郭明浩
摘 要:隨著民航空中交通管制業(yè)務(wù)的信息化程度不斷提高,空管信息系統(tǒng)整體架構(gòu)復(fù)雜程度及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)成本也隨之提升。虛擬化技術(shù)可有效降低信息系統(tǒng)總擁有成本,提高服務(wù)器硬件資源利用率,提升硬件資源調(diào)配的靈活性。本文以華北地區(qū)流量管理系統(tǒng)為例,對(duì)VMware服務(wù)器虛擬化技術(shù)在流量管理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行介紹。
關(guān)鍵詞:虛擬化;VMware;流量管理系統(tǒng)
中圖分類(lèi)號(hào):TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2019)07-0043-02
0 引言
隨著經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,空中交通管制部門(mén)需要保障的航班量與日俱增。為應(yīng)對(duì)持續(xù)增加的航班數(shù)量,需要建設(shè)適應(yīng)管制業(yè)務(wù)需要的流量管理系統(tǒng)。傳統(tǒng)服務(wù)器搭建模式存在很多運(yùn)維難題和發(fā)展瓶頸,主要問(wèn)題如下:(1)可擴(kuò)展性低:面對(duì)業(yè)務(wù)不斷提升的硬件需求無(wú)法及時(shí)滿足,只能從硬件層級(jí)更換服務(wù)器。(2)服務(wù)器硬件資源利用率不高:依據(jù)空管系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的保障要求,不同業(yè)務(wù)需運(yùn)行在不同服務(wù)器,核心業(yè)務(wù)需使用主備服務(wù)器模式。(3)維護(hù)難度大:眾多品牌的服務(wù)器對(duì)運(yùn)維人員帶來(lái)了較大的日常維護(hù)壓力。
針對(duì)上述問(wèn)題,服務(wù)器虛擬化技術(shù)提供可以很好的解決方案。
1 虛擬化
虛擬化,是指通過(guò)虛擬化技術(shù)將一臺(tái)物理服務(wù)器虛擬為多臺(tái)邏輯服務(wù)器。在一臺(tái)物理服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行多臺(tái)邏輯服務(wù)器,每邏輯服務(wù)器可以獨(dú)立運(yùn)行自身的操作系統(tǒng)和業(yè)務(wù)應(yīng)用[1]。如圖1所示。
虛擬化允許多臺(tái)虛擬服務(wù)器共享同一臺(tái)物理服務(wù)器的硬件資源。目前物理服務(wù)器的硬件處理能力一直高于其運(yùn)行業(yè)務(wù)應(yīng)用的硬件處理能力,因此虛擬化允許用戶(hù)在同一物理服務(wù)器上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用,該技術(shù)有如下優(yōu)勢(shì):
(1)提高服務(wù)器硬件資源利用率和降低總擁有成本。虛擬化可以支持硬件資源的共享。物理服務(wù)器的整合還可以節(jié)約資源,降低對(duì)電力和散熱的要求。(2)硬件資源分配的靈活性和擴(kuò)展性強(qiáng)。通過(guò)虛擬化可以實(shí)現(xiàn)硬件資源的調(diào)整,滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用不斷提升的硬件需求。(3)更高的安全性和系統(tǒng)健壯性。目前商用的虛擬化軟件大部分具有高可用技術(shù)、動(dòng)態(tài)遷移技術(shù),VMware提供了一系列保護(hù)虛擬機(jī)可用性的功能:HA、FT以及vMotion[2]。
2 VMware服務(wù)器虛擬化
VMware vSphere 是業(yè)界領(lǐng)先且可靠的虛擬化平臺(tái),vSphere將業(yè)務(wù)應(yīng)用和操作系統(tǒng)從硬件層面分離出來(lái),將物理服務(wù)器的硬件資源作為資源池進(jìn)行統(tǒng)一管理,其兩個(gè)核心組件為ESXi和VCenter Server。
