虚拟化服务器建设整合研究
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摘 要：通过服务器虚拟化应用整合项目实施，对现有X86服务器进行整合，把原有的多个应用整合到2台高端服务器上，将X86服务器的利用率从现在的5%―15%提高到60%―80%，同时配合现有的SAN存储架构，将多个应用数据集中存放、统一备份，从而减少硬件设备数量，降低机房功耗和制冷量需求，实现业务的连续性和高可用性。
关键词：服务器；虚拟化；整合
中图分类号：TN80 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）032(C)-0188-02
一、引言
漳州供电公司信息中心机房截止2010年5月共有65台服务器、工作站和160多台网络交换设备，其运行数据高达5T以上。公司内的除调度自动化、负控等外所有的信息系统及核心设备均在此机房内运行，随着国网SG186工程、信息化供电公司、ERP项目、外网的建设部署，服务器、网络设备的数量也将更为迅猛地增加，如果按照传统的应用部署方式，一个应用1台服务器的话，需要部署服务器数量就不断攀升，将会造成如下问题：（1）机房负载大：当前的机房在容量、电源负载、空调制冷方面将不能满足现有及将来设备安全运行、存放的要求；（2）成本高：传统的IT部署中，每个服务器都是单机或都配置为双机模式成本更高，硬件成本也较高。另外运营和维护成本也高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等；（3）业务连续性差：遇到故障时重建系统时间较久，系统维护和升级或者扩容时需要停机进行，造成应用中断，业务连续性低；（4）缺乏可管理型：每服务器一个应用，导致服务器数量太多难以管理，每次硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护窗口，难以实现信息系统集中管理；（5）兼容性差：系统和应用迁移到新的硬件难与旧系统兼容。
通过服务器虚拟化应用整合项目的实施，对现有X86服务器进行整合，把原有20多个应用整合到2台高端服务器上，将X86服务器的利用率从现在的5%―15%提高到60%―80%，同时配合现有的SAN存储架构，将50多个应用数据集中存放、统一备份，使虚拟服务器成为企业信息化应用的安全基石。并且有助于动态地改善IT基础架构的性能和效率，减少硬件设备的数量，降低机房功耗和制冷量需求，更为重要的是可以实现业务的连续性（零宕机）和高可用性（HA），以及简单快速的系统迁移。
二、项目研制
（一）设计原则
1、各业务子系统平滑迁移，尽量避免重做操作系统和手工导入业务数据。
2、在充分了解各个服务器的负载状况的基础上，进行有选择、分步骤的整合。
3、在平台的选择上，采用VMware公司的VMwave Infrastructure 3企业版，充分利用新版本平台的功能，以实现业务的连续性和高可用性。
4、与公司现有SAN架构无缝集成。
（二）系统结构设计
虚拟化前：每台主机一个操作系统；软件硬件紧密地结合；在同一主机上运行多个应用程序通常会遭遇冲突；系统的资源利用率低；硬件成本高昂而且不够灵活。
虚拟化后：打破了操作系统和硬件的互相依赖；通过封装到虚拟机的技术，管理操作系统和应用程序为单一的个体；强大的安全和故障隔离；虚拟机是独立于硬件的，它们能在任何硬件上运行。
（三）技术路线
1、采用VMware服务器整合解决方案
VMWARE服务器整合虚拟构架提供前所未有的负载隔离，为所有系统运算和I/O设计的微资源控制。虚拟构架完美地结合现有的管理软件并在共享存储（SAN）上改进投资回报率。通过把物理系统整合到有VMWARE虚拟构架的数据中心上去，实现更少的硬件和维护费用；空闲系统资源的整合；提升系统的运作效率；性价比高，持续的产品环境。
2、实现业务连续性目标
每年成百上千的全球数据中心遭遇重大的服务中断。这些业务运行将受到用户错误，病毒，硬件故障和自然灾害等问题的影响。成功的业务连续性策略元素包含：应用程序可用计划；包含监控和平台冗余的预防措施；数据保护；灾难恢复策略；有效的人员计划。
三、技术问题及解决办法
