虚拟技术在发电企业的探索和实践.doc

1、虚拟技术在发电企业的探索和实践考号：115209298233 姓名：高丽萍【摘 要】：电力行业作为国家的基础工业和支柱产业，其内部信息化工作已成为电力行业发展不可或缺的重要手段和工具。按照理论联系实际的原则，本文将以国华沧东发电公司虚拟技术探索为依托,以虚拟技术在沧东发电公司的应用为载体,对虚拟技术在电力企业的应用进行探索和研究.目前，沧东发电公司信息应用系统多为单台服务器，风险较高，一旦硬件故障很难在断时间恢复,严重影响生产、办公秩序；IT设备随着时间的推移，不断老化更新，相应的在其上运行的应用系统也必须进行迁移，增加了企业的投入，而且迁移的过程复杂、时间不确定、存在一定风险；另外企业的数据

2、中心随着业务的扩展变得越来越庞大，企业为服务器及数据中心每年所支付的维护成本较高，并有进一步加快的趋势。【关键词】：虚拟技术；系统整合；成本；效率;降低风险正文:虚拟化是一个广义的术语,在计算机方面通常是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。目前,沧东发电公司已经建立了一些信息管理业务系统，如BFS+系统、门户系统、PI系统、点检系统、OA系统、MIS系统、金属监督系统

3、、技术监督系统、网站系统等。沧东发电公司信息化建设经过多年的持续努力，IT系统的建设处于领先地位,但是在现有的物理环境还存在着许多未能解决的问题:硬件问题: IT系统受制于物理硬件,例如：目前使用的服务器利用率较低,但为了保证每个业务的稳定，每增加一套应用系统就要相应的增加一台备用服务器，造成服务器的堆砌，但硬件出现问题仍然很难在短时间内恢复;风险问题：应用系统的硬件多为单点故障,若要保证系统应用的连续性就需要每个系统再采购一台服务器作为备用，而且若要恢复一个应用系统至少需要半天甚至更长时间，若BFS+等重要系统瘫痪就会造成业务流和决策流的不顺畅，严重影响生产秩序和工作效率;管理问题：沧东发电

4、公司目前共28套系统，既浪费了空间又给机房内的电源、空调、网络造成了很大负担，无法进行统一管理；结合沧东发电公司目前仍处于成长期的实际情况，积极致力于探索虚拟化技术手段，以求达到适应信息化高速发展以及公司信息系统建设的需求，从长远规划出发，提高硬件利用率性、可用性和灵活性，减少硬件需求，实现信息系统的连续正常运行和无中断的维护，为沧东发电公司的长远发展提供有力促进和保障的目标.一、 虚拟技术的探索和实现(一)、虚拟技术的探索1. 什么是虚拟化虚拟化，原本是指资源的抽象化,也就是单一物理资源的多个逻辑表示，或者多个物理资源的单一逻辑表示，如:网络当中的vlan技术。在计算机方面通常是指计算元件在

5、虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量,简化软件的重新配置过程.虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在虚拟化技术中，则可以同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上；而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能,这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。2. 什么是服务器虚拟化将服务器物理资源抽象成逻辑资源,让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器,或者让几台服务器变成一台服务器来用，我们不再受限于物理上的界限

6、，而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”,从而提高资源的利用率，简化系统管理,实现服务器整合，让硬件对业务的变化更具适应力。简单的说，虚拟服务器就是在一台物理服务器上，通过虚拟化软件，搭建起多台不同的操作系统形成相互独立又并行运行的服务器。在物理服务器硬件资源满足的情况下就可以替代多台传统服务器，达到提高服务器资源利用率，实现服务器应用的整合。3. 服务器虚拟化的特点服务器虚拟化的特点主要包括：（1） 提高服务器资源利用率，提高服务器计算能力；（2） 减少服务器数量，降低空间的占用，降低对电力、空调等的占用,达到节能降耗的目的；简化服务器的部署、管理、维护等一系列工

