電臺服務器虛擬化改造的分析與設計

國家新聞出版廣電總局五六四臺 吳晶晶

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電臺服務器虛擬化改造的分析與設計

國家新聞出版廣電總局五六四臺 吳晶晶

【摘要】本文根據電臺信息化建設中，應用系統和自動化系統建設與數據安全建設的需求，分析了Vmware實現虛擬化的優點，提供了虛擬化建設的方案和數據備份的方案，有效的解決了電臺信息業務發展的方向。

【關鍵詞】服務器；虛擬化；Vmware；云

1 概述

1.1 項目背景

電臺的信息化工作一直以來都比較完善，各種應用和自動化系統建設應用成為了電臺正常工作的有力保障。然而，目前電臺業務數據缺乏有效的保護措施，所有的數據都零散的存放在各自的服務器上也不利于管理，系統軟硬件故障、人為操作失誤、病毒等意外情況都可能導致數據丟失或系統停運，都可能使得電臺正常工作受到影響。為了實現對現有應用系統進行保護，需要設計一套合理而完整的改造方案。

1.2 電臺運行情況分析

目前電臺的主要業務系統數據分為兩大類：一類是結構化數據為主的數據庫應用，另一類是以非結構化數據為主的文件應用。服務器的數據基本都儲存在本身的硬盤上。現有的應用系統、數據庫等，這些系統所用服務器型號不同、操作系統版本不同，而且運行Sybase，SQL Server，Oracle，Acess等數據庫的版本也有差異。僅僅做某一個應用系統的應用或數據的容災實現起來還是不復雜的，然而要實現對所有運行的系統進行全面、統一的保護，同時做到對系統實際運行沒有影響，建設實施簡單、后期維護方便，這對于方案的設計就有比較大的難度。

如何在一套方案中滿足不同的目標，如何做到數據不丟失、操作系統可恢復、數據庫可恢復且統一保護，成為另一個難題。本次方案考慮了今后的擴展性及技術先進性，主要是采用了本地數據虛擬化后同步鏡像與本地數據備份的兩種數據保護方式，即通過VMware實現服務器虛擬化及備份，用兩套華賽S2600T存儲實現本地同步鏡像保證了數據的一致性，同時通過數據備份軟件將本地數據每天定時備份至存儲中，可以有效解決業務數據邏輯錯誤等軟故障問題出現時的靈活快速恢復，也為下一步異地遠程容災系統的建設打下堅實的基礎。

2 虛擬化技術的分析

2.1 基礎架構虛擬化和管理

VMware虛擬化建設，是通過搭建虛擬化平臺 VMware vSphere，并創建動態、靈活的數據中心，同時簡化電臺的應用系統建設架構。在滿足電臺內應用程序運行的同時，確保連續的設備創新，并加快應用程序調配和升級。VMware虛擬化建設是通過整合服務器減少資金的投入，提高服務器的能效、減少硬件需求，通過自動化建設降低維護的成本，并加快系統服務建設速度，從而降低成本。同時通過減少維護所需的停機和意外停機帶來最大限度的降低損失，利用系統的容災方案實現業務的連續性。

2.2 實現數據庫級應用程序虛擬化

在vSphere上整合SQL可將成本大大地削減，可以加快數據庫建設并確保數據庫服務質量，可以隨應用程序需要動態分配資源，從而滿足服務級別要求并最大限度地提高基礎架構效率。標準化的服務目錄的設置僅需要短短的幾分鐘，就能實現按需調配地部署應用程序，同時保證應用程序各個實例的一致性，還可以輕松地動態擴展資源，根據需要移動工作負載，并在不停機的情況下處理計劃內維護。在 vSphere上運行Oracle數據庫、中間件和應用程序，以加快應用系統運行的速度。

2.3 實現整個應用系統基礎架構的虛擬化

VMware虛擬化可結合使用眾多廠商的硬件和軟件，包括存儲、網絡和安全產品。為了不局限于特定的廠商所供應的設備，VMware提供一種基于開放標準的許可和互操作性方法，以便可以使用最適合需求的解決方案。其中，對于虛擬化最為重要的是安全性和合規性。VMware的vShield產品系列可從邊緣到端點提供優于物理環境的安全性。

