升級、遷移實時數據庫

實時數據庫系統應用現狀

筆者所在企業IP.21實時數據庫軟件采用的是Aspen公司IP.21產品，版本為V2006，服務器使用的是DELL公司服務器，操作系統采用的是Windows Server 2003，系統架構圖如圖1。

實時數據庫系統作為生產方面的數據倉庫，在生產數據實時監控、平衡、預警和信息系統集成等方面應用廣泛。但由于該系統建設時間早、采集數據范圍廣，在硬件及應用方面存在諸多問題。

圖1 實時數據庫系統架構圖

1.服務器數量多，硬件資源分散，無法實現硬件資源共享。

2.服務器操作系統版本陳舊，存在安全隱患。

3.IP.21軟件產品版本較低，無法使用軟件新功能。

4.IP.21數據庫服務器硬件資源尤其是硬盤資源接近飽和，無法動態擴展，無法支持系統持續穩定運行。

如何對IP.21實時數據庫系統進行軟硬件升級，滿足系統安全可靠、穩定運行、實現資源動態調度成為運行人員急需解決的問題，而服務器虛擬化技術是其有效的解決方案之一。

服務器虛擬化技術

服務器虛擬化可以提高資源利用率，簡化系統管理，實現服務器整合。

VMware公司的vSphere產品有其獨特產品技術特點，其主要組件及技術特點如下：

1.ESX/ESXi

VMware vSphere ESX/ESXi是vSphere服務器虛擬化基礎功能組件,是在物理服務器上安裝的虛擬化管理程序，用于管理物理服務器底層硬件資源，安裝ESXi物理服務器成為ESXi主機，是VMware vSphere虛擬化架構的基礎。

2.vCenter

vCenter即VMware vCenter Server，其提供可伸縮、可擴展平臺，為虛擬化管理奠定基礎，可集中管理VMware vSphere環境，統一管理ESX/ESXi等虛擬機，它把多臺物理服務器整合成一個集群，協助功能組件實現高級管理功能。

3.vMotion虛擬機主機遷移

vMotion實現虛擬機在物理服務器間遷移，無需中斷應用服務。虛擬機會保留網絡標識和連接，實現虛擬機無縫遷移。vMotion遷移時間很短，虛擬機運行服務不會中斷，客戶端沒有任何感知。

4.Storage vMotion虛擬機存儲遷移

Storage vMotion實現虛擬機在存儲設備間遷移，遷移過程對用戶透明，無需中斷應用服務。vMotion改變的是虛擬機所屬主機，Storage vMotion改變的是虛擬機所屬存儲。

5.DRS動態資源分配

DRS實現邏輯資源池中硬件資源平衡計算和動態分配，其通過監視資源利用率，實現虛擬機間自動、智能平衡資源。DRS功能是自動運作的，無需管理員干預。

6.Storage DRS

Storage DRS實現持續平衡存儲空間使用量和存儲I/O負載，避免出現資源瓶頸，滿足應用服務分級保障要求。

7.High Availability HA高可用

HA實現經濟高效的自動化重啟，當硬件和操作系統發生故障時，無需人工干預自動重啟所有應用，從而保證服務器高可用。

鑒于VMware公司的服務器虛擬化產品能夠解決IP.21實時數據庫系統軟硬件升級、資源動態調度、安全可靠、穩定運行等問題，因此，IP.21實時數據庫升級通過VMware vSphere產品的服務器虛擬化技術解決其存在問題。

系統實施方案

鑒于實時數據庫系統實際應用中問題和服務器虛擬化技術優越性，對于實時數據庫系統升級采用服務器虛擬化技術。

虛擬化產品采用VMware vSphere、服務器采用DELL服務器、存儲采用華為S2600、存儲網絡采用博科光纖交換機，其中四臺DELL服務器硬 件配置均相同，SAN光纖交換機采用雙機冗余配置，存儲采用SAN存儲網絡結構。

