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服务器虚拟化在企业中的应用. 2020-04-28


近年来,随着企业不断加强信息化建设,企业应用系统建设步伐很快,企业日常工作和领导决策对信息系统的依赖越来越强,需要增加更多的硬件设备来增加系统的容错和备份能力,满足系统的高可用性要求。从已有服务器来看,一般是单机单系统部署,服务器的利用率比较低,其重新部署需要大量的时间,无法保证应用系统不间断运行的可靠性。面对日益迫切的高可用性要求,采用传统的服务器部署方式存在硬件成本较高、运营和维护复杂、系统可靠性低、系统迁移时间长等问题,为了更好地解决其弊端,采用虚拟架构服务器部署方式进行服务器整合,提高性能,降低成本。

 

1设计原则

根据信息化技术现状和发展趋势,设计立足于成熟的主流技术和产品,并且基于发展的考虑,技术投入适度超前,并完全能够兼容国际标准技术,保证投资效益最大化和良好的使用效果。虚拟化建设应遵循以下原则。

 

1.1实用性和先进性

虚拟化建设应采用先进成熟的技术,满足现在及未来一段时间内的需求,适应异构环境、信息化发展和技术升级的需要,使整个系统经济适用并在一段时间内保持技术的先进,具有良好的扩展能力。

 

1.2安全可靠性

为保证信息系统业务正常运行及数据的安全,系统设计要有效地避免单点故障,采用必要的保障信息安全的技术措施、数据备份与恢复手段,一方面最大限度地减少故障的可能性,另一方面要保证系统能在最短时间内修复,保证企业各业务系统的可靠运行和相关数据的安全。

 

1.3可管理性

系统能够方便地进行检测、监控、日常维护等方面的管理,具有良好的人机界面,借助于先进的管理策略、管理工具提高系统的性能、可靠性,简化使用、维护管理工作。

 

2系统总体结构设计。

服务器的虚拟化就是将服务器物理资源抽象成逻辑资源,让一台服务器变成几台甚至更多相互隔离的虚拟服务器,或者让几台服务器变成一台服务器来用,使用不再受限于物理界限,而是让处理器、内存、磁盘、I/0等硬件变成可以动态管理的“资源池”,提高资源的利用率,实现服务器整合后对业务的变化更具适应力。经过调研,本次系统选择了VMware的虚拟化解决方案。

 

2.1 VMware虚拟化架构原理

VMware虚拟化系统就是将VMware ESX Server软件直接安装在物理服务器的裸机上,利用服务器虚拟化工具将物理服务器上的处理器、内存、磁盘和网络资源等抽象到多个虚拟服务器中。一个物理服务器同时运行多个操作系统,每一个操作系统都运行在一个虚拟服务器上,而且每一个操作系统中都有多个程序运行,使得设备利用率和可靠性提高。图1就是在单台物理服务器安装了VMware ESX Server4.0软件,配置两个虚拟服务器,两个虚拟服务器将物理服务器上的处理器、内存、磁盘等资源平分。

 

 
  2.2 SAN集中存储实现文件共享

系统采用SAN集中存锗方式,将每个虚拟服务器的文件系统创建在共享的SAN集中存储阵列上。由于VMware的虚拟架构系统中的虚拟服务器实际上是被封装成了一个档案文件和若干相关环境配置文件。通过将这此文件放在SAN存储阵列的VMFS文件系统中,让不同服务器上的虚拟服务器都可以访问到该文件。不同虚拟服务器可实现互相热备。一台虚拟服务器故障,其上的应用可及时转移到另一台虚拟服务器。这样就实现了通过虚拟服务器共享硬件资源、提高硬件利用率、消除单点故障、提高系统高可用性和安全服务级别,如图2所示。

 

2.3系统整体方案拓扑示意图

本系统的主体部分是安装了VMware ESX Server软件的PC服务器,为实现存储链路达到冗余采用两块FC-HBA卡,两个交换机作为互备连接到存储,每台服务器安装3块千兆网卡,分别用于服务控制台网络(SC)虚拟服务器在服务器间的漂移(VMOTION)网络、内网虚拟服务器网络及虚拟服务器的CLUSTER(FT)网络,如图3所示。

 

 

3 VMware虚拟化的一些应用

3.1分布式资源调度(DRS)功能

VMware的分布式资源调度(DRS)功能持续监榨VMware服务器集群中资源池的利用率,根据业务需求在虚拟服务器中智能地分配资源。我们根据每个虚拟服务器上运行的应用不同,根据经验及评估算出该应用需要资源,制定出DRS的各项阀值和规则,协调可用资源与预定义的业务优先顺序。当资源占用到达规定阀值,DRS会根据规则进行自动的操作或者给管理员一些操作建议,确保每个虑拟服务器能及时调用相应的资源,实现了更智能和自动化的配置。

 

3.2离可用性(FiA )功能

VMware的高可用性(HA)功能需要两个或者两个以ESX服务器的逻辑队列。在一个HA群集中,每一台VMware ESX服务器持续不断地检测群集中其他服务器的心跳信号。假如一台Esx服务器在连续3个时间间隔后仍没有发出心跳信号.那么该服务器就被默认为发生了故障、在这种情况下,原本在该服务器上运行的虚拟服务器就会自动被转移到群集中的其他服务器上;反之,如果一台服务器无法接收到来自群集的其他服务器的心跳信号,那么该服务器便会启动一个内部进程来检测自己跟群集中其他服务器的连接是否出现了问题,如果有问题,就会中断本台服务器上所有正在运行的虚拟服务器.并启动预先设定好的备用服务器;使用VMware HA功能实现了独立于硬件和操作系统的应用程序高可用性,在信息化高度发展的今天该项功能非常必要和实用。

 

3.3 Vhlution技术

VMotion功能可以实现在用户根本察觉不到业务中断的情况下,将正在运行的虚拟服务器从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器,实现了零停机时间和连续可用的服务。例如当更新服务器硬件时候,可以将其上运行虚拟服务器迁移到另一台服务器而用户业务没有任何中断,保证了上层应用的连续性。

 

3.4虚拟服务器克隆技术

为了防止虚拟服务器本身的系统出现故障(如病毒侵袭使操作系统瘫痪),可以为某个虚拟服务器创建一个映像,在故障时把映像快速的转化成虚拟服务器,从灾难中恢复过来,使虚拟服务器宕机时间最小或者根本避免。

 

3.5 snapshot的使用

为了防止在虚拟服务器上对应用进行升级或者部署新的应用等操作时出现不稳定情况,可以在操作前先做一个虚拟服务器的快照,如果升级或者新的应用不成功的话,可以快速恢复到快照状态,保证应用正常。

 

4结语

通过利用服务器虚拟化技术进行整合,将所有服务器作为统一的资源进行管理,有效控制和减少物理服务器的数量,明显提高每个物理服务器的资源利用率;加快新服务器和应用的部署,大大降低服务器重建和故障恢复时间,提高系统可用性;同时可以进行集中数据备份。虚拟化技术的应用提高了系统整体的可用性,同时还明显减少了投资维护成本,具有很好的技术领先性和性价比,日后的工作中应该继续充分发掘利用虚拟化技术,促进企业的信息化建设再上新台阶。

 

 



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