傳統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)向服務(wù)器虛擬化的改造研究

劉正龍

（69221部隊(duì)，阿克蘇 843000）

以往的服務(wù)器架構(gòu)具體由服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)所組成。大多數(shù)中小企業(yè)的發(fā)展主要借助于以往部署模式來(lái)對(duì)信息化系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。當(dāng)前，涌現(xiàn)出越來(lái)越多的系統(tǒng)，但各自系統(tǒng)部署在獨(dú)立的服務(wù)器上，這就進(jìn)一步增加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器，進(jìn)而引發(fā)諸多問(wèn)題，主要為：（1）數(shù)據(jù)中心大量服務(wù)器占空間；（2）能耗比較大；（3）硬件利用率比較低；（4）服務(wù)器管理比較復(fù)雜；（5）新增服務(wù)器需要花費(fèi)大量的硬件成本與時(shí)間成本；（6）服務(wù)器運(yùn)行穩(wěn)定性問(wèn)題等。

1 簡(jiǎn)述服務(wù)器虛擬化架構(gòu)

以往的操作系統(tǒng)層、硬件層間具有一個(gè)名為hypervisor的抽象層，這是服務(wù)器虛擬化、傳統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)所沒(méi)有的，該抽象層可協(xié)調(diào)通信服務(wù)器上的所有硬件層。其作用是：在邏輯關(guān)系上分離硬件與操作系統(tǒng)，從而降低硬件與軟件間的耦合性。虛擬化指操作系統(tǒng)已不是對(duì)應(yīng)用與硬件進(jìn)行控制，而是相對(duì)硬件獨(dú)立，hypervisor可作為硬件的調(diào)度系統(tǒng)，而對(duì)于hypervisor而言，操作系統(tǒng)僅僅是一個(gè)打包的封裝文件，其能夠在所有的硬件上運(yùn)行操作系統(tǒng)，且一個(gè)hypervisor就可以運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，且對(duì)所有的硬件進(jìn)行控制調(diào)度，操作系統(tǒng)不需要對(duì)硬件是如何調(diào)度的進(jìn)行管理與控制，從而可以讓一個(gè)物理設(shè)備來(lái)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，有效提升硬件的利用率，操作系統(tǒng)只用管理與控制應(yīng)用接口。同理，對(duì)于hypervisor來(lái)說(shuō)，操作系統(tǒng)只是一個(gè)封裝的文件，其移動(dòng)和復(fù)制虛機(jī)就是一個(gè)文件加以移動(dòng)與復(fù)制，那么虛機(jī)就可以在物理機(jī)間實(shí)現(xiàn)傳輸，如果需維護(hù)與升級(jí)硬件，就需要將這一虛機(jī)文件在線依就運(yùn)行服務(wù)的狀況下，使之向其他物理機(jī)上轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到系統(tǒng)級(jí)Motion的目的，在文件服務(wù)器與共享存儲(chǔ)上設(shè)置整個(gè)虛機(jī)文件，這樣可以在一定程度上提升服務(wù)器的穩(wěn)定性，借助服務(wù)器虛擬化架構(gòu)，可以有效解決傳統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)中具有的不足[1]。

2 傳統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)向服務(wù)器虛擬化的改造

2.1 選用適宜的服務(wù)器虛擬化技術(shù)

現(xiàn)如今，在市場(chǎng)上占有率最高的虛擬化產(chǎn)品為vSphere，現(xiàn)階段虛擬化技術(shù)的進(jìn)一步完善與發(fā)展，不同種類的虛擬化產(chǎn)品呈現(xiàn)出多種多樣的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。對(duì)于服務(wù)器虛擬化平臺(tái)的搭建，主要選擇VMware vSphere，該平臺(tái)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 VI虛擬中心的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

