上海电信服务器虚拟化应用策略.doc

上海电信服务器虚拟化应用策略研究闻剑峰，龚德志（中国电信股份有限公司上海研究院 上海 200122）摘要：本文介绍了服务器虚拟化技术，并针对上海电信目前PC服务器运维现状提出了虚拟化应用策略，其中较为详细的阐述了上海电信服务器虚拟化技术演进步骤以及实施方法论。关键词：虚拟化；TCO；策略。1 引言1.1 虚拟化技术介绍虚拟化的概念在20世纪60年代首次出现，利用它可以对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件进行分区。随着时间的推移，微型计算机和PC可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力。因此到20世纪80年代，虚拟技术已不再广泛使用。到了20世纪90年代，研究人员开始探索如何利用虚拟化解决与廉价硬件激增相关的一些问题，例如，利用率不足、管理成本不断攀升和易受攻击等。第一代的虚拟化产品通过一个hypervisor或者是主机的架构提供了服务器的分区能力。第二代的虚拟化技术增加了虚拟化的管理、生产力的规划、物理服务器到虚拟机的迁移已经其他的工具用于整合生产服务器。第三代虚拟架构代表了下一代的虚拟化技术，该虚拟架构重新定义了一个新的IT标杆，它将工业标准服务器和存储虚拟化成了一个整体，聚合成一个动态的可集中管理的资源池，可使任何应用或操作系统保持持续优化和高可用状态。它使得企业有能力去转化、管理和优化他们的IT系统架构。虚拟架构可以让用户的数据中心被整合成一个单一的包括处理器、存储和网络连接的资源池。1.2 服务器虚拟化带来的好处（1） 为前端业务提供灵活性和高可用性通过针对虚拟机资源占用的动态分配通过针对虚拟机资源占用的动态分配，为新上线、用户访问量大的后台服务器分配较多的资源用以支撑该项服务，为用户提供良好的使用体验。（2） 极大提高服务器利用率服务器整合是所有虚拟技术中重要的一部分，是将操作系统和其上层运行的应用程序打包后，以虚拟机的形式运行在基于Hypervisor的物理服务器上。通过在进程和内存消耗方面匹配及互补工作负荷，可以降低支持业务操作的物理服务器数量。（3） 提高可管理性简化IT管理：面对复杂的IT环境，上海电信的IT专业人员，每天都需要面对大量的服务器运行维护与最终用户支持工作。虚拟化管理平台可以简化和加速虚拟环境的设置过程。（4） 极大降低总体拥有成本虚拟化技术，即节省了硬件开销，又减少了硬件设备的维护数量，IT人员的人力成本也随之大大降低。企业可以有效的控制IT系统的成本，公司可以将更多的资金用于企业的业务发展。2 上海电信服务器现状分析上海电信IT系统的建设比较早，IT环境非常复杂，因一直以来采用粗放式平台资源管理方式。从上述调研结果，可以总结出以下几个特征。当前系统的平台架构难以实现更高水平的服务和更快的响应，更难以实现统一的管理和规划。一个新应用的部署需要历经预算、采购、安装测试、上线等过程，周期长达数周至数月，难以及时响应业务需求。服务器对空间不断侵占着，机房规划赶不上对空间的需求。每个安装在操作系统上的应用独霸式的占用了整个物理硬件。物理硬件的数量无法有效的降低，对于每个应用而言，意味着至少一对一的物理服务器需求，而且今后还有不断增涨的势头，导致机房随着应用数量的增加不断的快速被动膨胀着服务器利用率低，硬件资源分配不均，投资浪费严重。一方面是服务器的平均使用率低于，系统处于空闲状态。另一方面是有相当数量的服务器负载过高，无法满足其服务水平目标；电信数据中心的电力冷却压力极大，电费直线上升，一台服务器一年需要花费近一万人民币的电费。服务器运维管理效率很低。服务器的配置、管理和监控是靠劳动密集型方式来管理。如果想实现高可靠、高可用和灾难保护的应用，代价昂贵，且会闲置更多的硬件资源。服务器数量和管理成本与应用数量呈线性关系，IT管理和成本压力巨大总的来说，降低成本、提高IT投资回报和服务水平是急需解决的问题，电信数据中心急需从高成本、烟囱式的服务器管理模式转变成低成本、共享IT资源池的服务器集中管理模式。3 虚拟化应用策略233.1 解决方案通过现状分析，我们认为目前情况下应该在企业内部尽快推进服务器虚拟化工作。虚拟化技术发展到现在已经是一个比较成熟的技术，通过在上海电信公司范围内（如信息中心、网运部）虚拟化应用技术，可以有效解决目前存在的问题，使得PC服务器的管理自动化、标准化。3.2 实施步骤在上海电信实施虚拟化技术需要着手处理三件事情，分别是：虚拟化启动准备、现有系统整合改造以及未来新系统的规范工作。根据虚拟化应用技术的广度和深度，我们认为上海电信服务器虚拟化应用主要由四个阶段组成：启动虚拟化阶段、基础虚拟化阶段，扩展虚拟化阶段和标准化虚拟化阶段。图 上海电信服务器虚拟化实施步骤每个阶段具体工具简述如下：（1） 启动虚拟化阶段进行虚拟化的规划设计：以虚拟化的评估报告为依据进行虚拟化的规划设计，编写虚拟化的规划设计方案，同时包括虚拟化软件许可的准备和虚拟化环境硬件的准备。制定新系统建设规范。 制定相应的虚拟化服务器管理流程；同时，创建和培养虚拟化核心团队。（2） 基础虚拟化阶段把开发、测试环境作为虚拟化目标，通过对于开发、测试环境的虚拟化，可以提高开发、测试环境的高可用性、管理灵活便捷性、实现虚拟化环境统一集成的管理，把开发、测试环境的建成一个高效的统一管理的自动化的开发测试环境。