基于X86 PC服務(wù)器虛擬化解決方案

劉婷婷

（鄭州鐵路局 信息技術(shù)所，鄭州450000）

信息化的快速發(fā)展及其單一應(yīng)用的業(yè)務(wù)模式，導(dǎo)致X86 PC服務(wù)器在空間一定的機(jī)房?jī)?nèi)迅速增長(zhǎng)，使得機(jī)房電力、制冷、空間容量等不堪重負(fù)，管理員每天都要面對(duì)繁重的維護(hù)任務(wù)，效率較低。因此，本文提出利用虛擬化技術(shù)解決上述問(wèn)題。

1 X86 PC服務(wù)器存在的主要問(wèn)題

大部分單一應(yīng)用的X86 PC服務(wù)器資源利用率較低，CPU及內(nèi)存利用率遠(yuǎn)小于50%，特別是應(yīng)用系統(tǒng)采用微軟群集技術(shù)的主備方式，一臺(tái)服務(wù)器只有在另一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)才會(huì)起作用，平時(shí)幾乎處于空閑狀態(tài)，不能作其它用途，資源浪費(fèi)嚴(yán)重。除基于群集技術(shù)的應(yīng)用外，只使用單臺(tái)服務(wù)器，一旦硬件損壞，需要宕機(jī)并花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間更換硬件，導(dǎo)致服務(wù)中斷。服務(wù)器操作系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后，一般需要重新安裝，并安裝配置所有的應(yīng)用程序，不能及時(shí)恢復(fù)服務(wù)，甚至出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。

由于業(yè)務(wù)需求，每臺(tái)服務(wù)器都有其各自的作用，不能相互交替使用，導(dǎo)致服務(wù)器數(shù)量較多，占用機(jī)房大量空間。運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的服務(wù)器，如果全部更新，成本比較高。而且，維護(hù)這些運(yùn)行年限不同的服務(wù)器，需要投入大量的人力和物力，包括電力、制冷、網(wǎng)絡(luò)端口以及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)需求等來(lái)進(jìn)行維護(hù)以保證其穩(wěn)定運(yùn)行。

2 虛擬化概念及虛擬化技術(shù)概述

虛擬化是將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺(tái)服務(wù)器變成多臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)、I/O等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合，且多臺(tái)安裝虛擬化軟件的物理服務(wù)器可以構(gòu)建虛擬化群集，讓IT對(duì)業(yè)務(wù)的變化更具適應(yīng)力。虛擬化的好處是一批安裝虛擬化軟件的服務(wù)器，可以創(chuàng)建遠(yuǎn)多于物理服務(wù)器個(gè)數(shù)的虛擬操作系統(tǒng)，這些操作系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求手工或自動(dòng)分配資源，應(yīng)用程序可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響，從而顯著提高計(jì)算機(jī)的工作效率。而多臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成的集群，會(huì)根據(jù)各個(gè)服務(wù)器資源的占用情況，自動(dòng)把這些虛擬操作系統(tǒng)分配到各個(gè)服務(wù)器上，即使某一臺(tái)物理主機(jī)出現(xiàn)硬件問(wèn)題，也會(huì)把出現(xiàn)問(wèn)題服務(wù)器上的虛擬操作系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到其它服務(wù)器上，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)運(yùn)行。

通過(guò)虛擬化軟件虛擬出來(lái)的虛擬機(jī)可以是32位或64位的Windows、Linux等操作系統(tǒng)，且這些操作系統(tǒng)的各個(gè)版本都支持。有新的應(yīng)用可以直接創(chuàng)建新的虛擬機(jī)，在虛擬環(huán)境上進(jìn)行運(yùn)行，不必購(gòu)買(mǎi)新的服務(wù)器，節(jié)約成本。在對(duì)所有虛擬機(jī)進(jìn)行備份后，如果虛擬機(jī)出現(xiàn)系統(tǒng)問(wèn)題，可以進(jìn)行即時(shí)還原，不需要重新安裝。

