论文-数据中心虚拟化改造研究.doc

试论服务器虚拟化应用摘要：随着虚拟化技术的迅速发展,尤其是在当今世界倡导低碳节能、环保绿色的节约型社会环境中,服务器虚拟化技术已经受到了越来越多的关注。论文对虚拟化服务器管理系统的需求、优势进行分析，给出了虚拟化实施的效益。关键字：虚拟化 服务器 应用一.背景近年来，随着生产办公的信息化程度越来越高，生产业务系统、财务核算业务系统、内外网站信息发布管理系统、行政办公与绩效考核系统、人力资源管理信息系统、资产管理业务系统等信息化业务应用越来越多，单位的运转越来越依赖于信息系统，系统间数据交换越来越频繁，业务信息的实时性要求越来越高，数据信息积累的越来越多。合理划分关键业务、非关键业务、辅助业务之间的关系，合理配置信息化资源，保证核心业务的运行安全和效率，并降低能耗，成了摆在信息化工作人员面前的首要课题。业务系统运行依赖于物理环境安全、网络链路安全、服务器存储安全、操作系统安全、应用软件安全、数据库安全、防攻击篡改安全等等多个方面，这些都有可能导致业务系统宕机甚至导致数据丢失，给生产办公带来不可估量的损失。二、服务器应用现状通过调查，服务器工作负载具有极大的差异，不同的应用在不同的时间段内，利用率有极大的差别，有的利用率基本为0%，有的却高达95%以上，但普遍认为平均利用率6%-12%。这导致了大量的硬件、空间以及电力的浪费。由于应用程序兼容性的问题，不同的应用系统很难部署在同一台服务器上运行，只能通过在不同服务器中分别运行的方式，将应用程序隔离起来。这又会导致服务器数量的增长。另外，购置和部署新的服务器是一项漫长的过程，并且耗费大量人力，往往需要数日甚至数月的考虑以及操作，这使得信息化运维人员难以应对业务快速成长和不断变动的需求。三、服务器虚拟化的优势虚拟机VM（VirtualMachine）是运行软件程序的平台，对于客户来说，一个VM就是一台物理服务器，它拥有独立的虚拟硬件资源，虽然这些虚拟硬件资源是通过虚拟化来得到了，但是对于客户来说，客户已经拥有了业务正常运行相应的需求，例如CPU、内存、硬盘等大小。服务器虚拟化技术的优点： 提升资源利用率：通过服务器虚拟化的整合，提高了CPU、内存、存储、网络等设备的利用率，同时保证原有服务的可用性，使其安全性及性能不受影响。 提高服务可用性：用户可以方便地备份虚拟机，在进行虚拟机动态迁移后，可以方便的恢复备份，或者在其他物理机上运行备份，大大提高了服务的可用性。 加速应用部署：采用服务器虚拟化技术只需输入激活配置参数、拷贝虚拟机、启动虚拟机、激活虚拟机即可完成部署，大大缩短了部署时间，免除人工干预，降低了部署成本。 降低运营成本：服务器虚拟化降低了IT基础设施的运营成本，令系统管理员摆脱了繁重的物理服务器、OS、中间件及兼容性的管理工作，减少人工干预频率，使管理更加强大、便捷。 降低能源消耗：通过减少运行的物理服务器数量，减少CPU以外各单元的耗电量，达到节能减排的目的。 提高应用兼容性：服务器虚拟化提供的封装性和隔离性使大量应用独立运行于各种环境中，管理人员不需频繁根据底层环境调整应用，只需构建一个应用版本并将其发布到虚拟化后的不同类型平台上即可。 动态调度资源：在服务器虚拟化技术中，数据中心从传统的单一服务器变成了统一的资源池，用户可以即时地调整虚拟机资源，同时数据中心管理程序和数据中心管理员可以灵活根据虚拟机内部资源使用情况灵活分配调整给虚拟机的资源。四、服务器虚拟化应用采用虚拟化技术整合电子政务外网的各种资源，其主要目的是建设一个能够承载市级电子政务外网应用系统的运行平台，实现可管理、可伸缩、可扩展、高可用的的特性，管理人员可以集中运行和维护这个运行平台，而且可以将日常的管理重点只放在平台运行的管理上，而不必关心平台上运行的是哪些具体应用。