彭雪昶 吳海 陳曉倫 涂江華

摘要： 在農(nóng)村信息化工程技術(shù)中心的建設(shè)中，在已有建成的虛擬化集群中，通過增加新的物理資源，包括服務(wù)器、交換機(jī)、存儲，實現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高并發(fā)訪問，對已有業(yè)務(wù)進(jìn)行實時備份。同時整合原有物理機(jī)設(shè)備，淘汰陳舊物理設(shè)備，實現(xiàn)高效的資源整合，減少新服務(wù)器的采購，同時降低使用能耗。

【關(guān)鍵詞】服務(wù)器虛擬化 在農(nóng)村信息化工程技術(shù)中心 VMware

傳統(tǒng)服務(wù)器中單一資源，一臺物理機(jī)只能承載一個操作系統(tǒng)，無法預(yù)估該系統(tǒng)需要多少存儲空間，往往造成一個設(shè)備在后期過載或者使用空間過少，浪費系統(tǒng)資源等問題。通過虛擬化技術(shù)，集成機(jī)房中已有資源，整合構(gòu)建一個具有高并發(fā)、容災(zāi)備份等功能的虛擬化服務(wù)器集群，承載農(nóng)村信息化工程中心建設(shè)。

在農(nóng)村信息化工程技術(shù)中心的建設(shè)中，需要承載多種應(yīng)用系統(tǒng)，需要各種不同的操作系統(tǒng)中，滿足不同的應(yīng)用以及業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。能夠提供強(qiáng)大的并發(fā)訪問，以及解決現(xiàn)有設(shè)備最大的合理應(yīng)用。實現(xiàn)高效的資源整合，減少新服務(wù)器的采購，同時降低使用能耗。

1 服務(wù)器虛擬化基礎(chǔ)介紹及其優(yōu)勢

VMware vSphere是VMware公司推出的業(yè)界領(lǐng)先的虛擬化平臺。一般由虛擬主機(jī)服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等組成。在主服務(wù)器管理機(jī)中由vCenter系統(tǒng)提供核心支持，包括共享資源的分配，以及網(wǎng)絡(luò)鏈路的劃分，以及各種警報功能。VMware支持現(xiàn)下流行常用的各種主流操作系統(tǒng)，包括Windows、Linux等。

服務(wù)器虛擬化集群，提供了服務(wù)器遷移功能，不僅具有高效的并發(fā)訪問運(yùn)行速度，還具有良好的容災(zāi)性。

2 服務(wù)器虛擬化實施過程

2.1 已有服務(wù)器虛擬化

目前已有5臺服務(wù)器、一個共享存儲系統(tǒng)、兩臺二層交換機(jī)組成農(nóng)村信息化工程中服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)，如圖1。其中一臺服務(wù)器作為管理機(jī)，控制其他四臺虛擬主機(jī)。

2.2 新增虛擬化資源

通過服務(wù)器整理，將原同型號物理機(jī)上的業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移至虛擬化后，將四臺物理機(jī)并入虛擬化系統(tǒng)，形成四臺新的主機(jī)。在建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)，由于原來的四臺虛擬主機(jī)并行網(wǎng)絡(luò)，同時每臺主機(jī)有一個備用鏈路，因此需要增加一個二層交換機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。首先試用了一層交換機(jī)來添加網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，然而發(fā)現(xiàn)添加以后無法正常使用，因為該交換機(jī)只有百兆速度，無法與原有交換機(jī)保持一致速度，因此，所有的新增服務(wù)器只能使用維護(hù)狀態(tài)運(yùn)行。

為了節(jié)約資源，將因虛擬化后淘汰的老化服務(wù)器下架，其余服務(wù)器集中，得到一臺二層交換機(jī)，通過該交換機(jī)將新舊設(shè)備級聯(lián)。在連接過程中，可采用兩種方式將服務(wù)器與共享存儲連接。

（1）通過干兆光電口連接到原交換機(jī)光電口，通過原來的交換機(jī)訪問共享存儲；

（2）通過千兆網(wǎng)口連接到核心交換機(jī)訪問共享存儲。根據(jù)實際情況選擇了第二種，原因有三：首先千兆光電口需要增加光電設(shè)備；其次如果將四臺新加的虛擬主機(jī)并入后，有可能造成瞬時訪問量過大，原交換機(jī)無法承載過大訪問量負(fù)載；