通過虛擬化存儲，可以實現對共享存儲資源的高性能訪問，并提高所使用的存儲陣列的效率。通過充分了解部署和優化虛擬化基礎架構方面的最佳實踐來增強應用程序的性能。

2.4 將服務器利用率最高提高到 80%

利用VMware vSphere整合服務器，從而更充分地利用現有的資源。傳統的“一種工作負載配一臺機器”的服務器部署方法不可避免會導致硬件資產過度部署和利用率不足。大多數服務器只利用了其總體負載容量的大約 5-20%。服務器資源利用率不高，導致電力、散熱、網絡基礎建設、存儲基礎建設、管理和維護的成本也隨之增加。將物理機轉換為相同功能的虛擬機可以減少服務器的建設。VMware虛擬機獨立于底層硬件運行，支持運行于至少滿足2個以上CPU系統的物理服務器。每個VMware虛擬機可以想象成具有CPU、內存、網絡、磁盤空間和 BIOS 的完整系統，可以在相同硬件上同時運行Windows、Linux、Solaris和NetWare操作系統及軟件應用程序。通過配置高性能的服務器上運行多個應用系統，可以將服務器硬件的利用率從 10-15% 提高到高達 80%以上。VMware vCenter Converter可以在多種硬件上運行，并支持最常用的 Microsoft Windows 操作系統版本。

使用VMware vSphere，電臺信息化建設能夠大幅減少網絡機房服務器等硬件數量。每個VMware ESX實例可以支持100多個虛擬機。一般都在單個硬件上運行多達10個或更多的應用程序。

3 虛擬化方案設計及數據備份

3.1 VMWARE服務器虛擬化的實現

根據對電臺目前的服務器情況的的評估，需要采購兩臺DELL R910服務器，安裝VMWARE虛擬化平臺，接管其他服務器上面的應用。在虛擬機中安裝VMware的vCenter和VMware VDR，統一管理虛擬平臺及虛擬備份系統，在一個控制臺里面統一管理和備份用戶使用的虛擬機。

實現VMware的各種功能需要共享存儲的支持，需要配置一臺華賽的S2600T存儲。預留今后建設的話再配備一臺S2600T做同步保證數據的一致性和可靠性。

利用VMware的虛擬化架構，電臺的服務器數量將從以前的20多臺左右減少為6~8臺左右服務器，大大降低了服務器數量，減小了服務器的電力、維護等各種開銷。同時利用VMware虛擬化架構的一系列對業務連續性、靈活性的保證，比如HA、VDR、DRS等等功能，和共享存儲等，共同提高業務的運行質量，保障業務的連續性。

圖1 系統架構圖

3.2 數據備份系統

數據遭到破壞，有可能是人為操作的因素，也可能是軟件故障、硬件故障病毒攻擊等因素。有專業機構的研究數據表明，丟失300MB的數據對于市場營銷部門就意味著13萬元人民幣的損失，對財務部門意味著16萬的損失，對工程部門來說損失可達80萬。而丟失的關鍵數據如果15天內仍得不到恢復，企業就有可能被淘汰出局。

根據電臺實際描述和環境，我們可以總結備份容災需求如下：

功能需求：

(1)Windows服務器文件備份，服務器應用程序及文件的備份；

(2)SQL數據庫備份，用于SQL數據庫定時備份。

數據量需求：總數據量，總數據量約3 TB。

備份頻率：

操作系統災備：每1周進行一次完全備份，每1天進行一次增量備份，保留4周的歷史數據；

文件數據備份：每 1周進行一次完全備份，每1天進行一次增量備份，保留8周的歷史數據；

備份空間：

存儲空間需要約 10 TB以上 (邏輯空間)。后續根據實際需要在線擴容。

因此，針對電臺的現有網絡環境和應用環境，結合電臺的需求，提出一套完整的核心業務系統的集中備份方案。在電臺現有網絡環境中部署一臺安裝備份軟件的服務器和一臺存儲，重要數據通過網絡集中定時或實時備份到存儲中，當因為操作系統崩潰、數據丟失或SQL Server數據庫邏輯故障導致數據不可用時，可以通過恢復操作將數據恢復出來，達到數據不丟失的目標。備份服務器制定合理的備份策略，備份工作可以按照事先制定好的策略自動完成，管理難度和成本將大大降低。

4 總結

在本改造方案中，應用系統利用服務器虛擬化，安裝虛擬化軟件，將服務器物理資源抽象成邏輯資源，將一臺服務器虛擬化為幾臺甚至幾十臺相互隔離的虛擬服務器。服務器不再受限于單臺物理機的性能局限，從而提高設備資源的利用率，簡化系統管理，降低能耗，提高應用系統的可靠性、易運維性和安全性。

參考文獻

[1]王宇杰.存儲虛擬化技術在海關的應用與實施[J].上海海關學院學報,2012.

[2]黃海廣.VMware虛擬化技術在海洋漁業系統中的應用[J].海洋信息,2010.