7、作，降低管理费用，减少维护成本以及后期维护成本和升级费用;（3） 通过对资源的灵活配置，提高业务的灵活性和可用性,带来具有动态迁移、故障切换、资源自动分配的高可靠的服务器应用环境；（4） 在不中断用户操作的情况下进行系统维护，能够快速新建、迁转、复制虚拟服务器,有效降低系统风险;4. 虚拟化产品选择经过对当前虚拟化产品的知名度和业绩进行比较;另外从虚拟产品的体系架构、安全性进行充分考虑；以及从虚拟软件本身的磁盘占用情况、兼容性、是否独立于其他操作系统、可管理性等几大方面进行调研、比较,最终选用了VMWare公司的VMWARE Vsphere 4企业套件作为解决沧东发电公司虚拟化技术方案的产品。

8、5. VMWARE Vsphere 4简介（1） VMware ESX ：一个在物理服务器上运行的虚拟化层，它将处理器、内存、存储器和资源虚拟化为多个虚拟机。（2） VMware vSphere Client：一个允许用户从任何 Windows PC 远程连接到 vCenter Server 或 ESX的界面.（3） VMware VMotion：可以将正在运行的虚拟机从一台物理服务器实时迁移到另一台物理服务器，同时保持零停机时间、连续的服务可用性和事务处理完整性。（4） VMware High Availability （HA）:一种可以为虚拟机上运行的应用程序提供高可用性的功能。如果服务器

9、出现故障，受到影响的虚拟机会在其他拥有多余容量的生产服务器上重新启动。（5） VMware Distributed Resource Scheduler（DRS）：通过为虚拟机收集硬件资源，动态分配和平衡计算容量的功能。（6） VMware Consolidated Backup (VCB）：可用来对虚拟机集中进行无代理备份的功能.它简化了备份管理,并减少了备份对 ESX 性能的影响.（7） VMware vCenter Server：配置、置备和管理虚拟化 IT 环境的管理中心。会聚合多台 ESX server的物理资源，这些资源的集合可使系统管理员能够简单灵活地为虚拟环境中的虚拟机进行置备

10、。（8） VMware vCenter Converter：允许用户将物理机以及各种格式的虚拟机转换为 ESX server虚拟机，转换的系统可导入到 vCenter Server 清单中进行管理.（二）、虚拟技术的实现1. 服务器为了降低成本，将原有服务器进行资源扩展后进行利用，整个虚拟架构采用了6台IBM system X3650服务器，安装虚拟化操作系统组成ESX server，并进行如下硬件扩展：（1） HBA卡 :为满足虚拟化架构对存储架构的需要，每台服务器配置2块4Gb HBA卡；（2） 内存：所有传统物理服务器的内存合计为52G，考虑到再加上ESX server本身的资源占用,将

11、6台ESX server总内存扩展到84 G;（3） 网卡:考虑到虚拟化后一台物理机器上运行多个虚拟机，另外需要进行迁移虚拟文件、灾难恢复等操作，所以每台物理机扩展2块网卡；2. VMware vCenter Server利用一台IBM system X346服务器安装VMware vCenter Server，作为虚拟平台的控制管理中心；3. 存储系统存储系统采用SAN企业级存储架构，使用EMC CX4120磁盘阵列，和博科SILKWORM 240E光纤交换机；4. 虚拟软件虚拟服务器软件采用VMWARE Vsphere 4企业套件,功能如下表：功能描述0100>VMware ESX

12、Server将处理器、内存、存储器和网络资源抽象到多个虚拟机中。VMware VMotion迁移正在运行中的虚拟机，实现了无中断的 IT 环境维护。VMware DRS动态、智能地分配硬件资源来满足业务的不同需求.0VMware HA0VMware HA服务器故障时在其他的物理服务器上自动重启虚拟机0><100>VMware VirtualCenter集中化管理平台、，实现操作自动化、资源优化，提高可用性。0VMware Consolidated Backup0VMware Consolidated BackupVMware Consolidated Backup集中的、文件

