虛擬化技術在鞍鋼天鐵鋼板公司的應用

張斌（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300301）

虛擬化技術在鞍鋼天鐵鋼板公司的應用

張斌（天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司，天津 300301）

針對企業(yè)在信息化建設中存在的問題，分析了采用虛擬化技術優(yōu)越性。以天津鞍鋼天鐵鋼板公司為例，介紹了虛擬化技術的應用情況。在不影響各應用系統(tǒng)正常運行的情況下，使用虛擬化新技術實現(xiàn)了在一臺計算機主機上運行兩個應用系統(tǒng)的功能，減少了計算機硬件采購成本，有效地提高硬件使用率。

信息系統(tǒng) 服務器 數(shù)據(jù) 硬件 虛擬化技術 應用

1 前言

在信息化建設過程中，順理成章做的一件事就是采購性能優(yōu)良的計算機硬件。網(wǎng)站、企業(yè)郵箱、DNS服務器、殺毒軟件、OA系統(tǒng)、ERP等系統(tǒng)的搭建，無疑會使用到硬件，而且是每個功能的應用都要占用一個硬件設備。隨著信息化建設的完善，不斷地在更新使用著新系統(tǒng)，久而久之，機房內(nèi)便會存滿各種時期采購的服務器。虛擬化技術的誕生使得企業(yè)開支逐漸降低，單臺設備完成了多項功能。這將是鋼板公司的新導向。

2 鋼板公司信息化建設中的問題

目前，大部分企業(yè)部署了一定規(guī)模的網(wǎng)絡應用，實現(xiàn)了日常辦公、通信等網(wǎng)絡服務，也充分地實現(xiàn)了企業(yè)信息化。但對于企業(yè)的網(wǎng)站、郵件系統(tǒng)、外網(wǎng)等應用系統(tǒng)管理中，逐漸暴露出一些問題。

2.1 服務器問題

2.1.1 管理量大、服務效率低

由于缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃，各種應用大量采用獨立服務器的方式進行部署，機房中擺滿了各種應用的服務器，所以很難實現(xiàn)統(tǒng)一高效管理。目前以硬件管理員手工管理為主，如服務器應用平臺搭建、硬件、系統(tǒng)升級、木馬病毒查殺、系統(tǒng)漏洞掃描等。這些維護操作，都有可能導致服務器宕機。管理員疲于重復進行軟、硬件安裝、維護工作，不能對一些重復工作的服務器環(huán)境進行批量部署，就無法避免宕機時間不斷加長、出現(xiàn)問題響應較慢等問題。較低的服務效率無法滿足用戶的需求，為日常辦公帶來很多不便。

2.1.2 資源分配不合理

應用系統(tǒng)（郵件、OA、設備管理、產(chǎn)銷一體化、防病毒等）和基本網(wǎng)絡功能應用（DNS服務等）均對現(xiàn)有硬件資源產(chǎn)生巨大的壓力。信息中心管理員時常報怨服務器不夠用、性能低不好用的問題。但從根本上講是沒有一個統(tǒng)籌的安排，沒有發(fā)揮其硬件應有的性能。當資金不再投入時，管理員就會將某些數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)站服務平臺整合在一起的辦法來節(jié)省硬件但其之間很容易互相沖突。與此相對應，某些獨立服務器的利用率不高，平均在10%～15%左右，而這些利用率不高的服務器造成資源閑置浪費又占據(jù)了機房空間，為避免沖突又不能投入其它應用，對信息化建設發(fā)展非常不利。

2.2 測試實驗問題

緊張的服務器資源不能滿足測試項目，代替網(wǎng)絡集成商的實驗也無法測試，更不利于自身技術的提高。因此，只能在PC機上搭建環(huán)境測試實驗了，但其硬件性能較低，不能滿足實際需要，往往使得實驗半途而廢。

3 虛擬化技術實現(xiàn)的優(yōu)越性——縮減成本、提高效率

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心是建立在多個實體服務器上并行完成各項業(yè)務的，一旦企業(yè)業(yè)務量增加，需要根據(jù)情況重新購置或者對實體服務器進行升級，這無疑會加大企業(yè)在這方面的投入。整個數(shù)據(jù)中心能耗加大，企業(yè)就要支付相應的能耗費用，一旦如此，企業(yè)就更不能實現(xiàn)節(jié)能減排了。引進虛擬化技術節(jié)約成本開支，降低部署成本、提高工作效率等突出特點會得到明顯改善。服務器虛擬化只需要較少的硬件資源就能運行多重應用程序和操作系統(tǒng)。

舊有的企業(yè)格局已經(jīng)改變，企業(yè)需要虛擬化技術來打破原有數(shù)據(jù)中心的運營模式，重新建立屬于自己合理的虛擬化應用戰(zhàn)略解決方案。作為虛擬化來講，依然是2010年值得關注的戰(zhàn)略技術和趨勢。這種趨勢不僅在于企業(yè)對虛擬化概念和產(chǎn)品的接受，更在于虛擬化技術自身的深入發(fā)展。