圖2 服務器虛擬化系統架構圖

每臺服務器通過2個HBA光纖卡分別與兩臺光纖交換機互聯、每臺存儲主副控制器通過4個HBA光纖卡分別與兩臺光纖交換機互聯，每臺ESX服務器通過6根千兆網線與服務器交換機互聯，形成高速冗余數據傳輸鏈路，具體架構示意圖如圖2所示。該實施方案實現了硬件冗余，通過虛擬化技術實現操作系統和應用的高可用。此升級方案優點為：

1.用虛擬化遷移技術，實現操作系統和應用遷移，降低升級難度和停機時間。

2.實現硬件資源共享。

3.實現實時數據庫系統的高穩定性和高可用。

4.杜絕因硬件問題導致應用中斷。

5.享受虛擬化DRS、HA、vMotion技術優越性。

6.便于系統運維，提升操作系統和數據備份效率。

虛擬化服務器

為實時數據庫系統提供虛擬化服務的平臺采用4臺DELL服務器，每臺服務器4*8CPU，256G 內 存，16*300G硬盤，硬盤采用Raid6進行磁盤冗余陣列配置。

因篇幅所限，虛擬化平臺安裝步驟簡述如下：

1.安裝、配置ESXi

(1)服務器BIOS設置啟用虛擬化功能。

(2)在服務器中運行安裝光盤安裝ESXi。

(3)設置ESXi ROOT密碼。

(4)配置管理地址具備遠程配置條件。

2.安裝vCenter

(1)新建vCenter管理虛擬主機。

(2)映射vCenter安裝光盤。

(3)安裝vCenter管理軟件。

(4)登陸vCenter遠程管理。

3.安裝vSphereClient

(1)在管理客戶端計算機上拷貝安裝介質。

(2)安裝vSphereClient軟件。

(3)通過vSphereClient登陸管理虛擬機。

4.VMware vCenter建立數據中心和集群

(1)通過vSphereClient登陸vCenter。

(2)創建數據中心。

(3)創建虛擬化集群（集群功能啟用vSphere HA和DRS）。

(4)創建主機，將所有4臺服務器均加入集群并啟用HA和DRS。

5.創建虛擬機并安裝操作系統

(1)根據規劃創建所需虛擬機。

(2)配置虛擬機硬盤、CPU、內存、網卡等相關硬件資源。

(3)安 裝Windows Server2008操作系統并配置分區、網絡地址等信息。

6.通過遷移工具遷移實時數據庫服務器

7.配置虛擬機

虛擬化存儲

實時數據庫系統虛擬化存儲采用華為S2600T存儲，總共60*300G硬盤，其中主機框12塊硬盤，主機籠24塊硬盤，輔機籠24塊硬盤。目前，主流存儲系統網絡架構有直連式存儲DAS、網絡接入存儲NAS、存儲區域網絡SAN三種網絡架構，由于DAS可擴展性差，NAS數據傳輸和備份對于本地網絡環境依賴性強等缺點，本存儲實施方案采用SAN網絡架構。

控制框：每臺控制框有2個控制器進行冗余，控制框與存儲主機籠、輔機籠雙鏈路冗余連接。

RAID組設置：為了保證數據安全，主機框、主機籠和輔機籠均采用RAID5進行磁盤冗余，并設置2塊熱備盤進行熱備。

主機組設置：根據應用情況劃分主機組，并將主機組與規劃LUN進行映射。

LUN規劃：根據系統實際應用情況劃分3個LUN提供虛擬化存儲服務，分別為IP.21數據庫服務器A、IP.21數據庫服務器C、其他IP.21服務器所使用，規劃LUN的存儲空間分別為5T、5T、5T。

虛擬化網絡

服務器虛擬化網絡環境包括服務器網絡和存儲網絡，服務器網絡提供ESXi主機連接的企業網絡，存儲網絡提供ESX主機與存儲之間數據交互的網絡。

1.服務器網絡

虛擬化服務器管理網絡直接連接到企業服務器區交換機上，其中每臺服務器通過6根千兆網卡互聯，并在交換機上設置端口聚合，提供足夠網絡吞吐量，保證數據正常傳輸，其交換機端口聚合配置命令示例如下：