还要选择虚拟化评估中发现的最适合虚拟化（标准化应用系统、资源利用率低、管理风险小）的一部分生产环境进行虚拟化，作为生产环境虚拟化试点。（3） 扩展虚拟化阶段就是在生产环境中全面实施虚拟化，全面实施新系统建设规范，同时，还要对管理流程和管理平台进行改造和整合、对存储架构和网络架构进行全面虚拟化改造，搭建一个统一集中管理的、高可用的、有较高业务连续性的虚拟化生产环境。在生产环境中实现高可用、分布式资源调度和整合备份以及恢复等虚拟化高级功能。（4） 标准化虚拟化阶段实现虚拟化平台的灾备方案；同时，使用虚拟机的部署、操作和失效处理方面实施一致的自动化工作流，从而提高效率和生产力，确保企业严格遵守业已制定的公司策略；在完善虚拟化阶段还将实现向云计算以及扩大虚拟化运用范围（Unix downsizing）的计划。通过四个阶段的实施，将把目前上海电信的数据中心构建成高效的、统一的、集成的虚拟化数据中心。3.3 实施方法论根据现状调研，结合上海电信服务器运维的实际情况，虚拟化实施方法论分六步走：评估、规划、设计、实施以及运维。每步工具细分如下：（1） 评估对当前环境进行评估、分析，确定虚拟化目标、虚拟化范围，并对虚拟化可行性进行分析，分析硬件是否满足虚拟化需求，应用是否能虚拟化，网络和存储是否要做相应的调整和改造。（2） 规划虚拟化容量规划，规划虚拟化使用现有服务器还是新购服务器。存储规划，规划多少虚拟机文件需要放在存储中；规划虚拟化需要多少存储空间；规划是否要新购存储设备。网络规划，规划服务器网卡数量；规划网络冗余线路；规划虚拟化网络策略。应用部署，从OS、服务水平等方面对应用系统进行分级。整合现有服务器管理和监控工具；扩容规划，考虑CPU的兼容性，以及应用平滑过渡的方案。（3） 设计虚拟化整体架构设计。HA和DRS的集群设计；模板设计，模板存放方式；模板管理方式；模板补丁方式；模板使用方式。存储划分，存储划分原则；LUN大小和虚拟机之间的关系等。网络策略，网络安全；网络带宽；网络负载均衡策略。备份策略，虚拟化平台的备份；虚拟机的备份；和第三方备份软件的集成。安全策略，防火墙设置；网络隔离。迁移策略，迁移工具，迁移方法，迁移失败后的策略。现状整合，如何整合现有管理流程、监控环境和自动化部署工具。（4） 实施安装虚拟机各组件。虚拟交换机，配置Vlan，配置安全策略，配置带宽限制。存储空间，存储连接，创建分区。防火墙设置；备份设置；权限设置。开始迁移。（5） 运维运维阶段工作包括：管理虚拟机；监控虚拟机；管理虚拟化架构；监控检查；调优策略。4 经济效益分析随着IT技术在企业中的应用逐渐的增加，企业用在IT的投资与预算也越来越多，寻找最合适的产品和技术以适应不断升级的竞争的市场成为每一个企业信息部门的首要工作。虚拟化技术近些年来在企业数据中心的大量应用其背后就是这种寻求最佳经济效益的体现。降低总体拥有成本TCO：通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40软件硬件成本；每个服务器的平均利用率从5-15%提高到60%-80%；降低70-80%运营成本，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。提高运营效率：部署时间从小时级到分钟级，服务器重建和应用加载时间从20到40小时缩短到15到30分钟，每年节省10,000人/小时（按300台服务器计算）；原来硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。提高服务水平：帮助企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应；将所有服务器作为统一资源进行管理，并按需自动进行动态资源调配。IT投资保护：不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题，无中断的按需扩容。5 结束语根据IDC统计，全球有超过120,000家的IT组织使用虚拟化解决方案（包括所有财富100强企业）来解决各种复杂的业务难题。目前，国内各行业的虚拟化应用大多停留在小打小闹或者是小范围试点阶段；上海电信如能尽快引入服务器虚拟化应用技术，其无形价值（全面的虚拟化实践）将远远大于有形价值（虚拟化降低TCO成本）。参考文献:1 金海. 计算机系统虚拟化-原理与应用. 北京: 清华大学出版社, 20082 鲁松. 计算机虚拟化技术及应用. 北京: 机械工业出版社, 2008Application Research on Server Virtualization forShanghai TelecomWen Jianfeng, Gong Dezhi(Shanghai Research Institute of China Telecomm Corporation Limited, Shanghai 200122, China)Abstract In this paper, we introduce the virtualization technology. Against the status of the management of the PC server, this paper puts forward the PC server