4 虛擬化技術應用實例及測試

真正的好技術是靠實踐驗證得出的，而且某種新技術是可以向外擴展的，能夠舉一反三，完成更多的項目。這里，以鋼板公司為例來說明如何節(jié)省采購成本，充分地利用服務器資源。

鋼板公司在信息化建設初期，硬件投入很大，各個應用系統(tǒng)逐步架設使用。每個信息系統(tǒng)都單獨占用著服務器資源，未曾考慮資源是否能充分利用，其主要原因是鑒于當時的計算機軟硬件技術所限，找不到較好的解決方案。到目前為止，中心機房擺滿了各個時期采購的服務器等硬件設備。運行的應用系統(tǒng)有外網(wǎng)網(wǎng)站、內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)站、郵件、生產(chǎn)系統(tǒng)、設備管理和采購系統(tǒng)、財務系統(tǒng)、辦公Oa和日常辦公所使用到的項目管理系統(tǒng)等等，還有DNS內(nèi)外網(wǎng)地址解析服務、FTP服務、DHCP服務等等。這些都單獨占用著硬件資源，現(xiàn)在看來真是非常浪費。所以，將其適當?shù)卣显谝黄?，如圖1和圖2所示。

圖1 整合前的網(wǎng)絡結構示意圖

圖2 整合后的網(wǎng)絡結構示意圖

圖1是整合前的部署方式，應用系統(tǒng)都處在獨立的位置，需要維護時，需要親自到機房。兩個公網(wǎng)地址分別連接郵件和外部網(wǎng)站，郵件和內(nèi)部網(wǎng)站連接在局域網(wǎng)內(nèi)，使得局域網(wǎng)內(nèi)用戶能訪問郵件和內(nèi)部網(wǎng)站。三臺性能很好的服務器擺放在機房機柜上，資源很浪費。

圖2是整合后的部署方式，圖2中只有一臺物理主機服務器，這臺物理主機作為vmware server的concole端，雙網(wǎng)卡結構的其中一塊網(wǎng)卡連接公網(wǎng)，另一塊連接辦公內(nèi)網(wǎng)。Vmware server的concole端虛擬出的一塊vmnet8網(wǎng)卡，作為虛擬系統(tǒng)的主機網(wǎng)關，用于連接網(wǎng)站和郵件的虛擬系統(tǒng)。圖2中可以看出Home PC03和Anywhere PC04是安裝有客戶端的公網(wǎng)機器，還有PC01和PC02也是裝有vmware server客戶端的內(nèi)部網(wǎng)機器。不管是內(nèi)部網(wǎng)機器還是外部網(wǎng)機器使用客戶端都能夠輕松地遠程管理主物理服務器，而且是將原來的兩臺物理服務器合并成一臺物理服務器，硬件成本和維護成本都在減少。

4.1 系統(tǒng)和網(wǎng)絡參數(shù)配置

虛擬網(wǎng)絡的配置方式有三種，分別是HostOnly、NAT和橋接模式。在這個虛擬系統(tǒng)里，我們只用到NAT這個網(wǎng)絡地址轉換模式。

使用NAT方式，物理主機內(nèi)部出現(xiàn)了一個虛擬的網(wǎng)卡Vmnet8(默認情況下)，Vmnet8就相當于連接到內(nèi)網(wǎng)的網(wǎng)卡，而虛擬機本身則相當于運行在內(nèi)網(wǎng)上的機器，虛擬機內(nèi)的網(wǎng)卡(eth0)則獨立于Vmnet8。VMWARE自帶的DHCP服務會默認地加載到Vmnet8界面上，這樣虛擬機就可以使用DHCP服務。更重要的是，VMWARE自帶了NAT服務，提供了從Vmnet8到外網(wǎng)的地址轉換，所以這種情況是一個實實在在的NAT服務器在運行，只不過是供給虛擬機用的。

選用一臺IBM3550服務器，至強單路1.6G四核CPU，內(nèi)存為2*2G DDR2-800容錯，硬盤為SAS 15 000轉146 G容量，內(nèi)置64 M Raid卡作RAID1。物理服務器主機安裝Vmware Server服務端軟件和Loadrunner負載測試軟件（用于檢測虛擬系統(tǒng)并發(fā)時給系統(tǒng)的影響測試，在4.2章節(jié)里詳細敘述。）。在服務端添加兩個Win2003ServerST虛擬系統(tǒng)并分別配置好郵件和網(wǎng)站的一些服務。在虛擬系統(tǒng)的CPU、硬盤和內(nèi)存的分配方面，主要是根據(jù)其實際應用考慮的，郵件系統(tǒng)比網(wǎng)站使用的頻率要大分配的資源也就相對大一些。規(guī)定郵件系統(tǒng)使用雙核CPU、2G內(nèi)存、80GB的硬盤空間；規(guī)定網(wǎng)站系統(tǒng)使用雙核CPU、1 G內(nèi)存、20 G的硬盤空間。物理主機的雙網(wǎng)卡分別用192.168.0.4和222.36.10.137的IP地址連接到局域網(wǎng)和公網(wǎng)。物理主機虛擬出來的網(wǎng)卡Vmnet8（172.18.224.2）連接這兩個虛擬系統(tǒng)，這兩個地址分別為172.18.224.128（郵件）和172.18.224.168（網(wǎng)站），組成Vmnet8的小局域網(wǎng)。使用Vmware server端口映射功能，讓物理內(nèi)網(wǎng)和公網(wǎng)的用戶都能通過這臺物理主機輸入http:// 192.168.0.4：8088(8089)或http://222.36.10.137：8088 (8089)訪問到郵件或網(wǎng)站。安裝了VMWARE SERVER的客戶端的機器，無論你在家中、外地還是公司內(nèi)網(wǎng)，你都能通過客戶端程序連接服務器端進行遠程管理這兩個虛擬系統(tǒng)。

