1 虛擬技術(shù)

    1．1 服務(wù)器虛擬化技術(shù)

    服務(wù)器虛擬化技術(shù)早在20世紀(jì)70年代的大型主機(jī)上就有了。商業(yè)Unix廠商(如IBM、HP等)就在他們的企業(yè)級(jí)產(chǎn)品中加入了虛擬化的功能。但是，近年來(lái)市場(chǎng)發(fā)生了變化，電力公司信息系統(tǒng)的發(fā)展使得服務(wù)器的構(gòu)成也在變化，一般電力公司的數(shù)據(jù)中心是由小型機(jī)來(lái)形成一個(gè)集群處理數(shù)據(jù)庫(kù)，而大部分應(yīng)用系統(tǒng)是運(yùn)行在PC服務(wù)器上面。為此，x86平臺(tái)上虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，向人們展示了虛擬化應(yīng)用的廣闊前景，因?yàn)閤86平臺(tái)可以提供便宜的、高性能和高可靠的服務(wù)器群，可以將物理服務(wù)虛擬化。

    隨著服務(wù)器硬件技術(shù)和虛擬服務(wù)器技術(shù)的不斷發(fā)展，一直以來(lái)都在禁錮虛擬化技術(shù)推廣發(fā)展的穩(wěn)定冗余問(wèn)題已經(jīng)得到很好的解決，服務(wù)器硬件體系的改變，出現(xiàn)了8CPU、16G內(nèi)存等通用的服務(wù)器配置，內(nèi)部多種冗余已經(jīng)具備，其硬件級(jí)可靠性已經(jīng)非常高，而VMware針對(duì)x86系統(tǒng)的虛擬化技術(shù)也成功實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移，更增強(qiáng)了虛擬機(jī)的穩(wěn)定性。

    1．2存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)

    存儲(chǔ)虛擬化是通過(guò)存儲(chǔ)虛擬化的技術(shù)方法，將系統(tǒng)中各種異構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備映射為一個(gè)單一的存儲(chǔ)資源，對(duì)用戶完全透明，達(dá)到互操作性的目的。通過(guò)虛擬化技術(shù)，用戶可以利用已有的硬件資源，把SAN內(nèi)部的各種異構(gòu)的存儲(chǔ)資源統(tǒng)一成對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是單一視圖的存儲(chǔ)資源池(Storage Pool)，而且采用Striping、LUN Masking、Zoning等技術(shù)，用戶可以根據(jù)自己的需求對(duì)這個(gè)大的存儲(chǔ)池進(jìn)行方便的分割、分配，保護(hù)了用戶的已有投資，減少了總體擁有成本(TCO)。另外也可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需要，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)池對(duì)服務(wù)器的動(dòng)態(tài)而透明的增長(zhǎng)與縮減。

2 設(shè)計(jì)方案

    2．1設(shè)計(jì)思路

    根據(jù)對(duì)電力公司信息系統(tǒng)平臺(tái)的現(xiàn)狀和分析，為了滿足電力公司信息系統(tǒng)目前及未來(lái)的發(fā)展，需要建設(shè)一套完整、高效并具有高彈性的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，既適用于原有資源的優(yōu)化整合改造，又適用于全新數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。為了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)中主機(jī)資源和存儲(chǔ)資源的共享，根據(jù)電力公司信息系統(tǒng)平臺(tái)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和資源利用現(xiàn)狀，本規(guī)劃認(rèn)為虛擬化技術(shù)和架構(gòu)是解決電力公司信息系統(tǒng)平臺(tái)現(xiàn)有挑戰(zhàn)的最佳技術(shù)和架構(gòu)，并能夠滿足未來(lái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)擴(kuò)展的需要。

    2．2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

    1)信息系統(tǒng)現(xiàn)狀。每臺(tái)主機(jī)一個(gè)操作系統(tǒng)，軟件硬件結(jié)合緊密，在同一主機(jī)上運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用程序經(jīng)常遭遇沖突，主機(jī)系統(tǒng)的硬件資源利用率低，資源不能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)配，存儲(chǔ)系統(tǒng)完全獨(dú)立，不能有效利用各類存儲(chǔ)資源，擴(kuò)展性差。

    2)利用虛擬化技術(shù)后。打破了操作系統(tǒng)與硬件資源的相互依賴，通過(guò)封裝到虛擬機(jī)的技術(shù)，管理操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?yàn)閱我坏膫�(gè)體，實(shí)現(xiàn)了安全與故障的隔離，主機(jī)硬件資源實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)配，存儲(chǔ)孤島問(wèn)題得以解決，形成存儲(chǔ)資源池，大大提高了資源的使用效率。

