企业级应用系统服务器架构方案的探索

张斌

（浪潮（北京）电子信息产业有限公司 北京 100085）

企业级应用系统服务器架构方案的探索

张斌

（浪潮（北京）电子信息产业有限公司 北京 100085）

本文首先阐述了企业级应用系统服务器架构的概述，然后介绍了企业级信息化建设中遇到的问题，最后介绍了企业级应用系统服务器的技术应用。

企业级；应用系统；服务器；架构方案；探索

1 企业级应用系统服务器架构的概述

1.1 硬件层和虚拟层对应IaaS层（Infrastructure as a Service）

主要提供基本架构的服务，比如提供基本的计算服务、存储服务、网络服务。计算机服务是提供用户一个计算环境，用户可以在上面开发和运行自己的应用，此环境一般是包含约定CPU、内存和基本存储空间的虚拟机环境，也可以是一台物理服务器，但是对用户是透明的。

1.2 软件平台、能力层、应用平台组成（Platform as a Service）

软件平台层主要提供公共的平台技术，比如统一支撑操作系统，包括使用到的运行平台，对应用屏蔽了运行环境差异，应用只要关心逻辑即可；也包括统一计费、统一配置、统一报表等后台支撑，各种应用利用相应的框架进行开发后，即可做到对外统一界面、统一运维管理、统一报表展示等；也包括分布式缓存、分布式文件系统、分布式数据库等通用技术，上层应用可以根据自己的需要使用相应的API就可以使用到这些通用技术。

能力层主要提供基本业务能力，比如传统电信服务中的短信、彩信、wappush等，互联网服务中的图片、地图、天气预报等，随着IMS兴起，也提供IMS中的彩铃/彩像、IVR等能力。

1.3 软件服务层对应SaaS层（Software as a Service）

软件服务层主要是对用户提供具体的服务，比如SNS社区、移动U盘、企业移动IM等。

1.4 系统架构

GFS将整个系统的节点分为三类角色：Client（客户端）、Master（主服务器）和Chunk Server（数据块服务器）。Client是GFS提供给应用程序的访问接口，它是一组专用接口，不遵守POSIX规范，以库文件的形式提供。应用程序直接调用这些库函数，并与该库链接在一起。Master是GFS的管理节点，在逻辑上只有一个，它保存系统的元数据，负责整个文件系统的管理，是GFS文件系统中的“大脑”。Chunk Server负责具体的存储工作。数据以文件的形式存储在Chunk Server上，Chunk Server的个数可以有多个，它的数目直接决定了GFS的规模。GFS将文件按照固定大小进行分块，默认是64MB，每一块称为一个Chunk（数据块），每个Chunk都有一个对应的索引号（Index）。

1.5 采用中心服务器模式

GFS采用中心服务器模式来管理整个文件系统，可以大大简化设计，从而降低实现难度。Master管理了分布式文件系统中的所有元数据。文件划分为Chunk进行存储，对于Master来说，每个Chunk Server只是一个存储空间。Client发起的所有操作都需要先通过Master才能执行。这样做有许多好处，增加新的Chunk Server是一件十分容易的事情，Chunk Server只需要注册到Master上即可，Chunk Server之间无任何关系。如果采用完全对等的、无中心的模式，那么如何将Chunk Server的更新信息通知到每一个Chunk Server，会是设计的一个难点，而这也将在一定程度上影响系统的扩展性。

1.6 由于只有一个中心服务器，元数据的一致性问题自然解决

当然，中心服务器模式也带来一些固有的缺点，比如极易成为整个系统的瓶颈等。GFS采用多种机制来避免Master成为系统性能和可靠性上的瓶颈，如尽量控制元数据的规模、对Master进行远程备份、控制信息和数据分流等。

2 企业级信息化建设中遇到的问题

2.1 企业级信息化建设中存在的问题

（1）基础硬件资源利用率较低。在一台服务器上只部署一个应用程序，硬件资源（内存和CPU）的使用率仅为最大工作量的1～15%。

（2）机房空间、电费等成本日益增加。因为每个应用程序都需要一台物理服务器，所以随着业务的发展，信息中心会购置大量服务器，与此同时，将导致电费、空调制冷成本及其他一些设施成本增加。