2.2 具體設(shè)計(jì)方案

2.2.1 虛擬架構(gòu)VMware vSphere的配置

首先，依據(jù)公司現(xiàn)階段運(yùn)行的各種種類的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際狀況、未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃，傳統(tǒng)服務(wù)器配存儲(chǔ)的架構(gòu)應(yīng)向著虛擬化架構(gòu)加以改造，具體內(nèi)容為：在前期階段，采用3臺(tái)性能良好和配置較為新的服務(wù)器，這3臺(tái)服務(wù)器應(yīng)進(jìn)行升級(jí)配置，直至內(nèi)存滿，對(duì)于服務(wù)器虛擬化平臺(tái)，應(yīng)選擇4個(gè)千兆網(wǎng)口、2個(gè)300G硬盤、2個(gè)光纖卡，這樣做能夠節(jié)約成本。其次，利用1臺(tái)虛擬服務(wù)器，將vCenter軟件安裝到vSphere 6套件中，將具備ESXi 6.X的主機(jī)構(gòu)建為虛擬化服務(wù)器集群，以此來(lái)全面且實(shí)時(shí)的管理所有的虛擬服務(wù)器，從而更加有效的管控虛擬化架構(gòu)；借助vCenter server，可使虛擬化環(huán)境具備更多的功能。最后，借助vSphere HA，能夠讓其具有更好的實(shí)用性，但服務(wù)器硬件出現(xiàn)故障，其會(huì)讓其他服務(wù)器上在ESXI上的虛機(jī)重啟運(yùn)行；同時(shí)，借助vMotion功能能夠把虛擬機(jī)比較方便且在線的由一臺(tái)服務(wù)器向另外一臺(tái)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，這就創(chuàng)造出了沒(méi)有中斷的維護(hù)環(huán)境[2]。

2.2.2 FC SAN儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器的文件共享

后端存儲(chǔ)設(shè)備將利舊IBM DS3512作為虛擬化平臺(tái)，這樣能夠得到更多的共享存儲(chǔ)資源。借助2臺(tái)IBM B24光纖交換機(jī)，將物理服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備雙控制器加以連接，從而對(duì)FC SAN的架構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，光纖模塊速率為8Gb/s。VMFS指一個(gè)可用于許多vSphere部署的均能夠使用的配置手段，其功能為對(duì)存儲(chǔ)環(huán)境進(jìn)行簡(jiǎn)化。在本質(zhì)上，VMware的虛擬架構(gòu)中的虛擬機(jī)是一個(gè)被封裝成一個(gè)檔案文件及多個(gè)相關(guān)環(huán)境配置文件，將這些文件放置在VMFS文件系統(tǒng)中，這樣就能夠讓多個(gè)ESXI Server對(duì)同一存儲(chǔ)進(jìn)行一同訪問(wèn)，進(jìn)而將單點(diǎn)故障進(jìn)行消除。

2.2.3 具體規(guī)劃實(shí)施

主要內(nèi)容有：①對(duì)于遷移的舊服務(wù)器，應(yīng)把這一設(shè)備部署成虛擬化系統(tǒng)，當(dāng)應(yīng)用處于停機(jī)狀態(tài)時(shí)能夠?qū)@一系統(tǒng)加以備份，也能夠?qū)?yīng)用系統(tǒng)暫時(shí)朝著windows server hyper-v的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移；②對(duì)物理服務(wù)器的內(nèi)存進(jìn)行升級(jí)，安裝ESXI操作系統(tǒng)。③建立一個(gè)虛機(jī)，且安裝在vCenter，然后合理的規(guī)劃虛擬池；④為應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)置虛擬機(jī)，并通過(guò)P2V的手段來(lái)將其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移成虛擬化，將結(jié)束遷移的物理服務(wù)器安裝到ESXI虛擬化系統(tǒng)上，建立起虛擬化集群，將其他應(yīng)用服務(wù)器轉(zhuǎn)移至虛擬化平臺(tái)，并設(shè)置到vcenter集中管理；⑤應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)集群服務(wù)器，在已有的物理服務(wù)器上保留生產(chǎn)系統(tǒng)所具備的有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)卡的服務(wù)器；⑥對(duì)已有的服務(wù)器進(jìn)行整合；⑦對(duì)遷移以后的應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行測(cè)試。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著虛擬化技術(shù)的在各個(gè)領(lǐng)域的普及，通過(guò)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器虛擬化，可將每個(gè)系統(tǒng)由物理機(jī)上進(jìn)行完全釋放，使之具備安全性、可靠性、隔離性及可擴(kuò)展性，并能夠充分的利用資源，大大提升運(yùn)行效率。