ESXi是安裝在物理服務(wù)器上的虛擬化底層系統(tǒng),它不再依存于宿主操作系統(tǒng)之上。ESXi可從內(nèi)核級(jí)支持硬件虛擬化,運(yùn)行于其中的虛擬服務(wù)器在性能與穩(wěn)定性上不亞于常規(guī)的物理服務(wù)器,通過(guò)vSphere Client更易于管理維護(hù)。
vCenter提供一個(gè)用于管理VMware vSphere環(huán)境的集中式平臺(tái)??蓮膯我豢刂婆_(tái)輕松管理虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)??赏ㄟ^(guò)vCenter實(shí)現(xiàn)虛擬服務(wù)器的創(chuàng)建、克隆、快照等操作。vCenter可通過(guò)WEB方式進(jìn)行訪問(wèn),使得運(yùn)維人員的日常運(yùn)行維護(hù)更加方便。
3 華北地區(qū)流量管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
華北地區(qū)流量管理系統(tǒng)使用VMware服務(wù)器虛擬化軟件,核心計(jì)算區(qū)采用基于磁盤(pán)陣列的共享存儲(chǔ)的虛擬化平臺(tái),信息引接服務(wù)區(qū)采用基于vSAN的分布式存儲(chǔ)的虛擬化平臺(tái)。虛擬化平臺(tái)通過(guò)vCenter管理所有的系統(tǒng),對(duì)于不同區(qū)域的虛擬服務(wù)器設(shè)計(jì)不同的集群。核心區(qū)主機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)集群。信息引接服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)一個(gè)集群。不同區(qū)域的虛擬服務(wù)器使用不同存儲(chǔ)資源,設(shè)計(jì)了不同的網(wǎng)段,獨(dú)立運(yùn)行,互不影響。
核心處理服務(wù)區(qū)虛擬化平臺(tái)主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)系統(tǒng)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。根據(jù)業(yè)務(wù)需要做相關(guān)設(shè)計(jì)。核心處理服務(wù)區(qū)采用基于共享存儲(chǔ)的虛擬化平臺(tái)。核心區(qū)共享存儲(chǔ)使用磁盤(pán)陣列。磁盤(pán)陣列安全可靠,存儲(chǔ)空間大。核心處理服務(wù)區(qū)的虛擬化平臺(tái)采用磁盤(pán)陣列集中存儲(chǔ)方式。核心區(qū)部署有2套磁盤(pán)陣列。核心區(qū)虛擬化平臺(tái)在部署虛擬服務(wù)器時(shí),將同一類(lèi)型的主備應(yīng)用服務(wù)器分配到不同的磁盤(pán)陣列上,以提高系統(tǒng)冗余性。
核心區(qū)物理服務(wù)器根據(jù)CPU內(nèi)核數(shù)和內(nèi)存大小來(lái)總體設(shè)計(jì)虛擬化資源池。部署時(shí)要保證能夠支持所有虛機(jī)的運(yùn)行。核心區(qū)使用共15臺(tái)的物理服務(wù)器,5臺(tái)華為RH5885服務(wù)器和10臺(tái)華為RH2288物理服務(wù)器。RH5885服務(wù)器具體配置如下:(1)CPU為E7-4830 V4,主頻為2.0GHz,核數(shù)服務(wù)器14,數(shù)量為4顆;(2)8根32G DDR4內(nèi)存;(3)磁盤(pán)4塊600G硬盤(pán)。RH2288服務(wù)器具體配置如下:(1)CPU為E5-2650 V4,主頻為2.2GHz,核數(shù)為12,數(shù)量為2顆;(2)8根32G DDR4內(nèi)存;(3)磁盤(pán)2塊600G硬盤(pán)。
基于不同業(yè)務(wù)需要設(shè)計(jì)不同類(lèi)型虛擬服務(wù)器模板,虛擬服務(wù)器設(shè)計(jì)主要包括:內(nèi)存、CPU核數(shù)、虛擬磁盤(pán)大小。虛機(jī)模板設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)虛擬化資源池容量進(jìn)行設(shè)計(jì)。
