國家新聞出版廣電總局五六四臺 吳晶晶

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電臺服務(wù)器虛擬化改造的分析與設(shè)計

國家新聞出版廣電總局五六四臺 吳晶晶

【摘要】本文根據(jù)電臺信息化建設(shè)中，應(yīng)用系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)建設(shè)與數(shù)據(jù)安全建設(shè)的需求，分析了Vmware實現(xiàn)虛擬化的優(yōu)點，提供了虛擬化建設(shè)的方案和數(shù)據(jù)備份的方案，有效的解決了電臺信息業(yè)務(wù)發(fā)展的方向。

【關(guān)鍵詞】服務(wù)器；虛擬化；Vmware；云

1 概述

1.1 項目背景

電臺的信息化工作一直以來都比較完善，各種應(yīng)用和自動化系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用成為了電臺正常工作的有力保障。然而，目前電臺業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)缺乏有效的保護措施，所有的數(shù)據(jù)都零散的存放在各自的服務(wù)器上也不利于管理，系統(tǒng)軟硬件故障、人為操作失誤、病毒等意外情況都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)停運，都可能使得電臺正常工作受到影響。為了實現(xiàn)對現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)進行保護，需要設(shè)計一套合理而完整的改造方案。

1.2 電臺運行情況分析

目前電臺的主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分為兩大類：一類是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，另一類是以非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主的文件應(yīng)用。服務(wù)器的數(shù)據(jù)基本都儲存在本身的硬盤上。現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，這些系統(tǒng)所用服務(wù)器型號不同、操作系統(tǒng)版本不同，而且運行Sybase，SQL Server，Oracle，Acess等數(shù)據(jù)庫的版本也有差異。僅僅做某一個應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用或數(shù)據(jù)的容災(zāi)實現(xiàn)起來還是不復(fù)雜的，然而要實現(xiàn)對所有運行的系統(tǒng)進行全面、統(tǒng)一的保護，同時做到對系統(tǒng)實際運行沒有影響，建設(shè)實施簡單、后期維護方便，這對于方案的設(shè)計就有比較大的難度。

如何在一套方案中滿足不同的目標，如何做到數(shù)據(jù)不丟失、操作系統(tǒng)可恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫可恢復(fù)且統(tǒng)一保護，成為另一個難題。本次方案考慮了今后的擴展性及技術(shù)先進性，主要是采用了本地數(shù)據(jù)虛擬化后同步鏡像與本地數(shù)據(jù)備份的兩種數(shù)據(jù)保護方式，即通過VMware實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化及備份，用兩套華賽S2600T存儲實現(xiàn)本地同步鏡像保證了數(shù)據(jù)的一致性，同時通過數(shù)據(jù)備份軟件將本地數(shù)據(jù)每天定時備份至存儲中，可以有效解決業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)邏輯錯誤等軟故障問題出現(xiàn)時的靈活快速恢復(fù)，也為下一步異地遠程容災(zāi)系統(tǒng)的建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。

2 虛擬化技術(shù)的分析

2.1 基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬化和管理

VMware虛擬化建設(shè)，是通過搭建虛擬化平臺 VMware vSphere，并創(chuàng)建動態(tài)、靈活的數(shù)據(jù)中心，同時簡化電臺的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)架構(gòu)。在滿足電臺內(nèi)應(yīng)用程序運行的同時，確保連續(xù)的設(shè)備創(chuàng)新，并加快應(yīng)用程序調(diào)配和升級。VMware虛擬化建設(shè)是通過整合服務(wù)器減少資金的投入，提高服務(wù)器的能效、減少硬件需求，通過自動化建設(shè)降低維護的成本，并加快系統(tǒng)服務(wù)建設(shè)速度，從而降低成本。同時通過減少維護所需的停機和意外停機帶來最大限度的降低損失，利用系統(tǒng)的容災(zāi)方案實現(xiàn)業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

2.2 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫級應(yīng)用程序虛擬化

在vSphere上整合SQL可將成本大大地削減，可以加快數(shù)據(jù)庫建設(shè)并確保數(shù)據(jù)庫服務(wù)質(zhì)量，可以隨應(yīng)用程序需要動態(tài)分配資源，從而滿足服務(wù)級別要求并最大限度地提高基礎(chǔ)架構(gòu)效率。標準化的服務(wù)目錄的設(shè)置僅需要短短的幾分鐘，就能實現(xiàn)按需調(diào)配地部署應(yīng)用程序，同時保證應(yīng)用程序各個實例的一致性，還可以輕松地動態(tài)擴展資源，根據(jù)需要移動工作負載，并在不停機的情況下處理計劃內(nèi)維護。在 vSphere上運行Oracle數(shù)據(jù)庫、中間件和應(yīng)用程序，以加快應(yīng)用系統(tǒng)運行的速度。

2.3 實現(xiàn)整個應(yīng)用系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化

VMware虛擬化可結(jié)合使用眾多廠商的硬件和軟件，包括存儲、網(wǎng)絡(luò)和安全產(chǎn)品。為了不局限于特定的廠商所供應(yīng)的設(shè)備，VMware提供一種基于開放標準的許可和互操作性方法，以便可以使用最適合需求的解決方案。其中，對于虛擬化最為重要的是安全性和合規(guī)性。VMware的vShield產(chǎn)品系列可從邊緣到端點提供優(yōu)于物理環(huán)境的安全性。

通過虛擬化存儲，可以實現(xiàn)對共享存儲資源的高性能訪問，并提高所使用的存儲陣列的效率。通過充分了解部署和優(yōu)化虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)方面的最佳實踐來增強應(yīng)用程序的性能。