通過(guò)大大減少X86 PC服務(wù)器的數(shù)量，提高服務(wù)器利用率的同時(shí)，保證了服務(wù)的高可用性、安全性、連續(xù)性，節(jié)省了運(yùn)營(yíng)成本。

3 利用VMware相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)X86 PC服務(wù)器虛擬化

在經(jīng)過(guò)對(duì)各種虛擬化軟件進(jìn)行測(cè)試后，我們選定VMware相關(guān)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)虛擬化解決方案。

其主要軟件構(gòu)成：

VMware vSphere4.1直接安裝在物理服務(wù)器上，在其之上可以創(chuàng)建虛擬操作系統(tǒng)，多臺(tái)安裝該軟件的物理服務(wù)器可構(gòu)建群集，實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)分配和虛擬機(jī)在服務(wù)器之間、存儲(chǔ)之間的遷移。

VMware vCenter 控制管理軟件，由其對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行各種配置、管理，如群集配置、網(wǎng)絡(luò)配置等。

vCenter Converter以vCenter中插件形式存在，可以將原有物理服務(wù)器轉(zhuǎn)化成虛擬機(jī)。

VMware Data Recovery以vCenter中插件形式存在，對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行備份恢復(fù)。

其物理拓?fù)淙鐖D1：

圖1 X86 PC服務(wù)器虛擬化物理拓?fù)鋱D

根據(jù)VMware虛擬化體系結(jié)構(gòu)，我們利用如下步驟進(jìn)行對(duì)PC服務(wù)器進(jìn)行虛擬化。

（1）為需要虛擬化的物理服務(wù)器安裝Vsphere4.1基礎(chǔ)軟件。

（2）安裝配置VCenter，安裝時(shí)選擇數(shù)據(jù)庫(kù)為Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。

（3）根據(jù)業(yè)務(wù)的不同構(gòu)建不同的數(shù)據(jù)中心、群集，并將安裝VMware vSphere4.1物理服務(wù)器的主機(jī)添加到群集中。

（4）利用Converter插件將應(yīng)用系統(tǒng)的操作系統(tǒng)及其各種軟件直接轉(zhuǎn)換到虛擬機(jī)中。

（5）根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的資源占用情況對(duì)虛擬機(jī)的CPU、內(nèi)存、磁盤(pán)進(jìn)行重新分配。創(chuàng)建資源池，將需要不同資源的虛擬機(jī)加入相應(yīng)的資源池中。

（6）建立備份策略，對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行備份。

（7）為各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)建立用戶，并賦予一定權(quán)限，讓?xiě)?yīng)用維護(hù)人員通過(guò)瀏覽器登陸Vcenter，對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行日常管理。

通過(guò)上述方法，對(duì)服務(wù)器進(jìn)行了虛擬化，并將原來(lái)運(yùn)行在服務(wù)器上的各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到虛擬機(jī)中，為充分利用現(xiàn)有服務(wù)器，可以在已經(jīng)轉(zhuǎn)換過(guò)的服務(wù)器上安裝VMware vSphere4.1，并加入群集中。

4 虛擬化在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

利用虛擬化解決方案，在鄭州鐵路局已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛5T系統(tǒng)、站段18點(diǎn)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、路局電子郵件系統(tǒng)、路局內(nèi)部網(wǎng)站的虛擬化，取得了很好的效果，受到了業(yè)務(wù)部門(mén)的好評(píng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)X86 PC服務(wù)器虛擬化，整合服務(wù)器，我們大大減少了服務(wù)器數(shù)量，使服務(wù)器資源利用最大化。同時(shí)，保證了服務(wù)的安全性、可靠性、業(yè)務(wù)的連續(xù)性，降低了運(yùn)行成本。

[1] 胡嘉璽. 虛擬智慧VMware vSphere運(yùn)維實(shí)錄[M] . 北京：清華大學(xué)出版社，2011.