大大提高资源利用率，降低成本，增强了系统和应用的可用性，提高系统的灵活性和快速响应，实现服务器虚拟架构的完美整合。从业务层面考虑，需要对应用系统进行虚拟化整合，通过罗列、梳理，确定了需要整合的业务系统，生产业务系统、财务核算业务系统、内外网站信息发布管理系统、行政办公与绩效考核系统、人力资源管理信息系统、资产管理业务系统等业务系统等可以纳入虚拟化平台的范围之中。VMware ESX是业界第一款用于 x86 系统的“裸机”虚拟化管理程序，支持当前主流的服务器产品和操作系统，具有超强的可靠行，且功能最强大，已经在全世界数以万计的客户部署上得到验证。本次服务器虚拟化改造选用VMware ESX系列产品。下图是虚拟化整合之后的IT架构：网络拓扑图对于虚拟化服务器，搭建了虚拟化集群，并进行统一管理。在网络层面构建VLAN，数据共享、业务隔离等，都可以延续各类应用管理模式。随着虚拟化的不断应用，可以不断动态地增加虚拟化集群的规模，搭建更健康的IT体系架构。客户端方面，延续了原先的访问模式，对于虚拟服务器的数据交互等操作，等同于原先传统物理服务器的的访问模式，不会对业务系统造成任何不利影响。虚拟化后，服务器数量、网络设备、机架、其它外设以及IT支撑设备会大量减少，机房环境会变得更加易于管理并井井有条。Center是一个强大的集中虚拟化管控工具，通过vCenter可以管理到虚拟化涉及的方方面面，纵观整个虚拟化架构也是基本功能。下图演示了通过vCenter查看虚拟化架构拓扑的实景图。图表vCenter演示从管理角度观察，虚拟平台环境一目了然，运行状态、功能信息等随时掌握。下面是通过管控中心vCenter进行管理的界面演示：图表vCenter演示图中左边是硬件设备以及虚拟设备资产，右边是状态信息以及各种配置信息等，所有可管理的内容都容纳在vCenter之中。vCenter是为了集中管理和监控虚拟机、实现自动化以及简化资源调配，对所有物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一管理的工具。可以看到，虚拟化集群之内的配置参数、运行状态、逻辑关系等等信息都可以一目了然的呈现出来。同时还可以针对集群定义所需要的高级功能，如HA、vMotion、DRS等。如果集群之中出现硬件故障，可以通过虚拟化快速恢复，保证较高级别的业务连续性水平。对于性能的监控、管理，vCenter也极为便利，可以根据需求定义需要监控的资产设备，快速定位性能瓶颈或发现问题根源。如下图所示：图表vCenter演示集中化的管控中心可以完成绝大部分的IT管理职能，大大减少了琐碎的管理事务，提高管理人员的生产效率。经过一段时间的运行，还可以进行“节能减排”带来的效益分析，从绿色环保角度体会虚拟化带来的益处。经过不断的利旧扩容，或者采购高配置服务器，逐渐扩大虚拟化的范围和规模，最后形成“云计算”架构的IT基础框架，达到提升IT管理水平的目的。五、虚拟化改造后的效益分析采用虚拟化技术后，使得业务系统具有高可用、高可靠、易扩展，大大减少了需要维护和管理的设备，如服务器、交换机、机架、网线、UPS、空调、电源等等。从技术和管理方面带来以下几个方面的好处：1.减少服务器的数量，提供一种服务器整合的方法，减少初期硬件采购成本，提高服务器资源的利用率，提高服务器计算能力2.简化服务器的部署、管理和维护工作，降低管理费用。提高可用性，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境。3.通过降低空间、散热以及电力消耗等途径压缩数据中心成本4.支持异构操作系统的整合，支持老应用的持续运行，在不中断用户工作的情况下进行系统更新。通过动态资源配置提高IT对业务的灵活适应力。5.支持快速转移和复制虚拟服务器，提供一种简单便捷的灾难恢复解决方案。新应用