地震行業虛擬化數據中心監控與運維的搭建與應用

方偉華，周藍捷，李文惠

（廈門地震勘測研究中心，福建 廈門 361021）

地震行業虛擬化數據中心監控與運維的搭建與應用

方偉華，周藍捷，李文惠

（廈門地震勘測研究中心，福建 廈門 361021）

隨著社會經濟和技術的快速發展，IT行業共經歷了傳統數據中心、虛擬化數據中心、私有云、公共云4個發展階段。當前，地震業務系統普遍完成了虛擬化數據中心建設工作，逐步由傳統數據中心向云數據中心轉變。引用VMWARE公司Vcops的虛擬化數據中心監控體系架構方案，解決當前地震行業內虛擬池化的資源管理方面存在的問題，從而提高地震業務的服務質量，減少突發事件以及基礎架構和應用服務停機事件。簡單介紹了該方法的體系架構，重點闡述了該方法在地震虛擬化數據中心配置與應用舉例，通過數據收集，經過分析后，用報表的形式展示給用戶，并給出虛擬化數據中心未來趨勢意見，有效保障地震業務系統的高效運行。希望相關闡述能夠讓更多這方面的工作人員了解，更好地將其推廣至地震行業內。

Vcops；地震虛擬化數據中心；監控運維；容量分析

《中國地震局防震減災信息化規劃》（GH/2—13）提出了在下一代基礎信息系統建設中要應用云計算技術的目標。一般情況下，IT行業的發展需經歷傳統數據中心、虛擬化數據中心、私有云和公共云4個階段。當前地震業務系統在經過“十二五”項目建設的改造后，普遍完成了虛擬化數據中心建設工作，天津局、上海局、山東局已經開展了云計算部署試點。目前，福建省地震局有3套基于VMWare Vsphere的虛擬化云計算系統，分別承載地震研究室的地震預警與烈度速報數據產品的展示，臺網維護室的流接收與處理系統，信息網絡室的通用信息系統等應用。

面對當前地震業務系統如此眾多的虛似化系統，如何管理好這些系統——監控虛擬化數據中心的各類資源的使用情況，也包括了虛擬化環境中的性能、告警、事件類的信息監控是很重要的。其實，在Vsphere架構方案中，Vcenter本身已具有簡單的監控功能，但它是以配置管理為主，對于相對復雜的場景，無法滿足更高標準的監控與運維要求。而Vcops是一個虛擬化數據中心自動運營管理工具，Vcops中展示的所有與虛擬化相關的數據都來自于Vcenter。Vcops可以判斷數據中心的健康狀況和使用效率，給出相關預測和建議，并及時向管理員報警，指明潛在的風險和異常，從而更好地提升地震業務的服務質量。

1 架構工具選擇

1.1 Vcops簡介

Vcenter Operations Manager（Vcops）是一個在 VMWare Vsphere的虛擬化云計算系統環境下，用于管理數據中心內所有ESXi服務器性能和容量的軟件。通過監控ESXi物理服務器的計算資源和存儲資源的使用情況，Vcops可以有效判斷數據中心的健康狀況和使用效率，給出必要的預測和建議，及時地向管理員反應潛在的風險和異常。

1.2 Vcops優勢

在VMWare Vsphere的虛擬化云計算系統中部署Vcops，有以下幾個優勢：①提高服務質量，減少突發事件以及基礎架構和應用服務停機事件的發生；②通過簡化性能、事件和變更管理任務，大大提高IT工作的效率；③適當調整規模和回收過度調配的容量，減少服務器方面的開銷；④每位虛擬基礎架構管理員可管理的虛擬機數量增加。

2 系統架構

從圖1中可以看出，Vcops的工作是由2臺虛擬機（VM）完成的。

2.1 Analytics VM

“分析”虛擬機負責收集、存放和分析性能指標數據（Metrics）、拓撲結構數據（Topology）和事件數據（Event）。其中，收集到的原始數據被儲存在FSDB數據庫中，而經過分析、處理的數據則被儲存在PostgreSQL數據庫中?！胺治觥碧摂M機的數據采集源包括vSphere Cloud、Vcenter、Vcenter Configuration Manager以及其他的第三方設備。