根據(jù)業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)4類(lèi)虛擬服務(wù)器模板:計(jì)算型Ⅰ類(lèi)模板、計(jì)算型Ⅱ類(lèi)模板、存儲(chǔ)型Ⅰ類(lèi)模板和存儲(chǔ)類(lèi)Ⅱ類(lèi)模板。(1)計(jì)算型I類(lèi)模板:CPU 12核,內(nèi)存32G,存儲(chǔ)500G;(2)計(jì)算型II類(lèi)模板:CPU 6核,內(nèi)存16G,存儲(chǔ)500G;(3)存儲(chǔ)類(lèi)I類(lèi)模板:CPU 6核,內(nèi)存16G,存儲(chǔ)1T;(4)存儲(chǔ)類(lèi)II類(lèi)模板:CPU 6核,內(nèi)存16G,存儲(chǔ)2T。
核心區(qū)基于模板共部署28臺(tái)虛擬服務(wù)器。如表1所示。
信息引接服務(wù)區(qū)虛擬化平臺(tái)主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示、與外部數(shù)據(jù)交互。根據(jù)業(yè)務(wù)需要做相關(guān)設(shè)計(jì)。
信息引接服務(wù)區(qū)采用VMware的vSAN分布式存儲(chǔ)方式。信息引接服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)6臺(tái)物理服務(wù)器,每臺(tái)主機(jī)7塊SAS盤(pán)和1塊SSD盤(pán)。SSD盤(pán)設(shè)計(jì)做高速讀寫(xiě)緩存,7塊SAS盤(pán),1塊安裝ESXi虛擬化軟件,6塊設(shè)計(jì)成vSAN存儲(chǔ)。vSAN設(shè)計(jì)為雙副本模式,存儲(chǔ)單副本故障,可以使用正常副本上繼續(xù)運(yùn)行。
物理服務(wù)器根據(jù)CPU內(nèi)核數(shù)和內(nèi)存大小來(lái)設(shè)計(jì)虛擬化資源池。部署時(shí)要保證能夠支持所有虛擬服務(wù)器的運(yùn)行。信息引接服務(wù)區(qū)設(shè)計(jì)成一個(gè)虛擬化集群。信息引接服務(wù)區(qū)使用華為RH5885服務(wù)器。服務(wù)器具體配置如下:(1)CPU為E7-4830 V4,主頻為2.0GHz,核數(shù)為14,數(shù)量為4顆;(2)8根32G DDR4內(nèi)存;(3)磁盤(pán)6塊600G硬盤(pán)。
基于不同業(yè)務(wù)需要設(shè)計(jì)不同類(lèi)型虛擬服務(wù)器模板,虛擬服務(wù)器設(shè)計(jì)主要包括:內(nèi)存、CPU核數(shù)、虛擬磁盤(pán)大小。信息引接區(qū)整體虛擬服務(wù)器模板設(shè)計(jì)和核心區(qū)一致?;谀0骞膊渴?臺(tái)虛擬服務(wù)器,如表2所示。
4 結(jié)語(yǔ)
傳統(tǒng)服務(wù)器搭建模式中大多數(shù)服務(wù)器的硬件利用率不高,這導(dǎo)致相對(duì)于虛擬化架構(gòu)服務(wù)器數(shù)量劇增,同時(shí)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的復(fù)雜性變得更加復(fù)雜。使用服務(wù)器虛擬化相對(duì)傳統(tǒng)服務(wù)器部署模式具有明顯的優(yōu)勢(shì):(1)降低總體部署成本,減少設(shè)備數(shù)量。(2)可通過(guò)VMware vSphere服務(wù)器虛擬化的相關(guān)安全技術(shù)降低運(yùn)維人員維護(hù)壓力。(3)系統(tǒng)整體擴(kuò)展性高。華北地區(qū)流量管理系統(tǒng)對(duì)于服務(wù)器虛擬化技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐,為民航空管系統(tǒng)使用服務(wù)器虛擬化技術(shù)提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。服務(wù)器虛擬化技術(shù)的在民航空管信息系統(tǒng)中的不斷應(yīng)用,有助于民航空管信息化建設(shè)的進(jìn)一步推進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
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