服务器虚拟化技术打造高效安全的数据中心

摘 要目前，很多企业的数据中心随着业务的扩展变得越来越庞大，企业为服务器及数据中心每年的电费和维护成本上升得很快，并有进一步加快的趋势。同时，高成本的投入并未带来十分理想的投资回报。如何充分利用先进的虚拟化应用技术来解决上述资源问题是业界正在探讨的问题。本文就如何合理的利用虚拟化应用技术提高管理水平和提高资源利用率进行研究。

【关键词】虚拟化 服务器 资源 策略

1 前言

随着企业信息化工作的开展，每年都会有新的信息应用系统投入使用，由于每个系统采用的数据库后台、中间件以及开发厂商的开发技术不同，不同的系统很难在一个服务器上共同运行，因此每个信息应用都会有各自的服务器采购需求。今年就有中石化总部推广的LIMS升级项目等系统需要采购5台服务器，今后随着各类应用系统的增加服务器需求还会不断增加。这些服务器运行起来，不仅增加噪音，还消耗能源。同时，安装和维护这些服务器也极大的增加了企业的管理和维护开销。更为重要的是，在一般情况下，由于没有大量的服务请求，大多数服务器在大部分时间里其CPU、网络带宽和存储空间都处于空闲状态，硬件利用率低下。

2 应用现状及存在问题

石油化工总厂目前总共有服务器硬件系统42台，根据服务器正常使用年限8年，目前部分服务器已接近使用年限，会逐渐报废退出使用，为维持系统的正常运行需要购买替代服务器。同时随着服务器的不断增加，还会增加石油化工总厂的采购成本负担，增大机房的电源、空调等设备的压力，增加耗电成本和维护维修成本。

在运维过程中我们发现以下几个问题：

（1）总厂业务系统逐年递增，信息采集、管理和发布都相互独立理，从而形成了多个各自孤立的信息系统，为信息管理带来了一定的困难。

（2）运营成本高，随着应用系统的上线，逐渐积累了大量IT设备，随之而来的运营和维护成本也逐渐升高。

（3）业务连续性保障低，大部分系统均无容错手段，一旦发生故障造成业务中断，影响生产的正常进行。

（4）缺乏可管理性，设备数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长；使用效率低，应用成本无法评估，无法做到精细化管理。

3 服务器虚拟化技术方案

3.1 总体结构及主要功能

服务器虚拟化技术是近年发展成熟的一项服务器技术，就是在一套高性能高可靠性的服务器和存储硬件系统上，通过虚拟机软件平台，虚拟出很多服务器，每个应用系统在这些虚拟服务器上独立运行，就像在常规服务器上一样。运行在虚拟服务器上的操作系统和应用程序不直接控制内存、硬盘和网络端口等资源，而是由位于操作系统和应用程序之间的虚拟机截取与硬件交互的请求并在认为合适时对它们进行处理，整个过程对运行于其上的应用系统是透明的。

虚拟服务器系统主要由硬件服务器、存储设备、数据交换设备和虚拟服务器软件构成。

3.2 技术方案

使用基于软件的虚拟化解决方案，采用四层架构，第一层是应用层，第二层是虚拟机层，第三层是虚拟服务器软件操作系统层，第四层是由服务器、存储设备和数据交换设备组成的硬件物理层。

3.2.1 各子系统主要功能

服务器硬件子系统：高性能的服务器硬件系统是整个虚拟服务器系统的基础，是各虚拟机上应用指令的真正执行者，决定了整个系统的性能高低。

存储子系统：大容量高可靠的存储设备用于为应用系统提供存储空间。

数据交换子系统：用于服务器和存储间的数据交换，以及服务器系统和外部网络的数据交换。

虚拟服务器操作系统软件子系统：用于在硬件设备之上进行虚拟机的建立，在各虚拟键之间进行资源分配和负载均衡，是整个系统的关键。

3.2.2 系统集成方案

根据建设需求，整个方案基于VMware虚拟化架构，利用vSphere平台技术优化企业IT运行环境，通过高速FC或IP数据交换机连接到后台的高性能存储网络，实现数据后台的集中计算资源的统一调度和统一存储处理，利用千兆网络为各需求单位提供服务。

4 服务器虚拟化技术实施效果

将逐步替代石油化工总厂的现有的大部分中轻量级应用服务器，并且大大减少新服务器的采购，在运行效率方面有以下几个方面的提高：

4.1 节省硬件成本

虽然虚拟服务器系统一次性投入较高，但其可以通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低软件硬件成本。

4.2 降低运营成本

虚拟服务器技术降低了硬件设施的物理占地面积，节约了机架空间，同时还降低了耗电量和制冷需求，做到环保节能降耗。

4.3 提高可靠性

由于虚拟服务器系统采用N+1的集群架构和独立的存储系统，使得系统的性能和可靠性都很高，而运行于其上的虚拟服务器就都具备同样的高可靠性。

4.4 灵活配置系统资源

虚拟服务器系统可以自动完成系统的CPU、内存、存储等资源分派，自动做到负载均衡，通过对系统优先级的划分，可以保证关键应用优先取得系统资源，为应用系统提供更好的性能和内在的持续性。

4.5 易于升级

如果虚拟服务器系统性能出现问题，可以通过对原有系统进行扩展解决问题。

5 结束语

随着虚拟化技术的成熟，它必将成为下一代数据中心最重要的核心。目前虚拟化技术在数据中心的应用带來了IT服务流程的改变，数据中心过去那种孤岛模式将被打破，这就要求企业管理人员需要以更加广阔的视角来审视虚拟化、运用虚拟化。数据中心虚拟化的问题，未来将集中在两个方向，一个是管理，另外一个是风险控制。事实上，对企业而言，数据中心虚拟化不再仅仅属于战术层面，它已经上升到战略地位，企业更需要从全局的高度去考虑其今后的发展。

作者简介

申宝滨，男，从事信息及网络维护专业。

作者单位

中国石化胜利油田分公司石油化工总厂 山东省东营市 257000