2.4 將服務(wù)器利用率最高提高到 80%

利用VMware vSphere整合服務(wù)器，從而更充分地利用現(xiàn)有的資源。傳統(tǒng)的“一種工作負載配一臺機器”的服務(wù)器部署方法不可避免會導(dǎo)致硬件資產(chǎn)過度部署和利用率不足。大多數(shù)服務(wù)器只利用了其總體負載容量的大約 5-20%。服務(wù)器資源利用率不高，導(dǎo)致電力、散熱、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)、存儲基礎(chǔ)建設(shè)、管理和維護的成本也隨之增加。將物理機轉(zhuǎn)換為相同功能的虛擬機可以減少服務(wù)器的建設(shè)。VMware虛擬機獨立于底層硬件運行，支持運行于至少滿足2個以上CPU系統(tǒng)的物理服務(wù)器。每個VMware虛擬機可以想象成具有CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、磁盤空間和 BIOS 的完整系統(tǒng)，可以在相同硬件上同時運行Windows、Linux、Solaris和NetWare操作系統(tǒng)及軟件應(yīng)用程序。通過配置高性能的服務(wù)器上運行多個應(yīng)用系統(tǒng)，可以將服務(wù)器硬件的利用率從 10-15% 提高到高達 80%以上。VMware vCenter Converter可以在多種硬件上運行，并支持最常用的 Microsoft Windows 操作系統(tǒng)版本。

使用VMware vSphere，電臺信息化建設(shè)能夠大幅減少網(wǎng)絡(luò)機房服務(wù)器等硬件數(shù)量。每個VMware ESX實例可以支持100多個虛擬機。一般都在單個硬件上運行多達10個或更多的應(yīng)用程序。

3 虛擬化方案設(shè)計及數(shù)據(jù)備份

3.1 VMWARE服務(wù)器虛擬化的實現(xiàn)

根據(jù)對電臺目前的服務(wù)器情況的的評估，需要采購兩臺DELL R910服務(wù)器，安裝VMWARE虛擬化平臺，接管其他服務(wù)器上面的應(yīng)用。在虛擬機中安裝VMware的vCenter和VMware VDR，統(tǒng)一管理虛擬平臺及虛擬備份系統(tǒng)，在一個控制臺里面統(tǒng)一管理和備份用戶使用的虛擬機。

實現(xiàn)VMware的各種功能需要共享存儲的支持，需要配置一臺華賽的S2600T存儲。預(yù)留今后建設(shè)的話再配備一臺S2600T做同步保證數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。

利用VMware的虛擬化架構(gòu)，電臺的服務(wù)器數(shù)量將從以前的20多臺左右減少為6~8臺左右服務(wù)器，大大降低了服務(wù)器數(shù)量，減小了服務(wù)器的電力、維護等各種開銷。同時利用VMware虛擬化架構(gòu)的一系列對業(yè)務(wù)連續(xù)性、靈活性的保證，比如HA、VDR、DRS等等功能，和共享存儲等，共同提高業(yè)務(wù)的運行質(zhì)量，保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

3.2 數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)

數(shù)據(jù)遭到破壞，有可能是人為操作的因素，也可能是軟件故障、硬件故障病毒攻擊等因素。有專業(yè)機構(gòu)的研究數(shù)據(jù)表明，丟失300MB的數(shù)據(jù)對于市場營銷部門就意味著13萬元人民幣的損失，對財務(wù)部門意味著16萬的損失，對工程部門來說損失可達80萬。而丟失的關(guān)鍵數(shù)據(jù)如果15天內(nèi)仍得不到恢復(fù)，企業(yè)就有可能被淘汰出局。

根據(jù)電臺實際描述和環(huán)境，我們可以總結(jié)備份容災(zāi)需求如下：

功能需求：

(1)Windows服務(wù)器文件備份，服務(wù)器應(yīng)用程序及文件的備份；

(2)SQL數(shù)據(jù)庫備份，用于SQL數(shù)據(jù)庫定時備份。

數(shù)據(jù)量需求：總數(shù)據(jù)量，總數(shù)據(jù)量約3 TB。

備份頻率：

操作系統(tǒng)災(zāi)備：每1周進行一次完全備份，每1天進行一次增量備份，保留4周的歷史數(shù)據(jù)；

文件數(shù)據(jù)備份：每 1周進行一次完全備份，每1天進行一次增量備份，保留8周的歷史數(shù)據(jù)；

備份空間：

存儲空間需要約 10 TB以上 (邏輯空間)。后續(xù)根據(jù)實際需要在線擴容。

因此，針對電臺的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境，結(jié)合電臺的需求，提出一套完整的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集中備份方案。在電臺現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中部署一臺安裝備份軟件的服務(wù)器和一臺存儲，重要數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)集中定時或?qū)崟r備份到存儲中，當(dāng)因為操作系統(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)丟失或SQL Server數(shù)據(jù)庫邏輯故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用時，可以通過恢復(fù)操作將數(shù)據(jù)恢復(fù)出來，達到數(shù)據(jù)不丟失的目標。備份服務(wù)器制定合理的備份策略，備份工作可以按照事先制定好的策略自動完成，管理難度和成本將大大降低。

4 總結(jié)

在本改造方案中，應(yīng)用系統(tǒng)利用服務(wù)器虛擬化，安裝虛擬化軟件，將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，將一臺服務(wù)器虛擬化為幾臺甚至幾十臺相互隔離的虛擬服務(wù)器。服務(wù)器不再受限于單臺物理機的性能局限，從而提高設(shè)備資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，降低能耗，提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性、易運維性和安全性。

參考文獻

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