基于虛擬化技術的信息化系統服務器部署

前言

針對“一合服務器，一個應用程序”的傳統服務器部署模式，比較主流虛擬化軟件的特點，根據實際需求分析，提出基于VMware vSphere虛擬架構軟件的信息化系統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量，從而實現信息化系統的高可用性，以及顯著降低其部署成本。

隨著信息化建設的不斷推進，信息化系統中的硬件數量不斷增加，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、入侵檢測、沙箱、錯誤隔離fFau1t Isolation)、測試質量保證、輔助系統軟件的開發和調試、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點具有很多現實意義，它可以減少數量龐大的物理機，減少機房節點的占用面積、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和應用程序打包成虛擬機，從而讓操作系統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

· 分區功能通過虛擬化可以切分服務器資源，創建虛擬機運行的獨立環境。

· 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之上。這樣，一個或幾個操作系統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，利用操作系統的訪問控制技術實現了資源的邏輯隔離，確保服務對象對資源的安全使用和共享。在整個信息化系統中，以處于最下層的終端網絡節點為例，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％。

在終端網絡節點中，新應用的服務系統增加了多臺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，發現這些服務器在大多數情況下，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作為后臺數據庫系統，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據庫整合在一臺功能較為強大、運行穩定的服務器上。

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方向都是使IT資源更加集中到數據中心內。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計算機的高可用性，通常可以節省50％ 到70％的IT總成本。VMware vSphere的主要優勢如下：

· 可以在單個計算機上運行多個操作系統，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據中心空間。

· 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，顯著提高環境的可靠性。

· 利用高級工具實現工作負載平衡、容量規劃、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，實現硬件維護系統無停機，提高業務連續性。

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據中心轉換為簡化的云計算基礎架構的云操作系統，可作為無縫和動態操作環境管理大型基礎架構，同時還能管理復雜的數據中心。對于http://www.huisheliren.com/zixun/終端網絡節點而言，因為沒有足夠的規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：機房環境監控 http://www.28ut.com/   本文采集于網絡，如有問題有聯系刪除