4.2 虛擬系統(tǒng)的性能測試

Loadrunner是一種預測系統(tǒng)行為和性能的負載測試工具。它通過模擬上百用戶實施并發(fā)負載及實時性能監(jiān)測的方式來獲取系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)。它能夠通過錄制系統(tǒng)使用流程，制定出一套真實場景的負載測試方案。

用兩臺臺式計算機都安裝Loadrunner，同時對這兩個虛擬系統(tǒng)進行并發(fā)測試。

第一步，打開Loadrunner軟件，選擇Create/Edit Scripts選項運行Virtual User Generator（虛擬用戶生成器），先建立被測的腳本。

新建一個web(http/html)協(xié)議腳本，進入后會彈出“Start Recording”對話框，在URL Address里輸入要被測試的應用地址，因為郵件系統(tǒng)和網(wǎng)站系統(tǒng)都是使用IIS訪問的，所以就在欄目里輸入http://192.168.0.4: 8088(8089)，因為郵件是要求有權限用戶登錄的，所以就要在Record into Action里選擇Vuser_init(初始化)選項，要是網(wǎng)站就只選擇初始化即可。點擊“OK”后，就進入錄制測試流程腳本了，這是用IE瀏覽器打開的郵件系統(tǒng)主界面，同時會出現(xiàn)“Recording…(xx events)”對話框，這就是記錄器了，下拉菜單里選擇“Action”事件，要讓這個記錄登錄狀態(tài)，然后在郵件系統(tǒng)里輸入用戶名和密碼并按“登錄”進入郵件系統(tǒng)。最后在記錄器的事件里選擇“vuser_end”，同時在郵件系統(tǒng)選擇“退出”，來退出郵件系統(tǒng)。這樣，我們就錄制完被測試流程的腳本了。點擊停止按鍵，軟件會顯示出剛才錄制完的腳本，將之保存待用。

第二步，建立并發(fā)用戶數(shù)。把剛保存的腳本，用Create Controller scenario工具打開，產(chǎn)生100個虛擬用戶，讓系統(tǒng)登錄和退出都是每5 s增加2個用戶，持續(xù)時間是10 min。

經(jīng)過測試，在兩個虛擬系統(tǒng)同時100用戶并發(fā)下，物理服務器系統(tǒng)性能如圖3所示。

從windows自帶的性能查看器里面可以看到CPU、內(nèi)存和硬盤的占用數(shù)據(jù)。從而可以看出，虛擬系統(tǒng)在100用戶數(shù)并發(fā)負載的情況下，不會對物理服務器有性能方面的影響。

圖3 物理服務器性能參數(shù)

若在實際應用中根據(jù)訪問量，適時給硬盤作下優(yōu)化。如果按鋼板公司目前的訪問量，這個配置已經(jīng)足以應對日常工作。

5 結論

使用Vmware Server虛擬化軟件完成對郵件系統(tǒng)和網(wǎng)站系統(tǒng)的整合，使一個物理主機同時運行兩個互不干涉的系統(tǒng)。同時又利用Loadrunner負載工具對系統(tǒng)進行測試，測試出了兩個虛擬系統(tǒng)在用戶并發(fā)時不會對物理系統(tǒng)有何種影響。這種集成方式在鋼板公司成功地實現(xiàn)了。

目前，虛擬化軟件種類較多，今后可以根據(jù)需要逐一進行測試，對比之后找出一種適合企業(yè)應用的軟件。只要能充分利用好這種新技術，企業(yè)信息化建設才能更進一步。

Application of Virtualization Technology at Angang-Tiantie Plate Company

Zhang Bin

Aiming at the existing problems at informatization construction,the author analyzes the advantages of adopting virtualization technology and introduces its application with Tianjin Angang-Tiantie Plate Company as an example.Under the condition that the normal running of application systems are not affected,the new virtualization technology is applied to achieve the function of running two application systems at one host computer.The purchasing cost of computer hardware is reduced and hardware utilization is effectively raised.

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（收稿 2009－11－17責編趙實鳴）

張斌，畢業(yè)于天津大學，現(xiàn)在天津理工大學攻讀碩士學位。現(xiàn)在天津鞍鋼天鐵冷軋薄板有限公司工作。