陳 輝

(洛陽萬基鋁加工有限公司,河南 洛陽 471832)

1 傳統(tǒng)服務器運行方式面臨的問題

在鋁加工企業(yè)中,軋機系統(tǒng)有測厚儀計算機、板型系統(tǒng)計算機、軋機控制一級服務器、二級服務器等設備,它們是軋機控制系統(tǒng)的中心,這些服務器主要是設備配套的來自不同廠家的機架服務器和臺式服務器,其硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫類型等各有不同。經過十余年使用后,這些服務器硬件日漸老化,可靠性降低,故障率不斷增高,同時近幾年廠家老舊服務器陸續(xù)停產,采購的新設備不能與原系統(tǒng)兼容,給公司服務器設備運維造成很大困擾。為了更好解決傳統(tǒng)服務器存在的這種弊端,嘗試采用虛擬化架構的服務器整合技術來模擬現(xiàn)場設備的運行環(huán)境,將多個舊服務器系統(tǒng)裝入到一臺物理服務器中的方式進行升級改造,達到提高性能,精簡機柜,降低運維成本的目的。

2 服務器虛擬化超融合平臺建立

2.1 超融合技術

超融合平臺以虛擬機為核心,將物理服務器的處理器、內存、磁盤、I/0等物理資源轉化為一組可統(tǒng)一調度和分配的邏輯資源,實現(xiàn)在一臺服務器上同時運行幾臺相互隔離的虛擬服務器,提升了系統(tǒng)的運算能力和存儲空間的有效利用率,能夠靈活調配資源,避免了虛擬化環(huán)境的資源爭搶,實現(xiàn)了硬件資源與虛擬化平臺的完美融合。

2.2 超融合方案

目前國內外技術比較成熟超融合平臺主要有VMware、 SmartX、深信服、云宏CNware、華為FusionCube,其原理大致相同,都是基于虛擬化實現(xiàn)服務器的整合。借鑒相關單位虛擬化成功案例,結合公司軋機服務器配置情況,最終選擇采用使用VMware ESXi 6.7 搭建的 VMware服務器虛擬化超融合平臺來實現(xiàn)。圖1為服務器虛擬化超融合平臺的拓撲圖。

圖1 服務器虛擬化超融合平臺的拓撲圖Fig.1 Topology of server virtualization hyper-converged platform

2.3 超融合硬件的選用

超融合一體機是整個超融合構架的載體,它是把運算、存儲、網絡等硬件和軟件資源進行整合的一套系統(tǒng),即將多個運算、存儲和網絡獨立的服務器打包在一起,組成的多功能服務器。它的應用,可以簡化硬件系統(tǒng)部署,縮短部署時間,降低運維難度和成本。

在進行超融合之前,需對現(xiàn)有服務器容量進行統(tǒng)計,包括物理服務器的數(shù)量、CPU型號及CPU利用率、內存及內存利用率、硬盤數(shù)量及大小、RAID及硬件權限綁定等信息。根據(jù)這些信息,對超融合一體機容量進行規(guī)劃,預留足夠余量的同時,考慮后期設備增加擴容的需求,選擇合適經濟的超融合主機。

選擇時,若原服務器是近一、兩年新購買的設備,則可以考慮對該服務器通過增加CPU、內存、網卡的方法進行擴容到較高的配置,用做虛擬化超融合主機。擴容時優(yōu)先為服務器添加內存、千兆網卡,其次是配置冗余電源、CPU,至于硬盤空間夠用即可,建議配置共享網絡儲存,或將配置較低原有服務器改做網絡存儲服務器使用。

如果采用購買新的服務器作為超融合一體機,則無需進行擴充。目前市場上可供選擇的品牌及型號較多,主要品牌有Dell、HP、華為、云宏、IBM等品牌,這些超融合一體機各項配置齊全,可以滿足各種行業(yè)現(xiàn)場的需要,由于虛擬化技術硬件兼容性,用戶可以根據(jù)需要自由選擇。在選擇時主要考慮外部尺寸、CPU、內存、網卡、電源等滿足使用要求即可。存儲設備優(yōu)先考慮使用共享SAN網絡儲存,其次是使用本地硬盤,只有虛擬機存儲于共享存儲,才能更好的實現(xiàn)高可用性H.A.及vMotion瞬移等技術。

