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服务器虚拟化应用的研究与实践

发布时间:2013-02-03 16:20:00 来源:万方数据 作者:farnesiana
关键字:服务器 虚拟化

  中国石化上海石油分公司是中国石化直属的一家大型销售企业,主营汽、柴、煤、润滑油等石化产品 的批发、零售、直销配送和仓储业务,拥有近600座加油站、4座油库,市场占有率70%左右。

  该公司多年来信息化应用能力持续深化,管理水平不断提高。同时,信息管理和运行维护也逐渐面临不少问题和困难,在一定程度上影响了企业持续提升经营管理的能力。主要表现在以下三个方面:

  a)基础设施建设滞后于信息管理与应用。目前,120m2的数据中心机房已承载了146台各类服务器和配套设备,机房空间已趋于饱和,电力和空调系统已满负荷工作。为满足信息系统建设的需要,机房等信息基础设施还需要不断扩容,在一定程度上影响了信息化建设的持续发展。

  b)信息系统和配套设备的运维工作量大、运营成本高。随着企业信息化建设的不断深入,信息系统的运维工作量、管理难度、运营成本在不断增长,而投入产出的效率却在不断降低。

  c)部分非关键信息系统可靠性差、利用效率低。除了有高度冗余的关键应用系统外,企业通常还需要有一些非关键业务应用来支持日常经营管理的需要,如:系统间接口、文件传输、即时通信、系统开发测试等。这些系统由于投人少,通常会使用一些低端设备,且不做冗余配置,导致了稳定性和可靠性较差。

  随着信息化建设的不断深入,企业信息管理部门迫切需要通过新的技术和手段,整合并减少系统设备资源,为新项目建设预留出场地空间和基础设施资源;降低系统设备资源的各项管理和运营成本;提升系统设备资源的利用效率和可靠性,改善非关键信息系统的服务等级。

  如今,日趋成熟的服务器虚拟化技术,到底能给企业的信息化建设和管理带来什么样的改变,其应用价值又有多少,笔者就此做以下分析探讨。

  1 服务器虚拟化的应用研究

  1.1 服务器虚拟化简述

  服务器虚拟化技术是目前比较热门的云计算技术中相对比较成熟的一项虚拟化技术。简单来说,服务器虚拟化就是通过技术手段将服务器等硬件资源整合后,按需交付给软件使用的一种模式。该模式可有效地将系统硬件资源和软件应用进行分离,使信息管理人员能随时随地将服务器资源分配给最需要的应用负载,提高管理和利用效率,从而减少为单个工作负载峰值而储备的硬件资源。

  1.2 服务器虚拟化的应用价值

  利用服务器虚拟化技术可以将企业的数据中心构建一个虚拟资源池,用户可以把虚拟出来的资源看成是专属于他们的,信息部门的管理人员则可在企业范围内管理和优化整个资源池。而这种利用虚拟化技术构建的服务模式,所带来的应用价值有以下三个方面:

  a)节省总拥有成本(TCO)。通过服务器虚拟化技术,可以将多台物理服务器上的多个应用服务整合到一台物理服务器中,当整合比控制在(10~15):1时,通常可以降低40的软硬件成本,服务器的平均利用率可从5 ~15 提高到60 ~80 ;运营成本可降低70 ~80 。

  b)提高运营效率。通过服务器虚拟化技术实现的软硬件分离,通常可以使信息系统部署时间从小时级提升至分钟级,服务器系统重建和应用服务恢复时间从平均20~40 h提升至15~30min,系统硬件维护可从之前需要的数小时或数天的停机维护窗口,提升至实现零宕机的硬件维护和升级。

  c)提高服务水平。利用虚拟化技术所构建的服务模式,通过将虚拟化后的服务器作为大的资源进行统一管理,并按需自动进行动态资源调配,无中断的按需扩容,可以帮助信息管理部门为业务应用提供更好的服务和响应水平。