2.2 UI VM

“界面”虛擬機負責將經過分析、處理的數據呈現給用戶。該虛擬機通過OpenVPN從“分析”虛擬機中獲取數據，再經過自己的處理后將這些數據儲存在PostgreSQL數據庫中。

“界面”虛擬機的核心是3個Web應用程序，即：①Vsphere WebApp。由VMware提供，用于呈現Vsphere產品的狀態信息。Vsphere WebApp的訪問路徑是https://{UI VM IP}或者 https://{UI VM IP}/Vcops-vsphere.②Custom WebApp。它由第三方提供，一般用于呈現第三方設備的狀態信息。比如，由EMC發布的ESA產品就是一個第三方插件，將其安裝到Vcops上后，用戶就可以通過Custom WebApp來查看Vsphere后端的EMC存儲設備的狀態信息。Custom WebApp的訪問路徑是https://{UI VM IP}/Vcopscustom.③Admin WebApp。它是由VMware提供的，用于配置和管理Vcops本身。Admin WebApp的訪問路徑是https://{UI VM IP}/admin.

圖1 系統架構圖

3 安裝與配置

3.1 安裝

在系統部署的過程中，只需要用2臺硬件服務器即可完成Vcops的部署，一臺安裝VMware ESXi5.5，負責安裝Vcops應用；另一臺服務器安裝Vcenter，負責管理Vcops應用中產生的2臺虛擬機。Vcenter的安裝本文中就不再介紹，一般虛擬化數據中心都已架構，本文主要介紹Vcops的安裝過程。Vcops工具是以OVF模板的方式提供的，安裝部署簡單。

這里簡單介紹一下Vcops的安裝步驟：①從VMWare官網下載最新版——VMware-Vcops-5.7.0.0-1073531-vapp.ova模板，使用虛擬數據中心連接工作Vsphere Client登錄Vcenter Server，在“文件”菜單選擇“部署OVF模板”，如圖2所示。②在“源”對話框單擊“瀏覽”按鈕，選擇下載的Vcops安裝模板。這是一個“VMware-Vcops-5.7.0.0-1073531-vapp.ova”、大小為1.36 GB的文件。③“OVF模板詳細信息”對話框中顯示了要部署的OVF模板的信息，包括產品的名稱、版本、下載大小、占用的空間。④在“最終用戶許可協議”對話框中單擊“接受”按鈕，然后單擊“下一步”按鈕。⑤在“名稱和位置”對話框顯示要部署的Vcops模板的名稱（以vAPP提供），在此選擇默認值。⑥在“部署配置”對話框中選擇“小”，這可以管理1 500個以內的虛擬機。Vcops有3種配置方式，分別為大、中、小3種方式。當配置方式為“小”時，需要4個vCPU和16 GB內存（實際運行時可以配置為8 GB），它可以管理1 500個以內的虛擬機；當配置方式為“中等”時，需要8個vCPU、25 GB內存，它可以管理1 500～3 000個虛擬機；當管理方式為“大”時，需要16個vCPU、34 GB內存，它可以管理3 000個以上虛擬機。⑦在“資源池”對話框中選擇資源池，在此選擇根目錄即HA群集。⑧在“存儲器”對話框中選擇將Vcops模板保存的目標存儲器。推薦選擇群集中的共用存儲或網絡存儲。⑨在“磁盤格式”對話框中選擇以什么格式存儲虛擬磁盤。Vcops需要3.8 GB精簡置備和344 GB（厚置備）的虛擬磁盤，如果是實驗，可以將344 GB磁盤設置為“精簡置備”磁盤。這里是一個生產環境，要有足夠的磁盤空間，所以，選擇“厚置備”磁盤。⑩在“網絡映射”對話框中選擇此模板使用什么網絡，然后選擇相應的網絡。?在“IP地址分配”對話框中選擇使用“固定的”IP地址。部署Vcops模板后，會創建2個虛擬機，每個虛擬機需要1個IP地址。?在“屬性”對話框中選擇時區，并設置UI VM IP地址和Analytics虛擬機的IP地址。?“即將完成”對話框中顯示了Vcops模板的部署屬性，確認無誤之后單擊“完成”按鈕。通過以上幾個步驟即可完成Vcops的安裝，簡單方便。