（3）新加入的交換機(jī)與原交換機(jī)型號不同，可能導(dǎo)致命令無法執(zhí)行而導(dǎo)致訪問失敗。

增加服務(wù)器后仍然要解決的是虛擬機(jī)的災(zāi)備存儲問題，因此將新入的一臺服務(wù)器增加4塊4T的硬盤，形成一個單獨的服務(wù)器存儲，用于每個月備份一次完整的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)。整合后虛擬機(jī)的存儲空間達(dá)到4T。按照做一次全部，每個月消重后的備份消重率50%來計算，可以至少可以存儲6個月的備份。

增加新資源后的服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)如圖2。

3 服務(wù)器虛擬化實施效果

3.1 能耗對比

通過表1，可以看出原單獨運(yùn)行服務(wù)器的能耗較大，通過虛擬化建設(shè)以后，清理出5臺陳舊設(shè)備下架，降低多余能耗，減少能源使用。

其中減少除了虛擬化主機(jī)12臺，其中7臺服務(wù)器停機(jī)作為閑置，5臺下架，總共節(jié)約用電量13.8kw。

3.2 磁盤存儲對比

在建立虛擬化共享存儲資源池后，所有的應(yīng)用系統(tǒng)消耗4T資源，原系統(tǒng)共占用12T資源，節(jié)約60%存儲空間。表2中，顯示了所有的虛擬化系統(tǒng)建立后和使用前的占用存儲的對比。其中一部分物理服務(wù)器的硬盤已經(jīng)老化，甚至出現(xiàn)了部分服務(wù)器一塊磁盤已經(jīng)損壞的情況，這些服務(wù)器的使用年限已經(jīng)超過6年，無法繼續(xù)提供維護(hù)，如果不是及時遷移至虛擬化系統(tǒng)，將極有可能導(dǎo)致系統(tǒng)應(yīng)用無法正常使用，甚至無法恢復(fù)數(shù)據(jù)情況。因此虛擬化實施后不僅解決了資源的有效利用，還保證了服務(wù)器的容災(zāi)性，保證了工程中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 所遇到的問題以及解決辦法

使用中遇到某臺虛擬機(jī)出現(xiàn)CPU使用過載報警，經(jīng)查看后發(fā)現(xiàn)是該應(yīng)用是全省應(yīng)急系統(tǒng)所使用的預(yù)警電子顯示屏設(shè)備，該設(shè)備在使用過程中存在高并發(fā)訪問的情況，因此需要高負(fù)載的CPU才能保證應(yīng)用系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

服務(wù)器虛擬化集群中每臺虛擬主機(jī)有16個CPU，其中該系統(tǒng)正常運(yùn)行需要8個CPU，在高峰時期CPU使用率達(dá)到89%。在無法增加虛擬主機(jī)的CPU個數(shù)情況下，只能將該應(yīng)用系統(tǒng)遷移到一臺單獨的虛擬主機(jī)中，并且將所有其他的虛擬機(jī)遷移出，這樣既保證了該系統(tǒng)能夠在虛擬化系統(tǒng)中正常使用共享資源，同時保證其他虛擬機(jī)的在剩余的虛擬主機(jī)中能夠正常遷移，保證正常運(yùn)行。

5 結(jié)束語

通過完成農(nóng)村信息化工程技術(shù)中心的建設(shè)中，實現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化管理，有效提供硬件支持，保障了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高并發(fā)訪問，已經(jīng)虛擬機(jī)的容災(zāi)備份。為以后建設(shè)工程中心的數(shù)據(jù)中心提供了可靠基礎(chǔ)，同時為私有云建立形成良好環(huán)境。在大數(shù)據(jù)的發(fā)展形勢下，更好的提供了科學(xué)、便捷的服務(wù)器管理模式，也大大降低了運(yùn)維成本，增加系統(tǒng)可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]焦玉鋒，羅鑫，付全彬，馮杏芬，李靜，郭永偉.服務(wù)器虛擬化技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報，2017，39 （05）：185-190.

[2]蔡小芳，粱佳媛，虛擬化技術(shù)方案研究與應(yīng)用[J].電子商務(wù)評論，2012，1（02）：11-14.