在该项目的实施过程中陆续出现一些问题，项目组针对问题采取了积极有效的解决方法。
（一）磁盘空间利用问题：在迁移原有应用系统时，有的应用系统硬盘很大，但是实际使用空间很小。比如Xxwgl服务器，D盘空间有120GB，实际使用26GB，通过对Convert时，空间自定义，解决了该问题。
软件兼容性问题：在迁移原有应用后，安装Vmware Tolls驱动程序时，碰到兼容性问题导致显示画面不能刷新。后通过大量测试发现是原有系统中安装的Symantec Pcanyware软件更换了Windows中一个远程桌面的dll文件所导致。后卸载该软件，换用VNC软件成功解决该问题。
（二）Windows群集下SQL SERVER数据库的迁移问题：Microsoft Cluster群集系统Sqoserver 2000，如果通过Convert物理机到虚拟机的方式进行迁移的话，迁移后的虚拟机还是会认为自己处于群集中，这样会导致不稳定状况发生。如果新安装系统、使用附dbf文件的方式则会导致原有账户和权限的丢失。通过在新系统上安装sql数据库，把群集数据库文件全部复制过来覆盖的方式，完美实现了群集数据库的迁移。
四、关键技术及创新点
（一）关键技术
关键技术主要有2点：系统的迁移和制作。
1、迁移。系统迁移有热迁移和冷迁移两种，其中热迁移和冷迁移的区别在于，使用冷迁移的方式来迁移服务器系统和数据需要宕机，安排一定的时间来进行系统的迁移。但是可以实现迁移后的系统和数据之间完全一致。使用热迁移的方式来迁移服务器系统和数据无需宕机，即在服务器保持运行的状态下（业务系统正常运行），实现系统的迁移。但是此种迁移模式不能保证迁移后的虚拟机和原物理服务器之间的数据完全一致性。在公司实际操作中选择合适的方法进行迁移，最终实现现有系统的迁移，并保证应用系统的稳定和数据的一致。
2、制作。不管是Convert迁移过来的系统，还是直接安装的系统，都需要根据测试报告的结果，定制虚拟机的资源（CPU、内存、磁盘、网络），从而在保证应用正常运行的基础上，充分利用服务器的资源。
（二）创新点
1、SAN集中存储实现虚拟服务器的文件共享：由于VMware VMFS 虚拟机文件系统是一种高性能的群集文件系统，允许多个ESX Server 安装同时访问同一虚拟机存储，所以采用了SAN集中存储，将每个虚拟机的文件系统创建在共享的SAN集中存储阵列上。这样VMware的虚拟架构系统中的虚拟机被封装成了一个档案文件和若干环境配置文件，通过将这些文件放在SAN存储阵列上的VMFS文件系统中，可以让不同服务器上的虚拟机都可以访问到该文件，从而消除了单点故障。
2、配置独立的VirtualCenter服务器：为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控，方案中配置一台独立的Windows 2003服务器来作为V13套件中的VirtualCenter服务，VirtualCenter服务器为IT 环境提供了集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供了前所未有的响应能力、可维护性、效率和可靠性级别。
3、快照功能：快照相当于给虚拟机一个影子，便于以后遇到特殊情况，如系统出现故障、瘫痪或崩溃时可以迅速还原成当初的状态。创建一个快照及恢复一个快照用时很短，一般约30秒到40秒。快照会在执行时捕获虚拟机的整个状况。其中包括：内存状况（虚拟机内存的内容）；设置状况（虚拟机设置）；磁盘状况（所有虚拟机的虚拟磁盘的状况）。
五、结语
该系统于2010年7月在公司投入试运行。从试运行情况看，该系统功能全面，稳定性好，扩展性强，满足公司的需求，减少了物理服务器的数量，明显提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率，降低了硬件成本，但也存在一些缺陷，无法读写U盘或移动硬盘等移动介质的数据。
今后，漳州供电公司将充分利用虚拟化的优势，结合VMware推出的View技术，实现桌面的虚拟化，并将在虚拟化机房和虚拟化网络课题方面作出进一步的研究。
作者单位：福建省漳州电业局
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