圖2 部署OVF模板

3.2 配置

在首次登錄時，需要打開“初始設置向導”，即：①在“虛擬設備詳細信息”對話框中輸入宿主Vcenter Server的地址、管理員賬戶和密碼，并輸入Analytics VM的地址。②在“安全警示”對話框中單擊“是”按鈕，信任Vcenter Server服務器的證書信息。③在“更改密碼”對話框中更改Vcenter Operations Manager管理員密碼和root賬戶密碼。默認管理員賬戶密碼為admin，默認root密碼為vmware。更改密碼時，密碼至少需要8位，并且至少包含一個字母和一個數字。④在“指定要監控的Vcenter Server”對話框中輸入Vcenter Server的IP地址172.30.5.20，輸入Vcenter Server的管理員賬戶和密碼，并在“顯示名稱”中輸入顯示名稱。⑤開始鏈接到Vcenter Server。⑥顯示Vcenter Operations Manager的管理界面。Vcops向Vcenter注冊信息界面如圖3所示。

圖3 Vcops向Vcenter注冊信息

4 功能與應用

4.1 面向管理目標的整體監控

與Vcenter不同，Vcops是面向管理目標的監控方式，這些管理目標包括故障/告警/異常、使用率/性能數據、資源池容量、虛擬機使用活躍度、資源配置、計費等。通常的視圖是先選擇一種管理目標，再選擇要查看的設備。

Vcops不是簡單的顯示數據和曲線，它是將數據進行分析，記錄分析系統常規行為特征，從而評估任意時刻下該系統是否在正常狀態運行的結論。虛擬化數據中心整體健康狀態如圖4所示。

圖4 虛擬化數據中心整體健康狀態

4.2 Vcops協助進行故障的整體診斷分析

由Vcenter收集來的數據，經過Vcops分析，可有效預估故障情況，而使用圖表便于進行問題診斷，具體步驟是：①管理員發現某個Oracle虛機出現告警；②檢查存儲磁盤設備；③檢查EMC VNX存儲；④得出故障原因。故障分析步驟如圖5所示。

4.3 預估資源耗盡時間評估未來需求容量

Vcops通過Vcenter收集數據、分析數據，可得出虛擬機未來容量預測。以福建省簡易烈度計數據中心Earthworm系統為列，通過分析每日資源利用率，與當前虛擬機資源配置進行比對，得出未來容量需求形勢。

虛擬機容量分析情況如圖6所示，數據中心CPU容量趨勢報告如圖7所示。

4.4 資源調整與優化

應用Vcops的報告功能，可以明確一段時間內資源利用率較低的虛擬機，并將其回收，同時，還可以分析出近期資源緊張的虛擬機，盡快對資源進行調優。虛擬化數據中心資源調優建議如圖8所示。

5 結束語

在地震行業網虛擬化數據中心應用Vcops工具，基于其部署簡單、可視化直觀、數據分析標準化、趨勢意見報告機制等特點，可有效保障當前地震行業內池化數據中心面臨的管理困難的問題。

通過該應用工具的試部署，可以有效提高服務質量，減少突發事件以及基礎架構和應用服務停機事件的發生，提高工作效率，降低運維成本。

圖5 故障分析步驟

圖6 虛擬機容量分析

圖7 數據中心CPU容量趨勢報告

圖8 虛擬化數據中心資源調優建議

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［3］虛擬化與云計算小組著.云計算寶典——技術與實踐［M］.北京：電子工業出版社，2012：4-12.

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［5］苑文成，朱怡安，陸偉.面向虛擬資源的云計算資源管理機制［J］.西北工業大學學報，2010，28（5）：34-39.

TP308

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.20.144

2095－6835（2017）20－0144－04

方偉華（1982—），男，工程師，主要從事地震業務系統運維方面的工作。

〔編輯：白潔〕