1 數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀
按照信息化建設(shè)要求,消防業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)采用多級部署方式,除總隊(duì)外每個(gè)州市級支隊(duì)至少需部署10臺(tái)服務(wù)器,同時(shí)還需部署如下設(shè)備:服務(wù)器專用機(jī)柜、KVM 視頻切換器、服務(wù)器控制臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)(根據(jù)支隊(duì)實(shí)際情況,部署10-15TB 存儲(chǔ)系統(tǒng))、UPS 不間斷電源系統(tǒng)、通風(fēng)散熱系統(tǒng)。目前,總隊(duì)和所有州市消防支隊(duì)均建設(shè)了數(shù)據(jù)中心,各級消防業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)分別部署在兩級數(shù)據(jù)中心,并由兩級管理員分別管理各單位系統(tǒng)硬件設(shè)備。
2 數(shù)據(jù)中心建設(shè)目前存在的問題
2.1 資源利用效率不高
服務(wù)器按照業(yè)務(wù)劃分,本質(zhì)上具有分布性,在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),有的服務(wù)器所裝應(yīng)用系統(tǒng)占用資源少,但仍必須使用1 臺(tái)獨(dú)立的服務(wù)器安裝運(yùn)行,對資源造成極大的浪費(fèi),而且服務(wù)器價(jià)格相對較高,難以通過資源集中共享的方式來提高利用率、降低成本。
2.2 日常維護(hù)和管理難度大
由于云南省特殊的地理環(huán)境,各個(gè)支隊(duì)分布地域廣泛,交通不便,服務(wù)器及存儲(chǔ)廠家技術(shù)服務(wù)站都只設(shè)在昆明,地州沒有服務(wù)器及存儲(chǔ)廠家技術(shù)力量,在這種情況下,分散式部署的技術(shù)保障極其困難,一旦有任何技術(shù)問題解決起來時(shí)間周期較長,而且很難形成標(biāo)準(zhǔn)化的管理。此外,從目前專業(yè)技術(shù)人員的水平能力來說,各個(gè)支隊(duì)信息技術(shù)人員的技術(shù)能力參差不齊,技術(shù)保障能力有限,對復(fù)雜業(yè)務(wù)系統(tǒng)的部署和應(yīng)用將存在一定的問題。
2.3 難于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)
各個(gè)支隊(duì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式各異,對數(shù)據(jù)的處理也有差別,基本上采取服務(wù)器硬盤本地備份和移動(dòng)硬盤異地備份方式進(jìn)行數(shù)據(jù)保護(hù),一旦出現(xiàn)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)損壞、丟失、病毒侵害或者移動(dòng)硬盤損壞,都非常容易對業(yè)務(wù)的連續(xù)性造成致命的影響。如何屏蔽數(shù)據(jù)造成的風(fēng)險(xiǎn),這不僅是對各支隊(duì)的前期技術(shù)保障能力有較高的要求,并且對日常的維護(hù)、對數(shù)據(jù)安全性也提出了更高的要求。從系統(tǒng)備份角度來說,因?yàn)槊總(gè)服務(wù)器都是單機(jī),如果都配置為雙機(jī)模式成本會(huì)更高。系統(tǒng)維護(hù)和升級或者擴(kuò)容時(shí)候需要停機(jī)進(jìn)行,造成應(yīng)用中斷。目前,出于成本考慮,數(shù)據(jù)中心所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)都沒有做應(yīng)用系統(tǒng)的熱備,如果服務(wù)器出現(xiàn)硬件故障,必然導(dǎo)致相應(yīng)的軟件系統(tǒng)宕機(jī),且恢復(fù)困難,恢復(fù)周期過長,嚴(yán)重影響了日常工作。特別是對于早期部署的應(yīng)用系統(tǒng),有些服務(wù)器硬盤沒有做冗余備份,如果硬盤損壞,其信息難以恢復(fù),將給業(yè)務(wù)工作帶來難以估計(jì)的損失。
2.4 系統(tǒng)遷移難度大
隨著時(shí)間的推移和硬件老化,應(yīng)用系統(tǒng)必將遷移到新硬件上繼續(xù)運(yùn)行。每一次業(yè)務(wù)系統(tǒng)的遷移或新增都需要經(jīng)過需求分析、服務(wù)器招標(biāo)采購、綜合布線、軟硬件安裝等步驟,延長了系統(tǒng)部署周期,浪費(fèi)了大量的人力、物力和時(shí)間。
3 解決存在的問題
3.1 計(jì)算資源虛擬化
方案設(shè)計(jì)包含了以下幾個(gè)架構(gòu)部分組成:所有支隊(duì)的服務(wù)器全部集中到總隊(duì),進(jìn)行統(tǒng)一的集中式管理,統(tǒng)一部署?傟(duì)將為各個(gè)支隊(duì)構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的云計(jì)算中心,16個(gè)支隊(duì)完全不用關(guān)心服務(wù)器的運(yùn)行情況,只需要通過網(wǎng)絡(luò)的連接,就能保證所有信息化業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。
服務(wù)器計(jì)算資源集中式虛擬化部署優(yōu)點(diǎn)是:總隊(duì)構(gòu)建的是一個(gè)虛擬化的平臺(tái),部署在刀片服務(wù)器上。首先所有刀片構(gòu)成的是一個(gè)刀片集群計(jì)算中心。其中,由若干刀片構(gòu)建硬件平臺(tái),再由若干虛擬機(jī)共同組成的“虛擬池”,對于不同的“虛擬池”,系統(tǒng)資源根據(jù)需求和優(yōu)先級動(dòng)態(tài)分配給每臺(tái)虛擬主機(jī),實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器資源的有效利用和控制。在此模式下,根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)和各支隊(duì)業(yè)務(wù)量的大小,通過服務(wù)器虛擬化實(shí)現(xiàn)服務(wù)器資源的動(dòng)態(tài)管理。同時(shí),虛擬化可實(shí)現(xiàn)集中快速部署數(shù)臺(tái)服務(wù)器,以往從一臺(tái)服務(wù)器上架到操作系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢需要1 個(gè)多小時(shí),但采用虛擬化,一臺(tái)虛擬服務(wù)器只需要幾分鐘就可完成設(shè)置。
