中國石化集團(tuán)勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院(以下簡稱鉆井院)創(chuàng)建于1973年8月，為中國石化集團(tuán)公司重點研究院，主要承擔(dān)著石油鉆井、石油完井、石油灘海工程新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用、鉆井工程設(shè)計以及技術(shù)服務(wù)。信息中心存儲著企業(yè)的重要核心數(shù)據(jù)，是鉆井工藝研究院的“數(shù)字銀行”。經(jīng)過多年的發(fā)展，在石油鉆井、石油完井、石油灘海工程新工藝、新技術(shù)、新裝備的研發(fā)推廣和技術(shù)服務(wù)等各個方面積累了大量寶貴的數(shù)據(jù)資料，開發(fā)了幾十個關(guān)鍵業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，各種數(shù)據(jù)量大、點多、電子化程度高、種類復(fù)雜、數(shù)據(jù)成本高、增長速度快。這些數(shù)據(jù)資料及應(yīng)用系統(tǒng)對鉆井院的建設(shè)和發(fā)展作用巨大。但是鉆井院機(jī)房建設(shè)較早，各個應(yīng)用都在單個服務(wù)器上運行，不管是應(yīng)用服務(wù)器還是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器都存在單點故障隱患，而且由于硬件老化故障、軟件故障、人為操作、黑客入侵、病毒破壞等各種因素的影響，數(shù)據(jù)安全存在一定隱患，數(shù)據(jù)的完整性和可用性沒有可靠保證。因此，亟需構(gòu)建一套性能優(yōu)異、功能完善的部署架構(gòu)，利用服務(wù)器虛擬化、數(shù)據(jù)庫雙機(jī)、SAN存儲等技術(shù)，建設(shè)鉆井院完善的數(shù)據(jù)中心和集成應(yīng)用中心，以最大限度地保證這些寶貴“財富”的安全。
經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研得知，VMware數(shù)據(jù)中心解決方案基于業(yè)界領(lǐng)先的虛擬化平臺構(gòu)建，通過簡化業(yè)務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)來創(chuàng)建更動態(tài)和靈活的數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心管理，從而提高業(yè)務(wù)敏捷性。其最著名的產(chǎn)品為ESX，安裝在裸服務(wù)器上的強(qiáng)大Server，稱為vSphere 系列，其中的Vmotion、HA、DRS為建立一個節(jié)能、高效、安全、自動管理、永不停轉(zhuǎn)的現(xiàn)代化數(shù)據(jù)中心提供了技術(shù)支撐。為此，我們選擇了該款產(chǎn)品作為鉆井院服務(wù)器虛擬化建設(shè)的支撐平臺。
1、系統(tǒng)實施方案
1.1 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容
鉆井院的服務(wù)器及虛擬化建設(shè)主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：
(1)四臺HP DL580 G7和一臺公用存儲利用VMware軟件進(jìn)行虛擬化配置，建設(shè)應(yīng)用服務(wù)管理中心。
(2)兩臺SUN T5440服務(wù)器和一臺公用存儲利用SUN Cluster集群軟件作數(shù)據(jù)庫雙機(jī)，建設(shè)數(shù)據(jù)集中管理中心。
1.2 系統(tǒng)部署拓?fù)鋱D
利用SUN Cluster集群軟件，將兩臺sun T5440服務(wù)器做成集群雙機(jī)，每臺機(jī)器的兩塊單口8GB HBA卡分別接到兩臺Brocade 300光纖交換機(jī)上，通過光纖交換機(jī)再與兩臺SUN 6580存儲連接。系統(tǒng)整體拓?fù)鋱D如1所示。
4臺HP DL580 G7利用VMware軟件進(jìn)行虛擬化配置，然后通過光纖連接到兩臺Brocade 300光纖交換機(jī)上。整個系統(tǒng)方案采用的是SAN存儲架構(gòu)。所有連接到光纖交換機(jī)上的服務(wù)器都可以訪問任一連接到光纖交換機(jī)上的存儲。
進(jìn)行虛擬化配置的應(yīng)用服務(wù)器HP DL580 G7共有4個千兆網(wǎng)絡(luò)接口。將4個端口進(jìn)行鏈路聚合處理，增加帶寬。4臺服務(wù)器全部安裝VMware ESX進(jìn)行虛擬化處理，共享一臺SUN 6580存儲。每臺服務(wù)器上的虛擬機(jī)采用VMware HA方式進(jìn)行安裝。
2、關(guān)鍵技術(shù)要點
2.1 應(yīng)用服務(wù)器虛擬化