    結(jié)合相關(guān)實(shí)施理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本規(guī)劃利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的總體框架如圖1所示。

圖1 總體框架

    2．3核心技術(shù)和架構(gòu)

    電力公司信息系統(tǒng)主要由Windows系統(tǒng)、Linux系統(tǒng)和Unix系統(tǒng)組成，基于PC服務(wù)器的Windows和Linux系統(tǒng)在各單位一般會(huì)占到80％以上，而小型機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用系統(tǒng)比較重要；所以本研究既要考慮基于PC服務(wù)器的虛擬化技術(shù)，也要考慮象基于小型機(jī)的Unix系統(tǒng)的虛擬化技術(shù)。這里建議對(duì)于小型機(jī)應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同架構(gòu)而定，即IBM小型機(jī)采用IBM架構(gòu)的虛擬技術(shù)，HP小型機(jī)采用HP架構(gòu)的虛擬技術(shù)。下面主要介紹虛擬化技術(shù)概念，既適用于PC服務(wù)器，也適用于小型機(jī)。

    本規(guī)劃下實(shí)現(xiàn)的信息系統(tǒng)主機(jī)平臺(tái)的架構(gòu)如圖2所示。

圖2 主機(jī)平臺(tái)架構(gòu) 

    其中規(guī)劃的核心采用主機(jī)虛擬化技術(shù)。在主機(jī)平臺(tái)采用虛擬化技術(shù)，可以把主機(jī)所有的硬件資源作為一個(gè)或多個(gè)的資源池，然后針對(duì)不同的系統(tǒng)和應(yīng)用進(jìn)行分配。這樣，可以在單臺(tái)服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)多種不同操作系統(tǒng)和應(yīng)用，使之成為獨(dú)立的、同時(shí)又可以統(tǒng)一進(jìn)行資源優(yōu)化、高可用等管理的“虛擬機(jī)”。

    采用虛擬化技術(shù)，可以動(dòng)態(tài)啟用虛擬服務(wù)器(又叫虛擬機(jī))，運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)還可以充分發(fā)揮物基于虛擬化的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)塊架構(gòu)，存儲(chǔ)系統(tǒng)可以在塊數(shù)據(jù)層面智能地優(yōu)化數(shù)據(jù)移動(dòng)和訪問(wèn)，最理服務(wù)器的計(jì)算潛能，迅速應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心不斷變化的需求。

    通過(guò)虛擬化化技術(shù)，可以用有效提高物理服務(wù)器的資源利用率，多個(gè)物理服務(wù)器構(gòu)成一個(gè)集群，幾臺(tái)物理服務(wù)器之間的計(jì)算資源可以通過(guò)動(dòng)態(tài)遷移其上的應(yīng)用虛擬機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)共享。

    多個(gè)應(yīng)用共享一臺(tái)物理服務(wù)器，對(duì)每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器而言，具有和原來(lái)運(yùn)行環(huán)境一樣的操作系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境。并且實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用環(huán)境的安全隔離，對(duì)信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

    在主機(jī)平臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，依據(jù)電力公司信息系統(tǒng)的現(xiàn)狀和需求以及未來(lái)信息化發(fā)展的需要。規(guī)劃采用如下先進(jìn)存儲(chǔ)架構(gòu)和存儲(chǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力信息系統(tǒng)平臺(tái)的存儲(chǔ)規(guī)劃需求，如圖3所示。

    1)統(tǒng)一的存儲(chǔ)架構(gòu)。首先，確定存儲(chǔ)整合的基礎(chǔ)架構(gòu)為FC—SAN，高性能、高可靠性存儲(chǔ)的首選架構(gòu)。

    2)存儲(chǔ)介質(zhì)的虛擬化。對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)虛擬化可以使得存儲(chǔ)管理者無(wú)需關(guān)心存儲(chǔ)介質(zhì)的接口(例如FC、SATA等)、容量、性能的不同，無(wú)需像傳統(tǒng)的存儲(chǔ)介質(zhì)一樣對(duì)不同類型的硬盤(pán)進(jìn)行分群、做RAID和劃分LUN，用戶只需根據(jù)需要添加適合存儲(chǔ)的硬盤(pán)介質(zhì)即可。

    大化資源利用率，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)分級(jí)，簡(jiǎn)化復(fù)制操作和即時(shí)的數(shù)據(jù)恢復(fù)，確保了存儲(chǔ)平臺(tái)可以提供更多豐富和智能的存儲(chǔ)服務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、恢復(fù)和管理。

圖3 存儲(chǔ)架構(gòu)

    3)自動(dòng)分級(jí)存儲(chǔ)。保證了活動(dòng)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)根據(jù)自動(dòng)策略動(dòng)態(tài)遷移到不同的訪問(wèn)性能的存儲(chǔ)介質(zhì)上，在滿足應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源的合理利用。

