一、引言
目前多數單位的信息化對服務器的需求主要來自“信息資源服務”、“應用服務”、“網站群管理服務”等方面,每種應用的部署對硬件服務器設備有著不同的需求:
1. 信息資源服務
“信息資源服務”指的是信息資源匯集的平臺,主要滿足最終用戶、文檔管理和系統管理的日常操作需求,如電子郵件、門戶網站與管理信息系統等,這些系統集中部署在數據中心機房,每個信息系統的部署需要獨立的服務器系統進行部署,一般選擇配置相當的PC 服務器擔任,服務器平臺建成后應為系統的資源管理提供靈活、良好的工具。
2. 應用服務
“應用服務”指的是“業務”、“辦公”、“協作”等方面的業務綜合應用系統,主要包含“信息門戶、統一身份認證、共享數據庫”以及“辦公自動化”等軟件系統,應用的部署對硬件服務器有著提供高效、穩定、可靠等方面的部署需求,而且需要提供強有效的集中管理手段。
3. 網站群管理服務
“網站群管理服務”指的是由數據中心建立元數據管理平臺,實現信息資源的共享服務。為了滿足不同托管單位不同的應用需求,同時由于托管服務器由托管單位自行遠程登錄控制和維護,所以托管服務器應當具備可靠性和靈活性。
二、數據中心虛擬化提出的背景
虛擬化服務是在60 年代首次出現的,當時它可以對大型機硬件進行劃分,而之后虛擬化技術在一些小型機上也有所應用。相對于傳統的數據中心服務器平臺的應用效果,虛擬化服務器平臺有著明顯優勢。現在,虛擬化技術處于信息化前沿,可以方便的升級和管理各地的IT 基礎架構并確保其安全,充分體現管理的靈活性、系統的可擴展性等方面的特征。服務器虛擬化可以將硬件、操作系統和應用程序一同裝入一個可遷移的虛擬機檔案文件中,由此一臺機器上就可以支持多種操作系統同時運行, 而不需要重啟機器以切換操作系統,并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響,從而顯著提高計算機的工作效率。
三、高性能虛擬化平臺的構想
以下以某單位為例,因承擔該部門主要信息化建設與維護工作,長期以來按照傳統的模式進行部署,運行著幾十個業務系統。隨著應用的不斷增加,以下問題日益突出:
第一系統故障隱患大。由于某些生產系統本身耗費系統資源不大,為節約成本,采用多個系統部署于同一臺服務器的方式;另外,在新系統的開發測試階段,因沒有空閑服務器的支持,只能將測試與生產系統部署在同一個服務器上,這兩種情況嚴重影響生產環境安全與可靠性。
多個數據庫系統共用一套系統,安全隱患極大,具體分析如下:
1. 數據庫系統是高I/O 消耗應用,多個數據庫系統共用一個系統很容易造成I/O 瓶頸,服務器運行性能導致多個相關系統的性能下降。
2. 多個數據庫共用一個系統,導致多個數據庫管理員同時擁有該系統的管理員權限,在對自己負責的系統進行維護時,容易對其他數據庫系統造成破壞。當出現問題時,也很難鑒定責任。
3. 服務器的物理故障,將直接導致多個數據庫系統的不可用,業務中斷范圍太大。
4. 每個數據庫廠商都不會針對其他數據庫系統做兼容性測試,這直接導致多個數據庫系統的共同運行存在很大的安全隱患。
第一,可用性低。每個應用基本都是單機配置,故障發生時將造成業務中斷,且恢復時間長。如果都配置為雙機模式,將增加更多的成本。系統維護和升級或者擴容時候需要停機進行,造成應用、業務中斷。
第二,缺乏可管理性。服務器數量太多難以集中管理,新服務器和應用的部署時間長,大大降低服務器重建和應用加載時間;硬件維護需要數天或者數周的硬件準備時間。
第三,兼容性差。系統和應用遷移到新的硬件需要和舊系統兼容的系統。
第四,負載峰值與平均利用率的矛盾。由于服務計算資源利用是一個突發性的模型,在開機時和業務高峰期計算資源的利用率很高,過了高峰期,服務器計算資源的利用率通常低于5%。
為了解決上述數據機房在發展中遇到的問題,更好地應對當前業務需求的挑戰和解決部署應用方式所造成的弊端,建議采用服務器虛擬化架構對現有架構進行虛擬化改造,以此提高服務器計算資源的利用效率,大幅度簡化服務器群管理的復雜性,提高整體系統的可用性,減少投資成本,實現“綠色”IT。
四、數據中心虛擬化實踐
利用虛擬化技術搭建一個虛擬化平臺。借助虛擬化,可以在單臺物理機上運行多個虛擬機,虛擬機間相互隔離。每個虛擬機都可以在多個環境之間共享同一臺物理機的資源。不同的虛擬機可以在同一臺物理機上運行不同的操作系統以及應用程序。
虛擬化技術特點:
第一、從基礎架構出發,能將離散的硬件資源轉換為共享計算平臺,該平臺具有超強的恢復能力,并且能夠以接近本機的性能運行要求最為嚴苛的應用程序;
第二、跨 IT 所有環節(包括服務器、存儲、操作系統和軟件應用程序)的優化、嚴格測試和認證,可用于實現企業范圍內獨立于硬件和操作系統的標準化;
第三、能優化整組服務器中的資源分配與業務優先級保持一致;
第四、能夠跨多個主機甚至集群聚合虛擬網絡連接,提高網絡負載和吞吐量,能夠提供用于實現虛擬環境中的最佳網絡連接管理的基礎架構服務;
第五、能夠提供對復雜的底層硬件系統中的存儲資源進行抽象化處理,以實現在虛擬化環境中最高效地利用存儲容量的基礎架構服務;
第六、與領先的存儲硬件和軟件產品集成,可實現數據保護、高可用性和災難恢復;僅根據需要使用存儲,可推遲和避免過高的存儲成本;
第七、可用性服務使IT 工作人員可以根據優先級和需要為應用程序提供不同級別的高可用性,而無需另外購買復雜的冗余硬件或集群軟件;
第八、可避免因計劃內硬件維護而導致的應用程序中斷,以高性價比的方式輕松地保護應用程序免受計劃外停機的影響;
第九、可擴展性服務使IT 工作人員可以根據需要以無中斷方式為每個應用程序提供適量的資源。
五、結束語
本文結合一個具體的虛擬化數據中心實踐的例子,分析了數據中心在虛擬化建設過程中所采用的一些最新的技術,通過提供一種整合各種新技術的頂層設計思路,為數據中心虛擬化提供了一種有效的建設方法論。
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本文標題:數據中心虛擬化建設模式探討