錢磊

摘要：該文旨在利用VMware vSphere套件來實(shí)現(xiàn)某企業(yè)服務(wù)器虛擬化的部署，實(shí)現(xiàn)一套適合某企業(yè)信息中心服務(wù)器虛擬化建設(shè)方案，提高服務(wù)器利用率，并通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析，提出后續(xù)工作目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：虛擬化[1]；VMware vSphere

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）07-1519-02

1 前沿

虛擬化技術(shù)主要是通過對底層進(jìn)行抽象，將計(jì)算機(jī)元件在虛擬的基礎(chǔ)上而不是真實(shí)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，將網(wǎng)絡(luò)的控制管理與數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與交換進(jìn)行有效的分離[2]。

以是否存在宿主操作系統(tǒng)來看，虛擬化技術(shù)主要分為原生及寄居兩種架構(gòu)。原生架構(gòu)是指虛擬機(jī)本身不再依賴任何操作系統(tǒng)，或者可以認(rèn)為虛擬機(jī)本身就是一個操作系統(tǒng)，只是這個操作系統(tǒng)只提供虛擬化服務(wù)。而寄居架構(gòu)，則認(rèn)為虛擬機(jī)是一個軟件或者服務(wù)，只有在已經(jīng)安裝好的操作系統(tǒng)上才能運(yùn)行。從被應(yīng)用的領(lǐng)域來分，虛擬化又可以分為服務(wù)器虛擬化，存儲虛擬化，應(yīng)用虛擬化、平臺虛擬化和桌面虛擬化。其中服務(wù)器虛擬化需要具備功能和技術(shù)有：多實(shí)例、隔離性、CPU虛擬化、內(nèi)存虛擬化、設(shè)備與I/O虛擬化、無知覺故障恢復(fù)、負(fù)責(zé)均衡、統(tǒng)一管理、快速部署。

VMware vSphere是VMware公司推出的一套服務(wù)器虛擬化解決方案，核心組件是Vmware ESX/ESXi，可以獨(dú)立安裝和運(yùn)行在裸機(jī)上的系統(tǒng)，支持硬件虛擬化，通過與vSphere Client遠(yuǎn)程連接控制，在ESXi服務(wù)器上創(chuàng)建多個虛擬機(jī)，并且虛擬服務(wù)器在性能與穩(wěn)定性上與亞于普通的硬件服務(wù)器。

本文采用原生架構(gòu)，利用VMware vSphere套件來實(shí)現(xiàn)服務(wù)器虛擬化的部署。

2 服務(wù)器虛擬化的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

企業(yè)傳統(tǒng)服務(wù)器應(yīng)用面臨：資源利用率低、管理復(fù)雜，故障恢復(fù)慢，兼容性差，購置維護(hù)成本高等[3]。虛擬化的目的就是打破原始物理結(jié)構(gòu)之間的隔斷，將物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡芍苯诱{(diào)控管理的資源，最大限度地使用物理資源。

服務(wù)器虛擬化將系統(tǒng)虛擬化技術(shù)運(yùn)行于服務(wù)器之上，將一臺服務(wù)器虛擬成若干個服務(wù)器使用，隨時隨地能將服務(wù)器資源分配給最需要它們的工作負(fù)載以簡化管理和提高效率，繼而減少為單個工作負(fù)載峰值而儲備的資源的方法。通過虛擬化技術(shù)將物理硬件和操作系統(tǒng)分離，使得多個具有不同操作系統(tǒng)的虛擬服務(wù)器可以獨(dú)立運(yùn)行在同一臺物理服務(wù)器上，最大化的利用硬件資源，其部署框架如圖1所示。

1）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層是對企業(yè)內(nèi)部提供各類服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)的集合。通過服務(wù)器虛擬化將虛擬機(jī)運(yùn)行在運(yùn)行有ESX/ESXi的物理服務(wù)器中，通過調(diào)整這些虛擬機(jī)的資源，從而滿足應(yīng)用系統(tǒng)的需求，對用戶提供系統(tǒng)服務(wù)。

由于應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)類型的不同，可以將應(yīng)用系統(tǒng)歸類為不同類型，通過主機(jī)層vNetwork部分連接內(nèi)網(wǎng)不同的核心交換機(jī)，從而面向不同類別的用戶提供不同類別的系統(tǒng)服務(wù)。

2）主機(jī)層：主機(jī)層是VMware vSphere體系中的虛擬層，包含兩個服務(wù)：基礎(chǔ)架構(gòu)和應(yīng)用程序。應(yīng)用服務(wù)（Application Services）完成三個部分功能，分別是：可用性（Availability）、安全性（Security）和可擴(kuò)展性（Scalablity）。架構(gòu)服務(wù)（Infrastructure Services）包含有運(yùn)算部分的vCompute、存儲部分的vStorage和網(wǎng)絡(luò)部分的vNetwork三個部分。在架構(gòu)服務(wù)部分，EXS/EXSi主機(jī)負(fù)責(zé)將硬件資源虛擬化提供給上層服務(wù)。

