私有云計算在數(shù)字油田的應(yīng)用實踐

【摘 要】文章介紹了私云計算的概念、特點和優(yōu)勢，著重講述了私有云的建設(shè)理念和可行的技術(shù)方案，介紹的一個私有云建設(shè)實踐的基本案例，并討論了實際應(yīng)用中的一些技術(shù)難點。講解了HA、DRS和Vmotinr的區(qū)別。

【關(guān)鍵詞】私有云；數(shù)字油田；H；Vmotion

一、云計算與私有云

云計算是一種新型的信息資源管理和計算服務(wù)模式，具有超大規(guī)模、高可靠性、虛擬化、高可擴展性、成本低廉等特點。云計算可將分散的計算、存儲、服務(wù)資源有機整合起來管理和服務(wù)，是未來計算的發(fā)展方向。

私有云是指企業(yè)自己使用的云，和公共云相比，私有云能提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量最有效的控制。私有云可以部署在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的防火墻內(nèi)，也可以將它們部署在一個安全的主機托管場所，這是私有云在安全方面的優(yōu)勢。所以私有云非常適合在油田企業(yè)中部署。

二、私有云建設(shè)技術(shù)方案

私有云計算平臺的建設(shè)，當(dāng)前比較成熟的虛擬化方案主要從兩個層面進行虛擬化，建立兩個虛擬化池：計算虛擬化池和存儲虛擬化池。計算虛擬化池主要實現(xiàn)應(yīng)用虛擬化，包含服務(wù)器虛擬化和應(yīng)用中間件虛擬化兩種方案。存儲虛擬化池主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲虛擬化，包含存儲硬件架構(gòu)虛擬化和存儲軟件虛擬化兩種方案。

三、私有云建設(shè)實踐

虛擬化軟件品牌有VMWare、思杰、KVM、微軟（Hyper-V）等，VMWare的vSphere最成熟，可以安裝大多數(shù)操作系統(tǒng)。下面是采用VMWare軟件實施的一個最基本的私有云建設(shè)實例。

（一）軟硬件設(shè)備

1、虛擬服務(wù)器主機3臺，安裝Vmware vSphere。2、管理主機1臺，安裝Vmware vCenter Server Standard。3、磁盤陣列1臺。

（二）系統(tǒng)軟件安裝：首先對磁盤陣列進行初如化安裝，選擇RAID5模式創(chuàng)建RAID組，然后在RAID組上創(chuàng)建邏輯單元LUN01，LUN02，并通過LUN Mapping使LUN01、LUN02與3臺虛擬主機端口進行綁定。

在虛擬服務(wù)器主機上安裝Vmware vSphere ，軟件安裝要求主機CPU為64位、提供硬件虛擬化支持，并且在主板BIOS中開啟Hardware Virtualization。

在管理主機中安裝Vmware vCenter Server Standard，vCenter是vSphere套件中一個強大的主機和虛擬機集中管理組件，具有HA、DRS、Vmotion等許多高級功能。

（三）網(wǎng)絡(luò)設(shè)置：虛擬服務(wù)器主機要求至少一塊網(wǎng)卡，但做為生產(chǎn)環(huán)境，這里為每臺主機安裝了4塊物理網(wǎng)卡，并上聯(lián)到千兆交換機上，為保證高可用性，交換機最好用兩臺。

物理網(wǎng)卡負(fù)責(zé)功能如下：

網(wǎng)卡1和網(wǎng)卡2分配主機管理地址，負(fù)責(zé)對虛擬服務(wù)器主機的管理和實現(xiàn)虛擬客戶機的Vmotion。

網(wǎng)卡3和網(wǎng)卡4用于虛擬客戶機應(yīng)用層，以trunk模式連接到交換機，并且兩塊網(wǎng)卡做負(fù)載均衡。Trunk模式使網(wǎng)卡可以繼承物理交換的Vlan信息。

在網(wǎng)卡3和網(wǎng)卡4 上創(chuàng)建虛擬交換機Vswitch，并分配給虛擬交換機所需要的Vlan。

需要注意的是3臺虛擬服務(wù)器主機的網(wǎng)絡(luò)配置要保證完全一致，這樣才能保證后面的HA和Vmotion功能的實現(xiàn)。

（四）設(shè)置HA和DRS：通過Vmware vCenter Server，將3臺虛擬服務(wù)器主機分配到同一資源池Cluster01中，并對Cluster01選擇Turn On VMware HA和Turn On VMware DRS。