  2 服务器虚拟化在企业的应用实践

  2.1 应用方案的制订和实施

  2.1.1 整合对象的选择

  使用该技术的石化销售企业中大部分关键业务系统为中石化统一建设,不能进行系统架构上的改动,且关键业务系统所使用的高性能服务器,其整合、使用该技术的成本也是企业目前所不能承受的。因此,该方案的整合对象确定为那些非关键业务应用。经过反复论证,最终确定了原有的34个应用服务,见表1所列。

需要整合的应用服务

                                         表1 需要整合的应用服务

  2.1.2 虚拟化产品的选择

  在选择了需要整合的服务应用后,笔者对市场上成熟的虚拟化产品特点、功能和综合性价比进行了比较,最终选择了vSphere 4 EnterprisePlus(企业增强版)服务器虚拟化软件。VMwarevSphere产品所具有的虚拟数据中心、虚拟网络和虚拟存储的架构特点,还能为企业今后将虚拟化平台扩展至更高的应用层次的云计算平台积累实践经验。

  2.1.3 硬件的选择和架构的设计

  此次服务器虚拟化技术的实践,是企业信息部门为今后建立企业私有云计算平台的一次尝试。因此,在选择硬件产品的时候,充分考虑了整个硬件架构的先进性、完整性和可扩展性。硬件架构如图1所示。装有刀片的服务器柜拥有冗余的电源、通信网络和存储网络模块,服务器的通信双链路和2台不同的局域网交换机相连;服务器的存储双链路通过2台SAN存储光纤交换机,与拥有多种冗余配置的磁盘整列相连。

服务器虚拟化硬件平台架构

                                   图1 服务器虚拟化硬件平台架构

  2.1.4 实施过程

  在整合对象、硬件设备和平台架构确定后,整个实施过程相对比较简单。将采购的硬件设备按架构设计要求,进行构建、安装和调试;硬件平台架构完成后,安装上服务器虚拟化软件,就可以进行应用服务迁移了。

  2.2 实施效果分析

  通过在4台服务器上创建多个虚拟服务器的方式,完成了传统方式下需要三十多台服务器才能完成的工作,且相比原来有了更多优点,见表2所列。

                                   表2 服务器实施虚拟化前后对比

  a)提高可用性。在减少物理服务器数量的同时,消除了原先应用服务的单机故障隐患,实现了更稳定、可靠的运行。

  b)增加管理灵活性。通过管理平台,可以远程动态监测所有的虚拟服务器运行状态,出现硬件故障时,可以在线迁移虚拟机,可实现零宕机、零数据损失的故障切换;同时仅需几分钟就可以虚拟出新的服务器资源用于安装新的应用服务。

  c)降低了运营成本。降低了对机房环境的需求和设备的总耗电量,同时通过终止原有34台服务器的厂商维护支持合同,节约了运营成本;设备管理人员从原来的4个,减少到1个。

  d)绿色节能根据这些非关键应用服务的使用周期性,笔者定义了一些条件,实现了当工作负载需要的服务器资源减少时,可以自行动态调整计算资源,将应用服务整合切换到较少的服务器上,将不需要的服务器置于待机模式。工作负载需要增加时,再恢复服务器在线状态,既保证了服务级别,又最大限度地减少电力消耗,实现了绿色节能环保。

  2.3 费效测算分析

  TCO是基于同样实现冗余配置、集中存储等功能,采用传统建设方式和虚拟化方式总投入成本的比较测算。仅服务器数量而言,采用传统建设方式,需要新增34台服务器,而虚拟化方式,仅需4台服务器。虽然虚拟化方式还需要购置相应的软件,但相比传统的系统建设模式,虚拟化方式仅需一半的投入成本,就能实现相同甚至更多的功能。

  3 结束语

  服务器虚拟化技术的应用,不但帮助企业信息部门解决了长期困扰的难题,提升了运营效率和服务水平,而且还带来了可观的投资回报率。

  因此,将服务器虚拟化技术运用在企业今后的信息化改造和建设中是可行的,且是必要的。由于种种原因,企业信息部门没有将数据中心所有的服务器进行虚拟化整合,以体现经济效益最大化。但是这次成功的尝试,既为企业降本增效开拓出了新的发展方向,同时也为其他石化企业今后的信息化建设提供了借鉴。


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