□李 亞（河南省水利信息中心）

□劉 玨（中國人民銀行鄭州培訓(xùn)學(xué)院）

□李 婧 □張貴芳（河南省水利信息中心）

1 引言

河南省水利信息化建設(shè)起步較早，現(xiàn)有的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、服務(wù)器資源龐大，在傳統(tǒng)的工作模式下，如果要想升級(jí)或新增相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng)，一方面由于各應(yīng)用程序兼容性問題，管理人員只能通過不同服務(wù)器分別運(yùn)行的方式，將各個(gè)應(yīng)用程序獨(dú)立分離存放，導(dǎo)致服務(wù)器數(shù)量不斷增加；另一方面硬件越添越多，部署架構(gòu)會(huì)越來越復(fù)雜，不僅建設(shè)和管理維護(hù)的經(jīng)費(fèi)、人力消耗的壓力會(huì)隨之而來，現(xiàn)有的機(jī)房空間、電源容量、空調(diào)制冷等壓力也會(huì)隨之驟增；而實(shí)際上目前各應(yīng)用系統(tǒng)資源利用率普遍較低。種種發(fā)展瓶頸不僅成為水利信息化發(fā)展的阻礙，大量的資源和財(cái)力的浪費(fèi)也制約著水利信息化更快、更好的發(fā)展，因此,針對(duì)信息化基礎(chǔ)架構(gòu)的資源整合已勢(shì)在必行。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和社會(huì)需求的刺激，虛擬化技術(shù)的發(fā)展日新月異，日趨成熟，和傳統(tǒng)的信息化資源分配的應(yīng)用方式相比，虛擬化技術(shù)有著以下優(yōu)勢(shì)：

1.1 大大提高資源的利用率

虛擬化技術(shù)根據(jù)實(shí)際需要把一臺(tái)服務(wù)器虛擬成多個(gè)虛擬機(jī)，安裝多個(gè)相互獨(dú)立的應(yīng)用系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)調(diào)用可利用的空閑資源，減小服務(wù)器規(guī)模，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高資源利用率。

1.2 提供相互隔離、安全、高效的應(yīng)用執(zhí)行環(huán)境

虛擬環(huán)境中的各應(yīng)用系統(tǒng)相互獨(dú)立，一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)遭受攻擊而崩潰，不會(huì)對(duì)其他應(yīng)用系統(tǒng)造成影響，同時(shí)通過vCenter Server控制平臺(tái)可以快速地恢復(fù)不正常的應(yīng)用系統(tǒng)。操作簡(jiǎn)單易行，大大提高工作效率。

1.3 方便的管理和升級(jí)維護(hù)

虛擬化資源整合后，在管理維護(hù)上，只需在vCenterServer控制平臺(tái)上進(jìn)行功能性操作，無需再重新規(guī)劃、部署等，減少管理維護(hù)操作，提高信息化管理水平。

虛擬化技術(shù)為資源整合提供了有效的解決方法，目前已成為信息化資源整合與管理的重要手段。

2 VMware虛擬化技術(shù)在河南省水利信息化中的實(shí)施分析

2.1 信息化基礎(chǔ)架構(gòu)現(xiàn)狀

單位現(xiàn)有的整個(gè)部署架構(gòu)劃分成兩個(gè)區(qū)。主要系統(tǒng)運(yùn)行在應(yīng)用服務(wù)區(qū)，對(duì)外應(yīng)用系統(tǒng)分布在SSN區(qū)，如圖1所示。

原有設(shè)計(jì)的機(jī)房空間、UPS電源容量、空調(diào)制冷面積等隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增多，都已達(dá)到極限；服務(wù)器、安全設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等不斷增加；安全監(jiān)管、維護(hù)等越來越難；而且隨著圖形和多媒體的發(fā)展，數(shù)據(jù)越來越豐富，各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量日益膨脹；各種存儲(chǔ)、防護(hù)、監(jiān)管設(shè)備等也都已基本達(dá)到要求上限。這些都已不能滿足持續(xù)發(fā)展的需求，使原有的水利信息化基礎(chǔ)架構(gòu)成為信息化發(fā)展的瓶頸。

圖1 河南省水利網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

2.2 實(shí)施方案

通過對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)部署、設(shè)備現(xiàn)有情況的調(diào)研、分析，遵循節(jié)約成本、安全平穩(wěn)、逐步完善的原則，本次虛擬化對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)不做大的改變，從服務(wù)器、存儲(chǔ)的虛擬入手，有選擇地利用現(xiàn)有的服務(wù)器和存儲(chǔ)，進(jìn)行CPU、內(nèi)存、容量等的配置、調(diào)整，以達(dá)到虛擬運(yùn)行環(huán)境要求。對(duì)自管的服務(wù)器、存儲(chǔ)先行做虛擬集群，其它托管機(jī)暫時(shí)維持原有的網(wǎng)絡(luò)鏈接，如圖2所示。