3.2 存儲(chǔ)資源虛擬化
有了虛擬化的計(jì)算平臺(tái),同樣需要對應(yīng)的虛擬化的存儲(chǔ)平臺(tái)。利用存儲(chǔ)虛擬化則能將SAN 的固態(tài)結(jié)構(gòu)困擾轉(zhuǎn)化為能現(xiàn)實(shí)動(dòng)態(tài)匹配的優(yōu)勢,不僅能創(chuàng)建大容量存儲(chǔ)池,并可根據(jù)實(shí)際I/O 流量要求來進(jìn)行后端動(dòng)態(tài)分配,徹底的解決潛在的流量瓶頸問題。將新一代服務(wù)器前端虛擬化與后端存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)進(jìn)行完美結(jié)合,構(gòu)建成了一個(gè)完善的“動(dòng)態(tài)虛擬存儲(chǔ)中心”。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備主要由DPE和DAE組成,DPE 是系統(tǒng)控制和處理的核心,而DAE 主要提供容量的擴(kuò)展。因此,整個(gè)系統(tǒng)的性能不是隨著容量線性增加的。因此應(yīng)該采用對等存儲(chǔ)設(shè)計(jì),每個(gè)陣列都有自己的控制器處理單元,每添加一個(gè)盤柜,整個(gè)系統(tǒng)的容量和性能都線性增加。
這種方式的優(yōu)點(diǎn)是,當(dāng)虛擬主機(jī)數(shù)量越來越多,并且頻繁進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的時(shí)候,有足夠的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)通路保證虛擬主機(jī)的正常運(yùn)行。雖然虛擬機(jī)不可以橫跨兩臺(tái)物理主機(jī)來執(zhí)行任務(wù),但是對等存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)設(shè)備卻可以把后端的存儲(chǔ)卷同時(shí)分布在多臺(tái)陣列和多路徑的安排下的來匹配和提高全面I/O 性能要求,在高效的I/O 條件下,每臺(tái)物理主機(jī)可以運(yùn)行更多的虛擬機(jī),大大的增加虛擬化IT投資的回報(bào)。
4 方案實(shí)施后的優(yōu)勢
(1)電力資源成本:我們可以通過功耗對服務(wù)器的耗電量進(jìn)行計(jì)算得出的結(jié)果是,5 年時(shí)間,各個(gè)支隊(duì)分散服務(wù)器的電費(fèi)是總隊(duì)集中方式的近10 倍,5年時(shí)間下來將至少有近200萬的多余開支。
(2)管理成本:16個(gè)支隊(duì)就至少需要16個(gè)服務(wù)器的系統(tǒng)管理員。而集中到總隊(duì)只需要2 至3名管理員就能勝任。
(3)業(yè)務(wù)的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的安全性:如何保障16 個(gè)支隊(duì)的160臺(tái)服務(wù)器每一臺(tái)都不出問題或者說保障24小時(shí)業(yè)務(wù)的不間斷性?從方案角度設(shè)計(jì)得到的答案是每個(gè)支隊(duì)部署20臺(tái)服務(wù)器,即每個(gè)應(yīng)用采用2臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備高可用。再加上必要的雙機(jī)軟件和存儲(chǔ),那么投入將直接增加一倍以上。采用集中式管理和虛擬化架構(gòu),那么每一臺(tái)服務(wù)器及應(yīng)用,構(gòu)成一個(gè)虛擬機(jī),就像是一個(gè)文件包。當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)任何硬件故障,那么將此虛擬機(jī)自動(dòng)或手動(dòng)“漂移”到其他任何一臺(tái)服務(wù)器,業(yè)務(wù)不會(huì)收到任何影響。
5 結(jié)束語
目前,消防部隊(duì)信息化已從“打基礎(chǔ)、搭框架、建體系”,向現(xiàn)代信息技術(shù)在消防工作中的深度應(yīng)用和提高消防工作的科技含量上全面轉(zhuǎn)變,越來越多的信息系統(tǒng)部署到數(shù)據(jù)中心,對數(shù)據(jù)安全、響應(yīng)速度等方面的要求也越來越高,集中式部署降低了全省數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本和日常維護(hù)管理的難度,虛擬化技術(shù)徹底解決了“大馬拉小車”的問題,打破了業(yè)務(wù)系統(tǒng)和硬件服務(wù)器的一一對應(yīng)關(guān)系,具有降低能耗、提高資源利用率、提高安全性等優(yōu)點(diǎn),已得到了業(yè)界的廣泛認(rèn)可,虛擬化的應(yīng)用推廣已成為數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然。云南省公安消防總隊(duì)數(shù)據(jù)中心將穩(wěn)步推進(jìn)全省消防數(shù)據(jù)中心的集中式虛擬化部署與容災(zāi)備份工作,并最終建成綠色高效、安全可靠的新一代消防數(shù)據(jù)中心。
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本文標(biāo)題:數(shù)據(jù)中心集中式部署應(yīng)用管理模式的探討
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