    4)精簡(jiǎn)配置存儲(chǔ)。傳統(tǒng)的盤(pán)陣需要做好RAID。然后劃LUN給每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，這樣會(huì)導(dǎo)致高性能存儲(chǔ)利用率非常低，造成不必要的資源浪費(fèi)(具體請(qǐng)參考系統(tǒng)調(diào)研報(bào)告)。精簡(jiǎn)配置只有在數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)才消耗物理磁盤(pán)，動(dòng)態(tài)容量功能能消除大量預(yù)留但未使用的空間，并延緩未來(lái)存儲(chǔ)的購(gòu)買(mǎi)需求，減少了存儲(chǔ)的成本。

    5)持續(xù)的數(shù)據(jù)快照。數(shù)據(jù)快照是數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，持續(xù)數(shù)據(jù)快照技術(shù)可以創(chuàng)建在線數(shù)據(jù)的無(wú)數(shù)個(gè)拷貝，且占用很少的存儲(chǔ)空間，并保證任何快照可以在任何時(shí)刻被服務(wù)器訪問(wèn)和操作，確保數(shù)據(jù)可以恢復(fù)到任意一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)。

3 技術(shù)問(wèn)題及解決方法

    3．1 虛擬服務(wù)器穩(wěn)定性

    虛擬服務(wù)器運(yùn)行的可靠性一直是制約虛擬化技術(shù)應(yīng)用的難題，技術(shù)人員們擔(dān)心1個(gè)籃子里放了太多的雞蛋。假如l臺(tái)單一的服務(wù)器出故障了，只會(huì)影響某個(gè)應(yīng)用。而如果運(yùn)行著10臺(tái)虛擬服務(wù)器的主機(jī)出了故障，造成的損失就很大；本規(guī)劃建議x86服務(wù)器的虛擬化工具選擇VMwale ESX Server，它的VMware HA工具可以將一組主機(jī)合并為一個(gè)具有共享資源池的群集。監(jiān)控群集中的所有主機(jī)。一旦某臺(tái)主機(jī)發(fā)生故障，會(huì)立即響應(yīng)，在另一臺(tái)主機(jī)上重啟受影響的虛擬機(jī)，如圖4所示。

    3．2存儲(chǔ)資源的有效利用

圖4 使用Vnware進(jìn)行主機(jī)故障切換

    由于本規(guī)劃需滿足早期已有信息資源整合的需要，那么如何全面利用已有存儲(chǔ)資源即成為了重要的問(wèn)題，由于前期信息系統(tǒng)建設(shè)缺少必要的規(guī)范，可能存在多種平臺(tái)技術(shù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，也存在存儲(chǔ)設(shè)備分散在多個(gè)機(jī)房的現(xiàn)象，合理整合此類存儲(chǔ)資源就需要選擇“基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)虛擬化”，它適合于開(kāi)放的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，它獨(dú)立于主機(jī)，同時(shí)也獨(dú)立于存儲(chǔ)設(shè)備，因此它最靈活。使用此存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，用戶可以利用已有的硬件資源，把SAN內(nèi)部的各種異構(gòu)的存儲(chǔ)資源統(tǒng)一成對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是單一視圖的存儲(chǔ)資源，進(jìn)而有效利用。

4 規(guī)劃價(jià)值的實(shí)現(xiàn)

    4．1 主機(jī)方面

    4．1．1 主機(jī)平臺(tái)資源利用率的提高

    采用虛擬化技術(shù)的主機(jī)架構(gòu)，多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)平臺(tái)計(jì)算資源的共享利用�？梢栽诒ＷC各應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)計(jì)算資源需求的前提下，充分滿足不同應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)資源的不同要求。服務(wù)器的平均利用率可達(dá)到60％一80％。

    4．1．2 主機(jī)平臺(tái)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)整和擴(kuò)展

    由于主機(jī)平臺(tái)資源被虛擬化成了統(tǒng)一的一個(gè)資源池，因此主機(jī)平臺(tái)的資源可以在數(shù)據(jù)中心當(dāng)中依據(jù)不同的應(yīng)用程序和對(duì)資源的使用需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)配和擴(kuò)展。另外，應(yīng)用服務(wù)器的需求下降的時(shí)候，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)減少相關(guān)的配置，釋放資源給其他需要的應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)使用。

    通過(guò)實(shí)施虛擬化的技術(shù)，可以大幅度降低配置一個(gè)新的服務(wù)器的時(shí)間。主機(jī)資源平臺(tái)的物理能力的擴(kuò)展，僅僅通過(guò)將新的主機(jī)資源添加到資源池中(通常需要加入虛擬主機(jī)集群中)即可實(shí)現(xiàn)。