13、级的备份，实现虚拟机文件的备份。5. USB加密狗解决由于虚拟架构本身的特性，无法实现对USB加密狗的支持,故采用Digi AnywhereUSB/5,通过网络将USB加密狗进行共享，达到系统加密要求。6. 沧东发电公司虚拟化存储系统部署利用现有的两个机房的环境和6台ESX Server，在两个机房中各放置3台ESX Server和1台光纤交换机，在每台ESX Server上配置2块4Gb HBA卡,连接SAN网络，实现全光纤全冗余的存储网络硬件环境.光纤存储系统部署在A机房，做为主存储设备，达到以下目的：（1） 在单个机房的物理服务器的HBA卡或光纤线缆出现故障时，可以通过物理服务器上的冗余

14、光纤链路保持业务的运行；（2） 在单个机房的光纤交换机或光纤线缆出现故障时，可以通过物理服务器上的冗余光纤链路保持业务的运行。（3） 在单个机房的ESX Server出现故障时，可以由Vcenter管理平台，迁移故障物理服务器上的虚拟机至其他完好的物理服务器上，保持业务运行.7. 系统迁移利用VMware vCenter Converter功能，将物理机以及各种格式的虚拟机转换为ESX虚拟机.转换的系统可导入到 vCenter Server 清单中的进行统一管理.8. 系统测试系统迁移完成后，分别对系统功能、数据完整性、系统架构等进行测试，测试通过后进入试运行阶段,测试项目主要如下：（1） 业

15、务系统测试;（2） 虚拟化软件的Vmotion测试；（3） 虚拟化软件的HA测试;（4） 服务器网卡冗余测试；（5） 存储系统光纤链路的冗余测试；（6） 网络架构的冗余测试；（7） USB共享器测试；二、项目效果采用虚拟技术后，实现了所有服务器和业务可以集中在同一个平台上进行管理。新的服务器安装虚拟化的操作系统平台后即可投入资源池为所有虚拟共享使用，不依赖具体的硬件系统。新的业务应用部署只要将操作系统和应用程序封装为新的虚拟机投入运行即可，不用考虑硬件采购、安装调试和兼容性；虚拟技术可以使我们主动地提前规划资源增长，这样对客户和应用的需求响应快速,不需要像传统部署方式那样，需要长时间的采购流程

16、,然后进行业务部署尝试. 实现沧东发电公司所有信息系统的虚拟化整合,并通过统一管理对应用程序环境进行即时资源调配和动态优化，提高资源的利用率，更快速地响应业务需求，提升设备运行的连贯性,从而降低基础架构的维护成本，解决了大量的应用系统运行在单一的服务器上，依靠本地硬盘进行数据存储的单点故障,实现了所有业务的虚拟架构整合。组成了标准的SAN集中存储架构，由VMware虚拟架构套件生产出来的虚拟机的封装文件都存放在SAN存储阵列上。通过共享的SAN存储架构，可以最大化的发挥虚拟架构的优势，进行在线地迁移正在运行的虚拟机(VMware VMotion），进行动态的资源管理（VMware DRS），和

17、集中的基于虚拟机快照技术的Lan Free的整合备份 (VMware VCB）等,而且为以后的容灾提供扩展性打下基础。主要达到了以下效果：(一) 提升运作效率;(二) 改进服务器的管理灵活性；(三) 通过零宕机维护改善服务等级；(四) 标准化环境和改进，安全性提高;(五) 灾难状态下，减少恢复时间；(六) 冗余的情况下，确保高可用性；(七) 更有效的适应动态商业的需求；单独配置一套服务器安装Windows系统，用于安装Virtual Center软件，对多台物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一的管理。为整个环境提供了集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供了及时的响应能力、可维护性、效率和可靠性级别。三、结论伴随着服务器虚拟化时代的到来，虚拟化技术越来越多的被应用。沧东发电公司通过虚拟化系统的实施，成功的解决了企业的信息化需求、提高了企业的信息化管理水平、同时也为企业将来的信息化发展需要打下了基础。但是，虚拟化过程中却隐含着大量的风险，因为项目实施前无法确定项目的成功与否，所以一个虚拟化项目需要具备谨慎的计划、明确的目标和可靠的执行；实施前做好虚拟化的准备工作，列出正式的目标服务器清单，并重新评估各个系统容量和资源需求；在项目过程中,要统筹考虑，协调到足够的人力、物力。因为