3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是服務(wù)器虛擬化的服務(wù)層。主要提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、數(shù)據(jù)備份服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)。服務(wù)器虛擬化框架中所有設(shè)備均通過該層中接入交換機(jī)互聯(lián)；數(shù)據(jù)備份服務(wù)通過數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，利用VMware vSphere的快照技術(shù)實(shí)現(xiàn)對虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)備份，該文采用上海愛數(shù)軟件有限公司公司的PX2400數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)管理則通過VMware vSphere體系中vCenter Server組成，它是配置、調(diào)配和管理虛擬化IT環(huán)境的中心點(diǎn)，是vSphere的中央總控，完成應(yīng)用程序的控制調(diào)配功能。

4）存儲層：存儲層是服務(wù)器虛擬化的基礎(chǔ)。物理服務(wù)器只提供EXS/EXSi主機(jī)操作系統(tǒng)的存儲空間，而網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的虛擬機(jī)均存儲于存儲層中的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備中。網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層的接入交換機(jī)和主機(jī)層互聯(lián)，為主機(jī)層提供存儲服務(wù)。該文中網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備采用H3C公司的IX3000網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備。

服務(wù)器虛擬化實(shí)施前，某企業(yè)共有24臺物理服務(wù)器，每臺服務(wù)器提供單一的應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)；服務(wù)器虛擬化實(shí)施后，物理服務(wù)器縮減至5臺，應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量沒有改變，配置結(jié)果如表1。其服務(wù)器虛擬化的實(shí)施步驟歸納如下：

1）在服務(wù)器硬件層面上導(dǎo)入虛擬層，即在IBM x3650服務(wù)器上安裝配置VMware ESX Server；

2）通過在 DELL 330微機(jī)上安裝VMware vCenter Client來對服務(wù)器進(jìn)行訪問和綜合調(diào)配；并在ESX/ESXi主機(jī)上創(chuàng)建虛擬機(jī)。

3）利用VMware Converter將現(xiàn)有的物理服務(wù)器逐步遷移到虛擬機(jī)上。

[服務(wù)器名稱＼&IP地址＼&作用＼&應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量＼&CUP使用率＼&內(nèi)存使用率＼&IBM X3650＼&10.1.1.10＼&EXS/EXSi server＼&3＼&4.9%＼&73.9%＼&IBM X3650＼&10.1.1.11＼&EXS/EXSi server＼&6＼&9%＼&95.9%＼&IBM X3650＼&10.1.1.12＼&EXS/EXSi server＼&4＼&2%＼&4.4%＼&IBM X3650＼&10.1.1.13＼&EXS/EXSi server＼&4＼&3.7%＼&20.4%＼&IBM X3650＼&10.1.1.14＼&EXS/EXSi server＼&7＼&2.6%＼&34.5%＼&DELL 330＼&10.1.1.15＼&vCenter Client＼&——＼&5%＼&49.1%＼&]

其中，以IP地址為10.1.1.11 EXS/EXSi server服務(wù)器情況為例，其中虛擬機(jī)占用CPU和內(nèi)存情況如圖3。

通過采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)，主要成果可以總結(jié)如下：

服務(wù)器數(shù)量由原先20多臺物理服務(wù)器降為6臺服務(wù)器（5臺EXS/EXSi Server， 1臺vCenter client），并且可以根據(jù)實(shí)際使用情況可以靈活添置服務(wù)器，整合比例約為4：1；

由于虛擬機(jī)分配不合理，資源提升的效果不明顯，應(yīng)將消耗資源較大的虛擬機(jī)與消耗資源較小的虛擬機(jī)分配與同一物理服務(wù)器上，后續(xù)將對此進(jìn)行研究分析。

虛擬機(jī)通過模板配置，數(shù)據(jù)備份和快照技術(shù)，部署速度增加、單點(diǎn)故障率下降。

3 結(jié)束語

本文從企業(yè)信息中心的現(xiàn)狀和存在的問題出發(fā)，系統(tǒng)的研究了企業(yè)信息中心服務(wù)器虛擬化建設(shè)的可行性和可操作性。后續(xù)，將繼續(xù)對虛擬機(jī)在物理服務(wù)器中的分配方法進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張巍.企業(yè)虛擬化實(shí)戰(zhàn)——VMware篇[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2] 懷進(jìn)鵬，李沁，胡舂明.基于虛擬機(jī)的虛擬計(jì)算環(huán)境研究與設(shè)計(jì)[J].軟件學(xué)報(bào)，2007.

[3] 盧凱.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在數(shù)字校園建設(shè)中的應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊，2012.