圖2 河南省水利廳虛擬架構(gòu)拓?fù)鋱D

2.2.1 選型分析

隨著“數(shù)字化工廠”概念的提出和發(fā)展，數(shù)字化交付的方式逐漸得到認(rèn)可，越來越多的石化項(xiàng)目開始應(yīng)用三維模型技術(shù)。三維模型技術(shù)可以模擬生產(chǎn)裝置原貌，真實(shí)表現(xiàn)設(shè)備、管道的外形尺寸、空間位置，并且將相關(guān)數(shù)據(jù)信息集成融合，使實(shí)體裝置數(shù)字化，對(duì)裝置的建設(shè)和生產(chǎn)管理極為有利。

河南省水利廳應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜、多樣，防汛信息資源又要求安全、快速的上通下達(dá)，經(jīng)過對(duì)幾種虛擬化產(chǎn)品的兼容性、穩(wěn)定性、實(shí)施策略、經(jīng)濟(jì)使用等多方面的對(duì)比和分析，最終選擇了VMware產(chǎn)品，目前VMware的虛擬產(chǎn)品應(yīng)用較為廣泛，兼容性較強(qiáng)。

2.2.2 虛擬化平臺(tái)的實(shí)施

首先在要做虛擬環(huán)境的主體設(shè)備上，將VMwarevSphere的VMwareESX底層組件分別直接安裝在物理設(shè)備的裸機(jī)上，物理設(shè)備上的處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)資源等抽象到多個(gè)虛擬機(jī)（VM）中，每一個(gè)VM從功能、性能和操作方式上，相當(dāng)于傳統(tǒng)的單臺(tái)物理設(shè)備。

然后獨(dú)立配置一臺(tái)設(shè)備作為vSpherevCenter監(jiān)控平臺(tái)，集中管理和監(jiān)控虛擬的應(yīng)用系統(tǒng)，通過vSphere中的Vmotion、HA、FT、DRS、DataRecovery等功能組件保證業(yè)務(wù)應(yīng)用程序遷移過程的零時(shí)間停機(jī)、應(yīng)用程序的高可用性，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器資源的動(dòng)態(tài)負(fù)載平衡與優(yōu)化、容災(zāi)備份與恢復(fù)等功能，使整個(gè)虛擬化平臺(tái)具有良好的擴(kuò)展性、靈活性，完成本次虛擬環(huán)境的搭建。

最后在虛擬環(huán)境中分別進(jìn)行各現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的打包遷移、檢查、測(cè)試、試運(yùn)行等，逐個(gè)完成各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的虛擬實(shí)施，將來隨著虛擬化應(yīng)用系統(tǒng)的不斷增加，可動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)大虛擬化集群的規(guī)模，逐漸完善虛擬化體系架構(gòu)。

2.3 應(yīng)注意的問題

2.3.1 資源的優(yōu)化分配

調(diào)研現(xiàn)有的資源配置，統(tǒng)籌調(diào)度不同虛擬機(jī)之間的資源，以確保運(yùn)行在虛擬化平臺(tái)上的所有應(yīng)用都能可靠、高效的運(yùn)行，是虛擬資源整合成功的前提。

2.3.2 遷移的正確性與安全性

完成業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)在虛擬運(yùn)行環(huán)境和物理設(shè)備之間的正確遷移，確保在遷移過程中數(shù)據(jù)的連續(xù)性和安全性等，這些在做虛擬化之前都要充分調(diào)研、規(guī)劃，制定遷移措施，它是虛擬化成功與否的關(guān)鍵。

2.3.3 風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避

采用虛擬化技術(shù)把多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)放到一臺(tái)服務(wù)器或存儲(chǔ)上，如果硬件出現(xiàn)故障就會(huì)影響到其上的所有業(yè)務(wù)應(yīng)用，因此在虛擬平臺(tái)的建設(shè)前期就要規(guī)劃、防范。安全防范是虛擬平臺(tái)正常運(yùn)行的必要保障。

2.3.4 管理維護(hù)水平

虛擬化技術(shù)的發(fā)展對(duì)信息化管理維護(hù)人員的技術(shù)水平提出了更高的要求，管理技術(shù)力量水平是虛擬平臺(tái)正常運(yùn)行的強(qiáng)有力支撐。

3 結(jié)語

資源的虛擬化實(shí)施，使資源的平均利用率可高達(dá)60%～80%；大大減少了服務(wù)器及相應(yīng)配套設(shè)施的應(yīng)用需求，機(jī)房的環(huán)境變得井井有條，節(jié)約了經(jīng)費(fèi)和機(jī)房空間；在管理上也更加的靈活和穩(wěn)定。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用提升了整個(gè)水利信息化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展水平，為水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)打下良好的基礎(chǔ)。

[1]錢磊，李宏亮,謝向輝，等.虛擬化技術(shù)在高性能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2009，31(A1)：307-311.

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