（五）布署客戶虛擬機：VMware為虛擬機提供的模板功能，可以讓用戶在其中一臺虛擬機的基礎(chǔ)上，很方便的派生或克隆出多臺虛擬機，這減輕了管理員的負(fù)擔(dān)。

1、創(chuàng)建模板虛擬機：在使用模板之前，需要安裝一臺虛擬機。

在VMware ESX Server中，可以支持Windows Server 2003、Windows XP、Windows Server 2008、Windows Vista或Windows 7與Linux操作系統(tǒng)，可以為每個常用的操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個模板。

2、將虛擬機轉(zhuǎn)化為模板：創(chuàng)建模板虛擬機后，將該虛擬機轉(zhuǎn)化（或克隆）成模板，以后再需要此類的虛擬機時，可以以此為模板，派生或克隆出多臺虛擬機。并根據(jù)用戶需要對客戶虛擬機進行CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡等資源的再分配。

（六）虛擬機遷移：私有云平臺建設(shè)完成后根據(jù)需要進行虛擬機遷移。

系統(tǒng)的遷移是指把源主機上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序移動到目的主機，并且能夠在目的主機上正常運行。Vmware 提供了VMware-converter工具，創(chuàng)建一臺遷移服務(wù)器，通過遷移服務(wù)器將源主機遷移到私有云平臺中。

遷移共分為P2V、V2V、V2P三種（P代表物理機，V代表虛擬機）。

四、HA、DRS與Vmotion

（一）vSphere HA 可以將虛擬機及其所駐留的主機集中在群集內(nèi)，從而為虛擬機提供高可用性。群集中的主機均會受到監(jiān)控，如果發(fā)生故障，故障主機上的虛擬機將在備用主機上重新啟動。

（二）VMware DRS 分布式資源調(diào)度，可以持續(xù)不斷地監(jiān)控資源池的利用率，并能夠根據(jù)需要在虛擬機中智能地分配合適的資源。

（三）Vmware Vmotion可以使運行中的虛擬機從一臺物理服務(wù)器實時遷移到另一臺物理服務(wù)器，它實現(xiàn)了零停機時間和連續(xù)可用的服務(wù)，并能全面保證事務(wù)的完整性。這時管理員可以在用戶毫無察覺的情況下對硬件進行維護，硬件維護完成后可再將客戶虛擬機再Vmotion回這臺主機。

五、虛擬化應(yīng)用技巧

（一）Raw Device Mapping（原始設(shè)備映射，即RDM）：在如Oracle等大型數(shù)據(jù)庫中，對磁盤容量和磁盤性能要求敏感，而Vmware 默認(rèn)文件系統(tǒng)VMFS對磁盤性能會有點影響，這時就可使用RDM。

RDM是VMFS卷上的一個文件，可以直接映射到原始磁盤陣列中RAID組中的LUN。

具體步驟如下：

右擊虛擬機點擊“Edit Settings”在Hardware頁標(biāo)簽點擊“ADD”選擇添加硬盤，采用RDM（裸機映射）。

（二）PCI設(shè)備直接訪問（vSphere DirectPath I/O）：在一些特定應(yīng)用中，客戶虛擬機往往需要訪問特點的專用網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ写鎯Γ@就要用到Vmwarer的PCI設(shè)備直接訪問功能。每個虛擬機最多可以連接六個 PCI 設(shè)備。連接到主機的 PCI 設(shè)備可以在主機配置選項卡的“硬件高級設(shè)置”中標(biāo)記為可用于直通。

步驟

1、在 vSphere Client 清單中，右鍵單擊虛擬機并選擇編輯設(shè)置。2、在硬件選項卡上，單擊添加。3、在添加硬件向?qū)е校x擇 PCI 設(shè)備，然后單擊下一步。4、從下拉列表中選擇要連接到虛擬機的直通設(shè)備，然后單擊下一步5、單擊完成。

六、結(jié)速語

在數(shù)字化油田建設(shè)中，門戶網(wǎng)站、ERP應(yīng)用、數(shù)據(jù)資源建設(shè)等需要服務(wù)器資源、存儲資源的支持，應(yīng)用私有云技術(shù)可以有效利用硬件資源，最大限度地發(fā)揮硬件效能，同時私有云技術(shù)為數(shù)據(jù)提供了更好的安全性保障。并且根據(jù)油田發(fā)展和需求，對私有云進行擴展，建立起可擴展、有彈性的企業(yè)私有云對于油田企業(yè)的成本控制非常有利。相信云技術(shù)會在油田企業(yè)數(shù)字化的建設(shè)上的應(yīng)用會越來越廣。

【參考文獻】

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