省級氣象虛擬化建設(shè)方案設(shè)計

胡永亮 汪華 陳春曉

【關(guān)鍵詞】氣象業(yè)務(wù) 虛擬化 基礎(chǔ)資源池

隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)性能呈幾何級數(shù)地增長。整合服務(wù)器通過將大部分物理服務(wù)器變成虛擬服務(wù)器，可以大量減少物理服務(wù)器的數(shù)量，并且在電力、機(jī)房空間等資源做到有效地節(jié)約。當(dāng)前，氣象信息技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)不斷增加，再加上業(yè)務(wù)軟件的多層架構(gòu)的應(yīng)用，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高可用要求，一套業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)都需要配置1臺或者多臺服務(wù)器，中心機(jī)房的服務(wù)器數(shù)量愈來愈多，對機(jī)房的空間和電源保障提出了更多的要求，每年的用電費(fèi)巨大，而部分服務(wù)器的利用率一般就在30～40%左右，造成大量的浪費(fèi)。所以，業(yè)務(wù)服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化是當(dāng)前氣象信息化建設(shè)發(fā)展的方向。

1 存在問題

（1）機(jī)房服務(wù)器、PC機(jī)老化嚴(yán)重，部分服務(wù)器已經(jīng)超過6年，故障率偏高，服務(wù)器硬件平臺已不能很好的滿足現(xiàn)有業(yè)務(wù)處理能力的需求，更不能保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）機(jī)房空間有限，新增服務(wù)器上架困難。

（3）機(jī)房用電緊張，UPS負(fù)載量有限，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器、防火墻、存儲設(shè)備等比較集中，導(dǎo)致電力耗能較大。

（4）布局復(fù)雜，服務(wù)器各自運(yùn)行了不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲，在連接網(wǎng)線及用電線纜較多，物理連接復(fù)雜。

（5）兼容性較差，有部分應(yīng)用的操作系統(tǒng)是windows系統(tǒng)老版本，缺乏備份手段，如果服務(wù)器突然崩潰，因驅(qū)動及系統(tǒng)兼容性較差等原因，系統(tǒng)及部分應(yīng)用無法遷移到新的硬件上。

（6）系統(tǒng)可用性差，很多數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用本身的性能要求很低，而目前都是單一應(yīng)用部署在獨立服務(wù)器上，浪費(fèi)了大量資源，并且服務(wù)器不能進(jìn)行集中化管理。

2 建設(shè)目標(biāo)

（1）整合現(xiàn)有服務(wù)器和存儲資源，重新分配和部署資源。

（2）節(jié)約用電、服務(wù)器的成本，提升運(yùn)作效率。

（3）改進(jìn)服務(wù)器的管理靈活性。

（4）通過零當(dāng)機(jī)維護(hù)改善服務(wù)等級。

（5）完成重要服務(wù)器備份，故障狀態(tài)下，及時恢復(fù)業(yè)務(wù)。

（6）更少冗余的情況下，確保高可用性。

（7）更有效的適應(yīng)業(yè)務(wù)需求。

（8）資源利用效益最大化，降低運(yùn)維方面成本。

3 虛擬化方案描述

為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中存儲、以及充分利用虛擬架構(gòu)中虛擬機(jī)可動態(tài)在線從一臺物理服務(wù)器遷移到另一臺物理服務(wù)器上的特性（VMotion）等，實現(xiàn)虛擬化業(yè)務(wù)系統(tǒng)的和高可用（HA）。

配置2臺高性能光纖通道磁盤陣列，做虛擬化主機(jī)服務(wù)器（ESX服務(wù)器）之間的SAN共享存儲。由物理服務(wù)器遷移過來的虛擬架構(gòu)的主機(jī)文件都存放在SAN存儲陣列上。通過共享的SAN存儲可以最大化的發(fā)揮虛擬架構(gòu)的優(yōu)勢，通過VMotion可以在線遷移正在運(yùn)行的虛擬機(jī)。通過DRS實現(xiàn)VMWare分布式資源調(diào)度，保證所有虛擬機(jī)應(yīng)用需要的資源在兩臺物理底層服務(wù)器之間實現(xiàn)動態(tài)負(fù)載均衡和連續(xù)智能優(yōu)化，實現(xiàn)即插即用的數(shù)據(jù)中心功能，并為以后的容災(zāi)提供了擴(kuò)展性和打下基礎(chǔ)。

4 虛擬化部署方法

作為虛擬化主機(jī)的服務(wù)器系統(tǒng)上部署VMWare ESX Server vSphere，通過VMWare的P2V（Converter）轉(zhuǎn)換功能將原來老服務(wù)器上的系統(tǒng)逐步遷移到vSphere虛擬機(jī)當(dāng)中。

在服務(wù)器上安裝和配置VMWare vSphere ESX服務(wù)器軟件，并配置對集中存儲的訪問和存儲之間的存儲鏡像，通過P2V的方式，采用系統(tǒng)映像備份異構(gòu)恢復(fù)軟件或VMWare的Converter，進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的虛擬化遷移。

建議采用分批遷移的方式，先將非核心業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，遷移到虛擬化平臺中，在保留原業(yè)務(wù)系統(tǒng)硬件平臺的情況下，通過一段時間的觀察，在性能測試和穩(wěn)定性測試完成后，接著遷移下一批服務(wù)器，直到整個虛擬化完成。

等全部系統(tǒng)遷移完畢后，再通過VMWare的HA及VMotion功能實現(xiàn)兩臺虛擬主機(jī)底層間的雙機(jī)高可用和負(fù)載均衡。這樣以前的每個物理服務(wù)器就變身成為虛擬主機(jī)架構(gòu)服務(wù)器上的虛擬機(jī)，從而大大提高資源利用率，降低成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可用性，提高了系統(tǒng)的靈活性，完美的實現(xiàn)了服務(wù)器虛擬架構(gòu)的整合。

5 虛擬化整合方法

將部分機(jī)架式服務(wù)器、刀片服務(wù)器、存儲等資源整合到虛擬化平臺資源池中，整合完畢后將擁有CPU 256核，800G內(nèi)存，按40%的資源占用率，每個業(yè)務(wù)系統(tǒng)虛擬化后能平均分配2個CPU，8G的內(nèi)存，而且每臺虛擬主機(jī)還擁有30%硬件資源冗余，可以滿足當(dāng)前及今后一段時間的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

6 結(jié)語

將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務(wù)器變成若干臺相互隔離的虛擬服務(wù)器，因此不再受限于物理上的界限，讓所有服務(wù)器上的CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件資源變成可以動態(tài)管理的“基礎(chǔ)資源池”，從而提高資源的有效利用率，簡化業(yè)務(wù)和操作系統(tǒng)的管理，真正實現(xiàn)服務(wù)器整合，虛擬化的管理方式可以更好地支撐氣象業(yè)務(wù)的變化。另外，通過動態(tài)資源配置，能夠更好支持異構(gòu)操作系統(tǒng)的整合和老應(yīng)用的持續(xù)運(yùn)行，能夠快速轉(zhuǎn)移和復(fù)制虛擬服務(wù)器，以較小的遷移成本，提供了一種簡單便捷的災(zāi)難恢復(fù)解決方案，總體上能夠滿足浙江省氣象信息日益增加的業(yè)務(wù)需求。

參考文獻(xiàn)

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