件：

·VMware ESX/ESX i

一個在物理服務器上運行的虛擬化層，它將處理器、內存、存儲器和資源虛擬化為多個虛擬機。

·VMware vCenter C1 i ent

一個允許用戶從任何Windows Pc遠程連接到vCenter Server或ESX/ESXi的界面。

·Vnetwork分布式交換機(vDS)

一種包括分布式虛擬交換機(vDS)的功能，此交換機跨多個Esx/ESxi主機，使當前網絡維護活動顯著減少并提高網絡容量。這使得虛擬機可在跨多個主機進行遷移時確保其網絡配置保持一致。

圖2服務器虛擬化拓撲圖

來源：機房環(huán)境監(jiān)控 http://shfkmygs.com/   本文采集于網絡，如有問題有聯(lián)系刪除