鐘祥清

(四川省林業(yè)信息中心，四川成都 610081)

1 引言

云計算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬化、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術的應用發(fā)展，人類社會進入了互聯(lián)網(wǎng)時代，林業(yè)信息化也從數(shù)字林業(yè)邁向智慧林業(yè)，新建應用系統(tǒng)的速度更快、數(shù)量更多，現(xiàn)代林業(yè)管理對信息化的依賴程度越來超高。傳統(tǒng)的應用系統(tǒng)部署大都采用一臺或多臺服務器+操作系統(tǒng)+數(shù)據(jù)庫+應用軟件的方式進行，為提高安全性和可靠性，有的應用系統(tǒng)還采取了雙機冗余配置方式部署。在大數(shù)據(jù)大集中的趨勢下，集中部署于數(shù)據(jù)中心的服務器越來越多，服務器管理、升級換代和數(shù)據(jù)遷移的難度倍增，數(shù)據(jù)中心節(jié)能、制冷、運維管理都面臨前未有壓力，大量服務器的整合勢在必行。

服務器的整合是個難題:多個應用系統(tǒng)集中在一臺服務器上，如何保證安全性?各個應用系統(tǒng)開發(fā)軟件、數(shù)據(jù)庫不同，如何保證服務器系統(tǒng)的兼容性?各個應用系統(tǒng)對服務器資源需求不同，如何保證這些應用系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?為解決這些問題，服務器虛擬化技術應運而生，虛擬化技術將多個物理服務器整合成虛擬化服務器集群平臺，CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件成為可動態(tài)管理的“資源池”，創(chuàng)建滿足應用系統(tǒng)需求的若干個虛擬服務器。

2011年12月，四川省林業(yè)信息中心在四川林業(yè)外網(wǎng)平臺部署Vmware vSphere 5.0企業(yè)版軟件，建立虛擬化服務器集群平臺，開展服務器虛擬化技術應用實踐。

2 總體設計思路

2.1 四川林業(yè)外網(wǎng)平臺

為整合資源，便于管理，降低運維成本，建立了四川林業(yè)外網(wǎng)平臺，為全省林業(yè)系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一平臺服務。四川林業(yè)外網(wǎng)平臺由路由器、防火墻、交換機、光纖交換機、物理服務器和磁盤陣列組成。

2.2 總體設計思路

3臺物理服務器、1臺光纖交換機、1臺磁盤陣列和Vmware vSphere 5.0軟件組建虛擬化服務器集群平臺，Vmware vSphere Client集中管理CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件資源，創(chuàng)建虛擬化服務器，實時監(jiān)測物理服務器和虛擬化服務器運行狀況，動態(tài)調(diào)整硬件資源以滿足各應用系統(tǒng)的需求。大大減少物理服務器數(shù)量，減輕機房節(jié)能、制冷壓力，提高服務器安全性和管理水平，有效降低運維成本(參見圖1)。

3 應用實踐

3.1 準備工作

(1)服務器虛擬化軟件為Vmware vSphere 5.0企業(yè)版，配置8個物理CPU使用許可+1個center管理中心。

(2)原有3臺X3650內(nèi)存擴容和增加HBA卡，新購SAN交換機和磁盤陣列各1臺(參見表1)。

圖1 虛擬化服務器集群平臺架構圖

3.2 實施

(1)將應用少的1臺X3650服務器數(shù)據(jù)備份后安裝 Vmware vSphere 5.0軟件，創(chuàng)建 Vmware vSphere Client。

(2)將另外2臺X3650服務器系統(tǒng)和數(shù)據(jù)遷移到Vmware vSphere Client后進行虛擬化安裝。3臺X3650服務器組成了虛擬化服務器集群平臺(參見圖2)。

(3)根據(jù)各應用系統(tǒng)的需求，在Vmware vSphere Client中將CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件資源再分配給各虛擬服務器(單個虛擬機的CPU和內(nèi)存資源不能超過所在物理服務器的資源)，數(shù)據(jù)集中存儲于磁盤陣列(參見圖3)。

表1 設備配置情況表

圖2 X3650物理服務器資源

圖3 虛擬服務器資源圖

(4)對各虛擬服務器進行快照備份，便于以后快速恢復。

(5)創(chuàng)建window sever和lunix服務器模板，方便快速創(chuàng)建虛擬服務器。

3.3 應用研究

在局域網(wǎng)內(nèi)計算機安裝Vmware vSphere Client客戶端，遠程管理虛擬化服務器集群平臺和虛擬服務器。

(1)可實時監(jiān)測物理服務器和虛擬服務器的CPU、內(nèi)存、磁盤容量等運行狀況，查看虛擬服務器CPU、內(nèi)存占用的動態(tài)變化和峰值時段，及時調(diào)整虛擬服務器的CPU、內(nèi)存、磁盤容量等資源大小，滿足應用系統(tǒng)的實際需求(參見圖4和圖5)。