本系統(tǒng)采用4臺HP DL580 G7作為應(yīng)用服務(wù)器，每臺物理服務(wù)器進(jìn)行虛擬化配置。按照實際應(yīng)用需求，每臺物理機(jī)可以配置多臺虛擬機(jī)，每臺虛擬機(jī)可以安裝單獨的操作系統(tǒng)，負(fù)責(zé)不同的應(yīng)用。四臺物理機(jī)共享一臺SUN 6580存儲，分別安裝VMware ESX軟件，通過一個VMware vCenter進(jìn)行統(tǒng)一管理。當(dāng)一臺物理機(jī)發(fā)生故障時，該物理機(jī)上的所有虛擬機(jī)自動轉(zhuǎn)移到另外三臺上，保證系統(tǒng)、應(yīng)用的持續(xù)性。VMware的虛擬化技術(shù)將一個薄軟件層直接嵌入到服務(wù)器硬件上。虛擬化層支持對駐留在同一物理服務(wù)器上多臺虛擬機(jī)的管理。這些虛擬機(jī)將硬件與操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序分隔開來，它們可被看作是完全隔離的容器，每臺虛擬機(jī)都有其操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序�？蛻裟軌蛲瑫r在同一物理機(jī)上運行Windows、Linux、Netware 和Solaris 等操作系統(tǒng)。
VMware vSphere 將業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的x86 服務(wù)器及其現(xiàn)有的處理器、內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)絡(luò)連接一起轉(zhuǎn)換到一個邏輯計算資源池中。操作系統(tǒng)及其應(yīng)用程序則被隔離到安全、可移動的虛擬機(jī)中。隨后，該基礎(chǔ)架構(gòu)會根據(jù)每個虛擬機(jī)的需要和優(yōu)先級，將系統(tǒng)資源動態(tài)地分配給它們，從而實現(xiàn)了大型機(jī)級的容量利用率以及對服務(wù)器資源的控制。虛擬機(jī)可以在資源池中的任一物理服務(wù)器上運行，并且無需停機(jī)便可在這些服務(wù)器之間無縫地轉(zhuǎn)移。因此，虛擬機(jī)可被動態(tài)、自動地分配給資源池中最合適的主機(jī)，確保軟件應(yīng)用程序的服務(wù)級別。
2.2 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器雙機(jī)
本系統(tǒng)中負(fù)責(zé)運行數(shù)據(jù)庫的兩臺SUN T5440小型機(jī)安裝Solaris 系統(tǒng)，兩臺服務(wù)器共享一臺SUN 6580存儲，在系統(tǒng)之上利用Sun Cluster軟件進(jìn)行雙機(jī)配置。當(dāng)一臺服務(wù)器發(fā)生故障時，應(yīng)用自動切換到另外一臺，以此來保證系統(tǒng)的可用性。典型的集群技術(shù)配置方案如圖3所示。
Sun Cluster 系統(tǒng)將Solaris 操作系統(tǒng)擴(kuò)展為群集操作系統(tǒng)。群集是一種松散耦合的計算節(jié)點集合，提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或應(yīng)用程序(包括數(shù)據(jù)庫、Web 服務(wù)和文件服務(wù))的單一客戶視圖。每個群集節(jié)點都是運行其自己進(jìn)程的一個獨立服務(wù)器。這些進(jìn)程可以彼此通信，對網(wǎng)絡(luò)客戶機(jī)來說就像是形成了一個單一系統(tǒng)，協(xié)同起來向用戶提供應(yīng)用程序、系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)。
Sun Cluster 系統(tǒng)的優(yōu)點如下：
(1)減少或消除由軟件或硬件故障引起的系統(tǒng)停機(jī)時間；
(2)確保數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序?qū)ψ罱K用戶的可用性，而不管通常引起單服務(wù)器系統(tǒng)停機(jī)的故障屬于什么類型；
(3)通過向群集添加節(jié)點，使服務(wù)隨著處理器的添加而伸縮，從而增大應(yīng)用程序吞吐量；
(4)提供增強(qiáng)的系統(tǒng)可用性，使您能夠不必關(guān)掉整個群集就可執(zhí)行維護(hù)。
2.3 SAN存儲架構(gòu)
本系統(tǒng)所采用的存儲架構(gòu)方式是典型的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)存儲架構(gòu)。SAN可以定義為是以數(shù)據(jù)存儲為中心，采用可伸縮的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過具有高傳輸速率的光通道的直接連接方式，提供SAN內(nèi)部任意節(jié)點之間的多路可選擇的數(shù)據(jù)交換，并且將數(shù)據(jù)存儲管理集中在相對獨立的存儲區(qū)域網(wǎng)內(nèi)。由于SAN網(wǎng)絡(luò)采用了光纖技術(shù)，因此比起傳統(tǒng)的服務(wù)器原存儲的連接方式，SAN網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬，支持更遠(yuǎn)的距離，能夠提供更大容量的存儲設(shè)備。
SAN存儲系統(tǒng)采用模塊化配置方式，例如光纖交換機(jī)設(shè)備、光纖卡、磁盤陣列，以及各設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸通道、存儲設(shè)備內(nèi)部的核心部件，可根據(jù)實際需求進(jìn)行配置或容量擴(kuò)充，由此可減少設(shè)備建設(shè)階段的前期投資，可真正實現(xiàn)根據(jù)用戶的需要進(jìn)行擴(kuò)充。