（3）服务器故障和灾难风险大。当服务器的一些硬件损坏，或操作系统的一系列问题等造成一些关键业务停止，会严重影响用户的使用和企业正常运营，增大运维人员的管理压力。

2.2 信息虚拟化的优势

作为云计算的主要支撑技术的虚拟化技术越来越多地被运用到企业信息中心，通过虚拟化技术，将物理服务器上的硬件资源分配给每一台正在运行的虚拟机，每一台虚拟机都会认为自己是一台独立的服务器，并不影响其他虚拟机运行，操作系统或程序上的错误不会造成其他操作系统损坏。在一台物理服务器上运行多个虚拟机，不仅能降低物理服务器的数量和管理维护成本，还能提高服务器的利用率。当业务发展时，可通过快速部署新的虚拟机，根据业务应用分配资源大小。

3 企业级应用系统服务器的技术应用

3.1 技术要点

采用虚拟服务器技术来提高服务器的管理与使用效率的过程中，主要的技术要点包括以下这几个方面。第一个方面是利用VMware Converter将物理服务器转换成虚拟机，这样就能够将其升迁到VMware VI3虚拟架构中，同时还需要利用VMware Virtual Center Management Server对这些相应的虚拟机进行整合管理。

3.2 资源利用方面

可以进行分布式资源调配，具体过程就是将可用的资源以及优先事务协调起来，同时对劳动力密集型与资源密集型操作进行优化，最终也就能够保证应用需要的资源[3]。最后就是要建立VI3 Enterprise版本，这样就能够利用VMotion技术将运行中的虚拟机从一台物理机上转移到另外一台物理机上，这样就能够保证服务不会发生中断。通过这样一种方式就能够有计划的对服务器进行维护与升级，并且还能够将应用失效的硬件提前迁移走，最终将资源的利用率最大化。

3.3 系统架构设计

（1）系统软件的结构设计是整个系统架构中最重要的一步，也是主要的工作内容。具体可以将物理服务器、处理器、内存以及磁盘等连接在一起，可以将操作系统以及相关的应用程序全部都隔离到安全且能够随时移植的虚拟机中。再通过基础架构的虚拟机将系统中的资源按照实际情况分配下去，这样就能够达到主机级容量的利用率以及服务器资源的控制。

（2）虚拟机具备了在资源池中的任何一个物理服务器上运行的功能，因此也就能够随时在物理服务器之间进行转移，通过这个系统将硬件资源都聚合到了资源池中，还能够优化IT环境，让硬件资源能够更灵活的应用。

3.4 技术特点

在虚拟服务器技术应用于服务器管理的过程中，ESX Server是直接安装在虚拟基础架构各个主机服务器的硬件中。同时ESX Server还为整个系统提供了一个非常稳定的虚拟化层，这样就能够让每个服务器都能够容纳多个虚拟机，而虚拟机也能够在一个物理服务器上并行运行。服务器的系统结构使得ESX Server能够全面控制各个虚拟机的服务器资源，同时也能够达到接近本机水平的虚拟机的性能及可拓展性。

通常情况下，单个的ESX Server能够容纳128个运行中的虚拟机，如果是处于典型的工作负载下，每一个主机处理器都能够让3～10个虚拟机同时运行，通过在多个虚拟机之间共享物理服务器资源，就能够大大提高硬件的利用率，并能够进一步降低资金的成本。同时ESX Server还能够对各种资源进行非常精细的管理，它通过虚拟机运行中共享的物理服务器资源，能够让服务器的利用率达到最大化，也能够将虚拟机隔离开来。

4 结语

企业级应用系统服务器是虚拟服务器技术的应用，对于管理人员一定要掌握好服务器的使用方法和技能，定期的参加技术培训。只有熟练的运用服务器，才能更好的参与到企业的管理中来。

[1]（美）BillBlunden.杨涛，译.虚拟机的设计与实现[M].北京：机械工业出版社，2010（11）.

[2]陈少龙.基于虚拟化技术的网络访问控制系统模型研究[D].北京邮电大学，2012（03）.

[3]刘武，吴建平，段海新.用VMware构建高效的网络安全试验床[J].计算机应用研究，2009（05）.

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1004-7344（2016）07-0272-02

2016-2-20