在超融合環(huán)境里,由于多個工作服務器融合到同一臺主機里運行,主機上的工作負荷數(shù)量將明顯增多,從邊緣或分布交換機到網絡核心的上聯(lián)數(shù)量也將增加,這就對交換機的帶寬及上行線路提出更高的要求,通訊速度將對各個虛擬機服務的運行產生直接影響,因此需要盡可能的配置性能較好的網絡交換機。

2.4 平臺搭建及原系統(tǒng)遷移

vSphere是VMware公司一款可以獨立運行在祼機上的系統(tǒng),ESXi是vSphere系統(tǒng)中的核心組件,用于組建虛擬化平臺。在VMware ESXi 6.7控制平臺組建好以后,管理員可以通過Mozilla Firefox、Google Chrome瀏覽器登錄vSphere Client遠程連接ESXi服務器,來訪問虛擬機并進行配置。虛擬化時,主要通過采用基于P2V轉換技術實現(xiàn)在線遷移,使用VMware vCenter Converter工具可以在線無縫的將物理服務器轉換為虛擬機(圖2)。

圖2 使用 VMware vCenter Converter遷移系統(tǒng)創(chuàng)建虛擬服務器Fig.2 Creating a virtual server using the VMware vCenter Converter migration system

當有些服務器使用vmware convert無法遷移或遷移后虛擬機運行出現(xiàn)問題時,就需要借助第三方工具來遷移了,通常使用Acronis或Ghost備份鏡像還原的方法生成 Vmware 虛擬機,再遷移至 ESXI 主機進行配置。

2.5 虛擬網絡構架配置

完成遷移后,需要對遷移到超融合一體機服務器虛擬機進行虛擬端口的設置,并配置網絡交換機,完成各個虛擬機之間和物理機之間的通訊,用于數(shù)據(jù)交換及存儲訪問。根據(jù)原物理網絡數(shù)據(jù)交換需要,在虛擬交換機及物理交換機中劃分不同的VLAN,將虛擬機IP劃分到網絡的相應VLAN中。通過設置ESXi主機、虛擬機網卡、虛擬交換機、端口組與ESXi主機網卡的聯(lián)接,使虛擬機與系統(tǒng)各部件之間保持穩(wěn)定的通信。

2.6 在線測試

在線測試主要對虛擬化的網絡設備和網絡系統(tǒng)的交換和路由功能進行測試評估,對虛擬化的網絡設備和網絡系統(tǒng)的應用層進行仿真測試,以及檢測虛擬機CPU的計算能力、網絡IO性能和存儲IO性能。將遷移到超融合平臺中相應的虛擬機啟動后,運行現(xiàn)場被控制的設備進行生產測試,查看虛擬化后控制系統(tǒng)狀態(tài)及被控制設備運行狀態(tài)是否正常。同時需進行H.A.高可用測試,模擬主機發(fā)生故障后服務器切換是否出現(xiàn)問題,并對試驗測試出現(xiàn)的問題采取措施進行優(yōu)化,使系統(tǒng)可靠平穩(wěn)運行。

3 總結

服務器的虛擬化超融合應用,將多個獨立的服務器進行虛擬化融合,使資源利用更加合理,解決了數(shù)據(jù)備份、系統(tǒng)遷移的問題,明顯降低了系統(tǒng)的故障率,還能在后期對控制設備進行擴展,為企業(yè)未來信息化發(fā)展奠定了基礎。隨著自動化程度的不斷提高,控制系統(tǒng)需求的不斷增加,虛擬化超融合技術應用將越來越廣泛,在行業(yè)設備控制領域將有更好的應用前景。