數(shù)據(jù)中心信息系統(tǒng)的虛擬化實現(xiàn)研究

宋莉

【摘要】? ? 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中，大規(guī)模的計算資源部署已逐步顯露出系統(tǒng)運行效率低，維護保障成本高、設(shè)備資源能耗大等問題。本文應用VMware vSphere虛擬化技術(shù)對數(shù)據(jù)中心的信息系統(tǒng)進行改造，搭建統(tǒng)一的vCenter Server綜合管理平臺，通過控制終端進行遠程集中管理，實現(xiàn)了運維效率的提升和能耗的降低。

【關(guān)鍵詞】? ? VMware vSphere虛擬化技術(shù)? ? 數(shù)據(jù)中心

[Abstract]? Along with the traditional data center application， some problems of the large-scale computing resources deployment have appeared， including low system efficiency， high maintenance cost and energy consumption， etc. The article reforms the data center information system by VMware vSphere virtualization technology. Furthermore， a unified vCenter Server management platform is designed for improving operation and maintenance efficiency and reducing energy consumption.

[Key words]? ? ?VMware vSphere virtualization technology? ? data center

引言：

虛擬化技術(shù)已不是簡單意義上虛擬硬件資源，從硬件到軟件，從存儲到服務，已涵蓋了更高更廣泛的應用層面。數(shù)據(jù)中心在采用虛擬化技術(shù)之前，每當部署新應用程序或系統(tǒng)時，往往要購買一套新服務器，安裝操作系統(tǒng)、驅(qū)動程序并調(diào)試系統(tǒng)環(huán)境、封堵安全漏洞，從運維的角度而言，無論是資源消耗還是后期維護，都會給管理人員帶來日益沉重的負擔。

一、虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)主要包括存儲虛擬化、計算虛擬化、服務虛擬化等內(nèi)容，通過該技術(shù)能帶來諸多新的用戶體驗：

1.1降低能耗

數(shù)據(jù)中心通過整合現(xiàn)有硬件資源，包括服務器的計算和存儲資源，合理化分配各類應用系統(tǒng)，減少實際運行服務器的數(shù)量，可有效的降低資源消耗，精簡機房設(shè)施和人力資源投入。

1.2提高效率

數(shù)據(jù)中心通過部署虛擬化環(huán)境，新增一項服務后不需要重新搭建硬件和軟件環(huán)境，管理人員可在虛擬環(huán)境中方便快捷地完成新計算資源、存儲資源的分配和軟件應用部署。

1.3提高可用性

在虛擬環(huán)境中，帶來應用負載移動性提高、正常運行時間增加以及故障恢復簡化等優(yōu)勢。新模式下，管理員可從容更換故障設(shè)備后重新部署上線使用，基于負載均衡特性的虛擬化存儲特性使得運行在其上的應用服務能夠長時間不間斷保持運行。

1.4提高安全性

過去，管理員需要關(guān)注數(shù)據(jù)中心每一臺在線運行的服務器，假設(shè)一臺主機感染木馬，整個數(shù)據(jù)中心都面臨“中招”，木桶效應明顯。

通過虛擬化技術(shù)，安全管控只需把握少數(shù)幾個關(guān)鍵，在出口利用虛擬化產(chǎn)品自帶的安全防護配置，能夠達到很好的防火墻效果，保護整個虛擬化環(huán)境。

二、虛擬化產(chǎn)品

VMware vSphere是VMware公司推出的一套服務器虛擬化解決方案，在國內(nèi)外各部門機構(gòu)中得到廣泛的部署和應用。VMware vSphere實際上是一套包含多個產(chǎn)品與特性的集合，它主要包括：

1.用于提供基礎(chǔ)環(huán)境虛擬化的虛擬機管理程序ESXi;

2.用于提供中央控制、集中管理的vCenter Server;

3.用于管理員通過客戶端進行系統(tǒng)維護的vSphere Client和通過Web頁面進行系統(tǒng)維護的vSphere Web Client;

