一、引言
目前多数单位的信息化对服务器的需求主要来自“信息资源服务”、“应用服务”、“网站群管理服务”等方面,每种应用的部署对硬件服务器设备有着不同的需求:
1. 信息资源服务
“信息资源服务”指的是信息资源汇集的平台,主要满足最终用户、文档管理和系统管理的日常操作需求,如电子邮件、门户网站与管理信息系统等,这些系统集中部署在数据中心机房,每个信息系统的部署需要独立的服务器系统进行部署,一般选择配置相当的PC 服务器担任,服务器平台建成后应为系统的资源管理提供灵活、良好的工具。
2. 应用服务
“应用服务”指的是“业务”、“办公”、“协作”等方面的业务综合应用系统,主要包含“信息门户、统一身份认证、共享数据库”以及“办公自动化”等软件系统,应用的部署对硬件服务器有着提供高效、稳定、可靠等方面的部署需求,而且需要提供强有效的集中管理手段。
3. 网站群管理服务
“网站群管理服务”指的是由数据中心建立元数据管理平台,实现信息资源的共享服务。为了满足不同托管单位不同的应用需求,同时由于托管服务器由托管单位自行远程登录控制和维护,所以托管服务器应当具备可靠性和灵活性。
二、数据中心虚拟化提出的背景
虚拟化服务是在60 年代首次出现的,当时它可以对大型机硬件进行划分,而之后虚拟化技术在一些小型机上也有所应用。相对于传统的数据中心服务器平台的应用效果,虚拟化服务器平台有着明显优势。现在,虚拟化技术处于信息化前沿,可以方便的升级和管理各地的IT 基础架构并确保其安全,充分体现管理的灵活性、系统的可扩展性等方面的特征。服务器虚拟化可以将硬件、操作系统和应用程序一同装入一个可迁移的虚拟机档案文件中,由此一台机器上就可以支持多种操作系统同时运行, 而不需要重启机器以切换操作系统,并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响,从而显著提高计算机的工作效率。
三、高性能虚拟化平台的构想
以下以某单位为例,因承担该部门主要信息化建设与维护工作,长期以来按照传统的模式进行部署,运行着几十个业务系统。随着应用的不断增加,以下问题日益突出:
第一系统故障隐患大。由于某些生产系统本身耗费系统资源不大,为节约成本,采用多个系统部署于同一台服务器的方式;另外,在新系统的开发测试阶段,因没有空闲服务器的支持,只能将测试与生产系统部署在同一个服务器上,这两种情况严重影响生产环境安全与可靠性。
多个数据库系统共用一套系统,安全隐患极大,具体分析如下:
1. 数据库系统是高I/O 消耗应用,多个数据库系统共用一个系统很容易造成I/O 瓶颈,服务器运行性能导致多个相关系统的性能下降。
2. 多个数据库共用一个系统,导致多个数据库管理员同时拥有该系统的管理员权限,在对自己负责的系统进行维护时,容易对其他数据库系统造成破坏。当出现问题时,也很难鉴定责任。
3. 服务器的物理故障,将直接导致多个数据库系统的不可用,业务中断范围太大。
4. 每个数据库厂商都不会针对其他数据库系统做兼容性测试,这直接导致多个数据库系统的共同运行存在很大的安全隐患。
第一,可用性低。每个应用基本都是单机配置,故障发生时将造成业务中断,且恢复时间长。如果都配置为双机模式,将增加更多的成本。系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行,造成应用、业务中断。
第二,缺乏可管理性。服务器数量太多难以集中管理,新服务器和应用的部署时间长,大大降低服务器重建和应用加载时间;硬件维护需要数天或者数周的硬件准备时间。
第三,兼容性差。系统和应用迁移到新的硬件需要和旧系统兼容的系统。
第四,负载峰值与平均利用率的矛盾。由于服务计算资源利用是一个突发性的模型,在开机时和业务高峰期计算资源的利用率很高,过了高峰期,服务器计算资源的利用率通常低于5%。
为了解决上述数据机房在发展中遇到的问题,更好地应对当前业务需求的挑战和解决部署应用方式所造成的弊端,建议采用服务器虚拟化架构对现有架构进行虚拟化改造,以此提高服务器计算资源的利用效率,大幅度简化服务器群管理的复杂性,提高整体系统的可用性,减少投资成本,实现“绿色”IT。
四、数据中心虚拟化实践
利用虚拟化技术搭建一个虚拟化平台。借助虚拟化,可以在单台物理机上运行多个虚拟机,虚拟机间相互隔离。每个虚拟机都可以在多个环境之间共享同一台物理机的资源。不同的虚拟机可以在同一台物理机上运行不同的操作系统以及应用程序。
虚拟化技术特点:
第一、从基础架构出发,能将离散的硬件资源转换为共享计算平台,该平台具有超强的恢复能力,并且能够以接近本机的性能运行要求最为严苛的应用程序;
第二、跨 IT 所有环节(包括服务器、存储、操作系统和软件应用程序)的优化、严格测试和认证,可用于实现企业范围内独立于硬件和操作系统的标准化;
第三、能优化整组服务器中的资源分配与业务优先级保持一致;
第四、能够跨多个主机甚至集群聚合虚拟网络连接,提高网络负载和吞吐量,能够提供用于实现虚拟环境中的最佳网络连接管理的基础架构服务;
第五、能够提供对复杂的底层硬件系统中的存储资源进行抽象化处理,以实现在虚拟化环境中最高效地利用存储容量的基础架构服务;
第六、与领先的存储硬件和软件产品集成,可实现数据保护、高可用性和灾难恢复;仅根据需要使用存储,可推迟和避免过高的存储成本;
第七、可用性服务使IT 工作人员可以根据优先级和需要为应用程序提供不同级别的高可用性,而无需另外购买复杂的冗余硬件或集群软件;
第八、可避免因计划内硬件维护而导致的应用程序中断,以高性价比的方式轻松地保护应用程序免受计划外停机的影响;
第九、可扩展性服务使IT 工作人员可以根据需要以无中断方式为每个应用程序提供适量的资源。
五、结束语
本文结合一个具体的虚拟化数据中心实践的例子,分析了数据中心在虚拟化建设过程中所采用的一些最新的技术,通过提供一种整合各种新技术的顶层设计思路,为数据中心虚拟化提供了一种有效的建设方法论。
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本文标题:数据中心虚拟化建设模式探讨