圖4 網(wǎng)站虛擬服務器CPU運行情況圖

(2)快照管理。對虛擬服務器執(zhí)行快照，幾分鐘就可將虛擬服務器恢復到快照時間點的狀況。在操作系統(tǒng)或應用系統(tǒng)升級前做快照，升級后可作各種測試、操作，即使虛擬服務器崩潰也可幾分鐘原到升級前狀況。

圖5 網(wǎng)站虛擬服務器內(nèi)存占用情況圖

(3)利用window sever和lunix服務器模板可快速創(chuàng)建新的虛擬服務器，減少購買服務器的成本和時間。創(chuàng)建的虛擬服務器也可用于應用系統(tǒng)測試，不需要后刪除即可。

(4)數(shù)據(jù)集中存儲于磁盤陣列，各虛擬服務器可在3臺物理服務器上自動遷移，當物理服務器障時，其上的虛擬服務器自動遷移到其它物理服務器，保證應用不中斷。在應用服務小的時間段(如凌晨)，虛擬服務器自動遷移到1臺物理服務器上，另兩臺物理服務器自動電源，可減少能耗且業(yè)務不中斷，應用服務增大后物理服務器自動加電，虛擬服務器遷移回原來位置，恢復正常運行狀態(tài)(參見圖6)。

圖6 物理服務器、虛擬服務器與磁盤陣列映射圖

(5)物理服務器更新?lián)Q代簡捷，只需將擬換下物理服務器上的虛擬服務器遷移到其它物理服務器上，在新的物理服務器安裝Vmware軟件并加入到虛擬化服務器集群平臺中，再將虛擬服務器遷移到新的物理服務器上，即完成物理服務器的更新?lián)Q代工作。

4 結論

3年多的實踐證明，服務器虛擬化技術是服務器資源整合、優(yōu)化配置的有效途徑，在服務器資源動態(tài)配置、提高安全性和管理水平和數(shù)據(jù)中心環(huán)保、節(jié)能減排、降低運維成本等方面發(fā)揮了積極作用，為數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定、有序、高效運行提供了強有力的支撐。同時，以服務器虛擬化技術建立的四川林業(yè)外網(wǎng)平臺，為全省林業(yè)系統(tǒng)提供互聯(lián)網(wǎng)應用服務，基層節(jié)約了機房、服務器投入，減輕了技術管理壓力，降低了運維成本，社會、經(jīng)濟、生態(tài)效益明顯。

5 服務器虛擬化實施建議

(1)采用兩臺及以上物理服務器主機，滿足虛擬服務器在主機上的動態(tài)遷移需要，iv單臺主機發(fā)生故障時，其上的虛擬機才能自動遷移到其它主機上，避免停機的風險，提高可靠性;

(2)Vmware vSphere軟件是按物理CPU個數(shù)計算價格，不限制內(nèi)存大小，物理服務器應配置核數(shù)高的CPU，內(nèi)存越大越好，虛擬機數(shù)量和資源分配更靈活(單個虛擬機資源不能超過單臺物理服務器的資源);

(3)物理服務器不配置磁盤，選用U盤作為存儲以安裝虛擬化必須的軟件，既減少硬件故障風險又降低采購成本;

(4)物理服務器主機僅安裝虛擬化必須的軟件，Vmware vSphere Vcenter和虛擬機及應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)全部集中存儲于磁盤陣列，滿足虛擬機在各物理服務器主機上的自動動態(tài)遷移需要，提高虛擬機運行的穩(wěn)定性、可靠性和安全性;

(5)物理服務器與磁盤陣列連接選用光纖交換機，提高數(shù)據(jù)存儲、訪問速度;物理服務器之間選用千兆交換機，提高虛擬機動態(tài)遷移速度;

(6)選用專門用于虛擬化服務器的備份軟件，根據(jù)應用系統(tǒng)的重要性實施不同級別的備份策略，有效保護數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)安全。

［1］中國林業(yè)信息化發(fā)展報告編纂委員會.中國林業(yè)信息化發(fā)展報告［M］.中國林業(yè)出版社，2014.

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［3］楊少春.采用VMware構建虛擬并行計算網(wǎng)［J］.計算機工程與設計2006(14).

［4］張建躍，董秀軍.試析VMware虛擬化技術的運用［J］.電子測試2013(1).

［5］陳力勇.基于VMware的虛擬機性能分析［J］.信息安全與技術，2013(1).