4.用于提供集中存儲的Storage DRS。

三、虛擬化部署

以數(shù)據(jù)中心一套視頻會議系統(tǒng)項目（以下簡稱X）為例，按照建設(shè)標準共部署服務器16臺，加上基于冗余鏈路設(shè)計的路由交換和邊界防護設(shè)備，無疑會產(chǎn)生大量空間被占用以及相關(guān)噪音和能耗問題，假設(shè)服務器群沒有采取有效的容災措施，單點故障導致系統(tǒng)無法正常提供服務的可能性也很高。據(jù)此，重點討論利用VMware vSphere虛擬化技術(shù)對項目X進行虛擬化改造，以期改善目前存在的系統(tǒng)開設(shè)效率低、維護保障難度大、容災備份手段弱等問題。

3.1 部署前的準備

具體操作前，需要對現(xiàn)有項目X網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中設(shè)備進行一次全面性能統(tǒng)計，如表1所示。

可見，大部分服務器由于內(nèi)存配置較低，僅有3臺內(nèi)存使用率保持在10%以內(nèi)，考慮到資源整合效益，計劃將16臺服務器中13臺性能較弱的Lenovo服務器所承載的業(yè)務通過虛擬化技術(shù)遷移均衡到其中3臺性能較好的服務器，資源總量完全滿足現(xiàn)有資源占用，并根據(jù)原有應用資源消耗及業(yè)務區(qū)分情況，對3臺服務器所承載的應用進行遷移，具體情況見表2。

3.2 構(gòu)建虛擬化環(huán)境

接下來簡要討論通過VMware vSphere虛擬化技術(shù)部署項目X。分別對3臺服務器數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)和數(shù)據(jù)備份，對其硬盤進行重新分區(qū)（保持原有陣列RAID5模式），劃分一個50GB的卷作為主分區(qū)，用于安裝VMware ESXi系統(tǒng)，其余空間劃分成一個整體卷，用于部署虛擬機的存儲空間。

在編號為ESXi #1的服務器中安裝虛擬環(huán)境管理平臺vCenter Server（VCS），以及分別用于核心、會議目錄、文件傳遞3臺虛擬機，同時考慮到視頻加密模塊的加載，將USB加密機獨占掛接到虛擬化后的會議目錄服務器中。同理，在ESXi #2中部署錄像存儲、在線調(diào)度、會議管理庫、人員庫和附件庫共5臺虛擬機，在ESXi #3中部署各類視頻應用虛擬服務器共7臺。

各虛擬機安裝Windows 2008 Server操作系統(tǒng)和Oracle數(shù)據(jù)庫，虛擬網(wǎng)卡設(shè)置為“網(wǎng)橋”模式，手動分配IP地址。在管理終端中安裝用于遠程管理的vSphere Client客戶端，實現(xiàn)通過交換機在局域網(wǎng)中對VCS進行遠程操作，最終達到綜合管理各虛擬服務器的目的。

經(jīng)測試，各臺虛擬服務器運行正常，3臺物理服務器資源利用率均在合理控制范圍之內(nèi)，虛擬化改造滿足實際需求，達到了預期目的。

四、結(jié)束語

通過虛擬化改造，僅從耗電量（以每臺400W，工業(yè)用電1.1元/度計算）方面計算，關(guān)停的13臺服務器每年可節(jié)省電費4.6萬元。能耗的降低僅僅是虛擬化帶來的一方面優(yōu)點，精簡的系統(tǒng)部署給管理人員帶來便捷高效的維護效率更是虛擬化技術(shù)的優(yōu)勢所在，舉例來說，系統(tǒng)備份通過快照的方式將時間縮短到秒級（過去超過1個小時），數(shù)據(jù)和系統(tǒng)遷移也變得非常簡單，極大的提升了系統(tǒng)穩(wěn)定性和管理便捷性。