基于VMWARE的市縣地震通云平臺設計與實現

吳昊

摘要：隨著互聯網技術和虛擬化技術的不斷發展與成熟，云計算應用越來越普及。分析了傳統市縣地震服務平臺系統中存在的缺點及不足，介紹了VMware虛擬化平臺的組成、設計架構和市縣地震通平臺服務器需求規劃。通過實際虛擬化平臺建設及應用表明，在市縣地震通服務系統中使用VMware虛擬化技術，可以極大提高整個市縣地震通服務平臺的連續性，保障市縣地震服務工作的順利開展，提高整個市縣地震服務工作效率。

關鍵詞：虛擬化技術；云計算；VMware；地震應急

DOIDOI：10.11907/rjdk.162019

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）009006203

基金項目基金項目：中國地震局地震研究所所長基金（IS201426146）

作者簡介作者簡介：吳昊（1985-），男，湖北武漢人，碩士，中國地震局地震研究所地震大地測量重點實驗室工程師，研究方向為嵌入式系統技術、網絡技術。

0引言

隨著我國地震科學研究的不斷深入，市縣級地震服務系統建設作為地震科學研究的重要組成部分，在地震行業各領域起到舉足輕重的作用。越來越多的服務器以及存儲設備的加入，雖然可以臨時滿足日益增長的業務需求，但同時存在著使用效率低、業務靈活性差、業務連續性差、業務部署復雜等缺點[1]。

目前，云計算及虛擬化技術不斷發展，虛擬化平臺大多基于Vmware、Xen、Kvm、Hyper-v等。本文采用VMware服務器虛擬化技術，極大降低了市縣地震服務平臺的硬件成本，同時提高了服務器使用效率，解決了傳統物理服務器難以部署的弊端，為市縣地震服務工作的順利開展提供了更可靠的保障。

1虛擬化簡介

在軟件系統和服務器硬件中間加了虛擬化層，將服務器硬件資源統一為抽象的邏輯資源，虛擬化層共享和動態分配可用的服務器物理資源，實現不同的操作系統實例在同一臺物理服務器中運行[1]。通過加入虛擬化層，可以使不同硬件配置相對隔離的服務器從硬件上分離出來，打包成獨立的、可獨立運行及遷移的虛擬機，不再受限于服務器的物理界限，而是讓內存、存儲、CPU、網絡、GPU等硬件變成可動態分配的資源，從而提高物理服務器資源的使用率，同時簡化業務系統管理，實現服務器資源整合，實現快速變化的IT業務適應力[2]。

采用虛擬化服務作為業務平臺具備如下特性：①兼容性：虛擬機兼容目前大部分Windows及Linux操作系統，同時兼容其上運行的所有應用程序和設備驅動；②獨立性：運行于虛擬化環境中的各臺虛擬機，可以共同共享主服務器的各種系統硬件資源，在虛擬機中各種應用相對于傳統單機有著更高的業務連續性；③封裝性：虛擬化平臺上運行各個獨立的虛擬機，包含了一套完整的虛擬硬件資源以及操作系統及其所有應用。在虛擬化平臺中可以方便地移動、復制所屬的虛擬機，并將其存儲于任意存儲介質中。

虛擬化系統平臺結構如圖1所示。

2市縣地震通云平臺組成

市縣地震通云平臺系統主要由VMware虛擬化平臺、互聯網接入、終端指揮平臺、現場管理終端組成[3]，其結構拓撲規劃如圖2所示。在本文中，主要設計任務為搭建基礎VMware虛擬化服務環境，為市縣地震服務系統提供不間斷的業務需求。

VMware vSphere虛擬化平臺主要由ESXi服務器實體、vMotion、VMware DRS（Distributed Resource Scheduler）、VMware vCenter Server以及vSphere High Availability （HA）所組成。

（1）VMware ESXi服務器實體，VMware vSphere ESXi為實體的服務器，在其虛擬層可運行不同實例的虛擬機、最大限度簡化部署和降低配置要求而設計。

（2）VMware vMotion，VMware vSphere vMotion實現服務器間虛擬機間的無縫遷移，從而實現承載業務的連續性和服務的零停機時間。

（3）VMware DRS，DRS服務可不間斷的持續監測VMware集群中主機的資源使用情況，并可以實時動態的分配所需資源給不同的虛擬機實例。

（4）VMware vCenter Server，VMware vCenter Server 是VMware vSphere中的一個集中控制平臺系統，通過集中控制和統一化控制，為vSphere提供為具有可伸縮、可擴展、高可用的虛擬化平臺。

（5）vSphere HA、HA在發生操作系統故障或硬件故障的情況下，其控制器會自動重新啟動所在虛擬機實例，實現業務系統的高可用性。

3虛擬化平臺設計

市縣地震通數據中心虛擬化就是將傳統的物理服務器之間的隔斷進行資源整合，將物理資源轉換為邏輯上可直接調配的資源。在搭建完成虛擬化建設后，可將各種不同配置的服務器資源透明地在各種物理平臺間運行，通過Vmware虛擬化，實現資源間的全自動分配。

3.1物理服務器規劃

服務器虛擬化的基本方法，就是一種能夠通過區分資源的優先次序，并隨時隨地將服務器資源分配給最需要它們的工作負載以簡化管理和提高效率[4]，繼而減少為單個工作負載峰值而儲備資源的方法[5]。

本設計中的虛擬化平臺服務器采用6臺雙路刀片式式服務器，并將所有服務器設計在同一個高可用群集中，集群中的服務器采用同一型號的中央處理器，以便開啟HA高可用以及vMotion實時遷移功能。主要用于支撐數據庫業務以及所有應用服務器業務，其中每臺服務器都擁有6個千兆以太網口。

3.2虛擬化網絡規劃

Vmware虛擬化平臺本身包含虛擬化網絡（vNetwork）功能，其中就包含有以太網卡虛擬化（vNIC）、交換機虛擬化（vSwitch）、分布式交換機虛擬化（vDS）以及端口組虛擬化（Port Group）。此外，虛擬化網絡中還提供3種網絡模式接口：橋接模式、NAT地址轉換模式、Host-only模式。