    4．1．3 主機(jī)平臺(tái)資源高可用性的實(shí)現(xiàn)

    虛擬化架構(gòu)可以大大提高應(yīng)用的可用性。同時(shí)虛擬化還給數(shù)據(jù)中心帶來(lái)更高級(jí)別的服務(wù)協(xié)議，也可以進(jìn)行響應(yīng)時(shí)間的管理、容災(zāi)和備份特性的管理。

    4．1．4實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)平臺(tái)資源的統(tǒng)一管理

    為了對(duì)服務(wù)器虛擬架構(gòu)進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控，通常虛擬化平臺(tái)中會(huì)配置一臺(tái)獨(dú)立的管理服務(wù)器來(lái)對(duì)虛擬化的主機(jī)平臺(tái)資源進(jìn)行集中化、自動(dòng)化的管理。從而使得主機(jī)平臺(tái)具有更高的響應(yīng)能力、可維護(hù)性、效率和可靠性。

    4．1．5提高主機(jī)平臺(tái)建設(shè)和運(yùn)維的經(jīng)濟(jì)性

    主機(jī)平臺(tái)虛擬化可以大大降低物理主機(jī)的數(shù)量。數(shù)據(jù)中心環(huán)境可以大大簡(jiǎn)化，更重要的是數(shù)據(jù)中心空間的需求可以因此大大降低。這對(duì)日趨緊張的數(shù)據(jù)中心機(jī)房來(lái)講，具有非�，F(xiàn)實(shí)的意義。

    4．2存儲(chǔ)方面

    4．2．1 實(shí)現(xiàn)按需擴(kuò)展的存儲(chǔ)需求

    相對(duì)于預(yù)先分配占據(jù)容量的傳統(tǒng)存儲(chǔ)不同，精簡(jiǎn)存儲(chǔ)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)只有在數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)才消耗物理磁盤(pán)，動(dòng)態(tài)容量功能削減了整體的存儲(chǔ)投入，增強(qiáng)了可用性和性能。

    4．2．2 實(shí)現(xiàn)按需分配的訪問(wèn)性能要求

    智能的自動(dòng)存儲(chǔ)分級(jí)能夠降低信息生命周期管理的成本和復(fù)雜性。數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)功能可以根據(jù)不同數(shù)據(jù)的訪問(wèn)頻率自動(dòng)分類和移動(dòng)數(shù)據(jù)至合適的存儲(chǔ)介質(zhì)，允許業(yè)務(wù)頻繁使用的數(shù)據(jù)存放在高性能存儲(chǔ)(例如固態(tài)硬盤(pán)、高轉(zhuǎn)速的光纖硬盤(pán)等)，而不常使用的數(shù)據(jù)放置在低成本存儲(chǔ)，例如SATA磁盤(pán)存儲(chǔ)介質(zhì)。

    4．2．3 實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)管理

    在統(tǒng)一的存儲(chǔ)資源池虛擬化管理的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一的存儲(chǔ)管理簡(jiǎn)化了容量規(guī)劃和擴(kuò)展等維護(hù)操作，管理員不再需要管理物理磁盤(pán)和映射卷之間的復(fù)雜對(duì)應(yīng)關(guān)系，高級(jí)虛擬化功能突破了物理磁盤(pán)合并邏輯卷時(shí)的限制。

    4．3業(yè)務(wù)應(yīng)用方面

    利用VMware VMotion技術(shù)可以將正在運(yùn)行的虛擬機(jī)從一臺(tái)物理服務(wù)器實(shí)時(shí)遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器。虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移可以使公司在執(zhí)行硬件維護(hù)時(shí)無(wú)需調(diào)配停機(jī)時(shí)間及中斷業(yè)務(wù)操作。VMotion還能使群集內(nèi)的虛擬機(jī)與主機(jī)之間的映射進(jìn)行自動(dòng)的和不間斷的優(yōu)化，以最大程度地提高硬件的利用率、靈活度和可用性。

5 結(jié)語(yǔ)

    虛擬化技術(shù)在信息系統(tǒng)總體規(guī)劃中的落地應(yīng)用，使得建設(shè)更加安全、可靠、環(huán)保、高效的數(shù)據(jù)中心成為可能，信息系統(tǒng)運(yùn)維水平也隨之不斷提高，虛擬化技術(shù)將幫助信息管理人員更好地完成各類工作。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.oesoe.com/

本文標(biāo)題：基于虛擬化技術(shù)的信息系統(tǒng)總體規(guī)劃研究

本文網(wǎng)址：http://www.oesoe.com/html/consultation/1083937173.html