(1)定義聚合組

2.存儲網絡

存儲網絡采用的是光纖交換機，其是一種高速的網絡傳輸中繼設備，采用了光纖電纜作為傳輸介質，優點是速度快、抗干擾能力強。

本實施方案光纖交換機為博科光纖交換機，采用雙機冗余設置，光纖交換機、存儲、ESX服務器互聯均采用雙鏈路設計，其中每臺服務器通過2個HBA卡與光纖交換機A/B互聯，每臺存儲上通過2個冗余控制器4個HBA卡與光纖交換機A/B互聯，實現設備、鏈路冗余。

SAN交換機需要規劃ZONE以保證數據傳輸性能和安全性，ZONE配置示例命令如下：

虛擬機規劃

根據IP.21實時數據庫系統服務器實際資源利用情況，參考系統數據增長預期，在虛擬化平臺上建立IP.21數據庫A/B/C、認證服務器、Web21服務器、SCADA接口機、SIS接口機、CCS 接口機、LIMS接口機等虛擬機，操作系統安裝Windows Server 2008。在虛擬機故障時，為保證各虛擬服務器實現動態數據遷移，IP.21數據庫A使用存儲LUNA中，IP.21數據庫C使用存儲LUNB中，其他服務器使用存儲LUNC中。

虛擬化實踐

至此，IP.21實時數據庫系統升級需要存儲、SAN交換機、虛擬化環境已經部署完畢，具備了虛擬化和系統升級所需條件。

為了節省虛擬化遷移時間，公司實時數據庫系統中軟件版本高的服務器可以通過VMware遷移工具進行虛擬化遷移，對于無法通過工具遷移的服務器采用創建虛擬機進行數據遷移方法升級。

下面簡要介紹虛擬化遷移工作步驟。

實時數據庫服務器虛擬化遷移

利用VMware遷移工具（VMware vCenter Converter Standalone Client）遷移實時數據庫物理服務器。

1.運行VMware遷移工具。

2.填寫需要遷移主機IP、用戶名、密碼。

3.選擇vCenter并填寫用戶名和密碼驗證。

4.選擇vCenter主機。

5.配置待遷移目的虛擬機資源，包括CPU、內存、分區、IP地址等信息。

6.進行服務器遷移，遷移完畢后，關閉原有服務器，啟動遷移后服務器測試應用是否正常。

實時數據庫服務器升級遷移

利用VMware虛擬化平臺創建新的虛擬機，進行實時數據庫虛擬化數據遷移工作。

1.創建虛擬機，安裝服務器操作系統，配置虛擬機CPU、內存、硬盤分區、IP地址等信息。

2.按照系統規劃設置操作系統，掛載系統所需硬盤并分區。

3.安裝IP.21實時數據庫軟件，安裝版本為V7.3版本。

4,安裝IP.21實時數據庫軟件補丁。

5.安裝IP.21接口軟件。

6.備份原有IP.21實時數據庫服務器歷史庫、Services、hosts、def、ADSA data source、Snapshot、Group文件。

7.在目的IP.21實時數據庫服務器上導入歷史庫、Services、hosts、def、ADSA data source、Snapshot、Group。

8.備份接口機的數據，安裝接口機的接口軟件、重建接口，測試數據傳輸是否正常。

9.確認IP.21實時數據庫系統數據采集、存儲、展示功能是否正常。

結語：本文介紹了IP.21實時數據庫系統和服務器虛擬化技術，利用VMware虛擬化技術通過存儲、SAN交換機、服務器構建服務器虛擬化平臺，創建實時數據庫系統升級需要的虛擬機。依托服務器虛擬化，完成實時數據庫系統操作系統、IP.21軟件升級工作，利用VMware虛擬化平臺的vMotion、DRS、HA等技術，實現了IP.21實時數據庫系統的故障轉移、資源動態調整、高可用和及時便捷的系統備份和數據備份。N