公用存儲是實現(xiàn)服務(wù)器虛擬化的必要設(shè)備，沒有存儲設(shè)備上的虛擬服務(wù)映像，就不能實現(xiàn)虛擬機(jī)的動態(tài)遷移。
2.4 結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計
2.4.1 服務(wù)器的冗余模塊配置
服務(wù)器及存儲等設(shè)備支持冗余雙路供電，確保單路供電發(fā)生問題時業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
服務(wù)器直接接入核心交換機(jī)，采用Solaris IPMP多鏈路連接方式實現(xiàn)，保障數(shù)據(jù)的暢通。
2.4.2 存儲的冗余數(shù)據(jù)傳輸鏈路接入
每臺數(shù)據(jù)管理的服務(wù)器都是配置了兩塊光纖通道卡，分別通過兩臺冗余的光纖交換機(jī)與存儲設(shè)備連接，磁盤陣列存儲設(shè)備可通過冗余的多條鏈路分別與這兩臺光纖交換機(jī)連接。也就是說，基于SAN光纖交換機(jī)可實現(xiàn)的由服務(wù)器端到磁盤陣列存儲設(shè)備間的鏈路是兩條高速數(shù)據(jù)傳輸鏈路，鏈路是冗余的，可確保數(shù)據(jù)訪問鏈路的安全性�？筛鶕�(jù)應(yīng)用需要增加設(shè)備連接鏈路，以確保得到更高的鏈路冗余及數(shù)據(jù)通道傳輸性能。
根據(jù)應(yīng)用需求，可以很方便的增加數(shù)據(jù)管理服務(wù)器或存儲設(shè)備，由于相互間是通過SAN光纖交換機(jī)實現(xiàn)設(shè)備連接，SAN的光纖連接技術(shù)支持設(shè)備的動態(tài)配置，即服務(wù)器、磁盤陣列接入SAN存儲網(wǎng)絡(luò)即可被訪問、被操作，因此服務(wù)器或存儲設(shè)備的增加不會對現(xiàn)有設(shè)備的正常運行產(chǎn)生任何影響。
2.4.3 磁盤陣列的安全性配置
兩臺存儲設(shè)備上的磁盤均采用RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)技術(shù)，通過將多主機(jī)設(shè)備與磁盤鏡像和磁盤分配結(jié)合使用，既可防止節(jié)點故障，又可防止單個磁盤故障，有效保護(hù)存儲數(shù)據(jù)的可用性和安全性。
3、應(yīng)用效果
鉆井院利用虛擬化技術(shù)和Sun Cluster雙機(jī)技術(shù)實現(xiàn)的應(yīng)用服務(wù)中心和數(shù)據(jù)管理中心系統(tǒng)于2011年底建成投產(chǎn)，在近兩年時間的運行中，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期的效果。主要有以下幾點：
(1)提高了系統(tǒng)的可用性：由于采用了VMware HA、DRS、VMotion等技術(shù)，單臺物理機(jī)出現(xiàn)故障，其上的應(yīng)用程序在分鐘級別的時間內(nèi)就可自動轉(zhuǎn)移到其它物理機(jī)上運行，大大提高了系統(tǒng)可用性。
(2)提高了系統(tǒng)資源的利用率：以前由于Windows NT 作為單內(nèi)核操作系統(tǒng)，是一種只能創(chuàng)建單一用途的服務(wù)器，導(dǎo)致服務(wù)器利用率只有10%甚至更低。而利用虛擬化后，服務(wù)器資源利用率可達(dá)到80%甚至更高。
(3)降低了管理員勞動強(qiáng)度：服務(wù)器管理員可以將虛擬機(jī)實時遷移到另一個物理資源中，然后可以在工作日期間執(zhí)行物理服務(wù)器硬件維護(hù)，而不必在周末的深夜里執(zhí)行定期硬件維護(hù)。
(4)減少了硬件服務(wù)器數(shù)量、機(jī)柜數(shù)量，節(jié)約了能源，達(dá)到了降低碳排放的目的。
4、結(jié)束語
云計算將成為下一代計算模式演變的方向，而虛擬化則是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變最為重要的基石。服務(wù)器虛擬化技術(shù)的按需分配模式和動態(tài)資源調(diào)整能力能最大限度提高服務(wù)器資源的利用率，提升整個數(shù)據(jù)中心的管理和計算能力。鉆井院應(yīng)用服務(wù)中心及數(shù)據(jù)管理中心的建成為勝利石油工程有限公司數(shù)據(jù)中心的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，為云計算模式的推進(jìn)提供了技術(shù)保障。
核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的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。
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本文標(biāo)題：VMware 服務(wù)器虛擬化在企業(yè)管理中的應(yīng)用
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