数据虚拟化平台优化方案构想

□任建勋 杨栓

（河南省水利信息中心）

数据虚拟化平台优化方案构想

□任建勋 杨栓

（河南省水利信息中心）

计算资源虚拟化是目前最成熟的云计算技术之一。虚拟化技术将各种资源虚拟出多台主机，通过把多个操作系统整合到一台高性能服务器上，最大化利用硬件平台的所有资源，用更少的投入实现更多的应用，降低管理资源的难度。随着水利信息化水平的提高，实际业务应用系统的快速增长，按照水利的业务和数据增长需要，升级包括服务器虚拟化、网络虚拟化、云管理平、存储扩容和容灾备份等，实现水利信息化统一计算、统一存储、统一网络、统一监管的安全基础设施共享架构。

水利数据；虚拟化；优化

1 综述

虚拟化技术将各种资源虚拟出多台主机，通过把多个操作系统整合到一台高性能服务器上，且应用程序可以在相互独立的空间内运行而互不影响，最大化利用硬件平台的所有资源，用更少的投入实现更多的应用，简化传统的IT架构，降低管理资源的难度。

计算资源虚拟化出来的共享资源池可以抽象为逻辑构造块，包含存储、网络和服务器单元等，从而有效创建虚拟数据中心。根据业务需求，这些资源容器经过构造可提供特定的服务级别或满足特定的业务需求，也可以按照逻辑业务单元或功能细分这些资源容器。通过标准化一组设计合理的产品，可以向着策略驱动的计算方法发展。也可以将资源池动态分配给应用程序，如MS Exchange、Sharepoint、Oracle（应用程序、中间件和数据库）、SAP和其他应用程序，每个应用程序与一个vApp（虚拟化应用程序堆栈）捆绑，而且vApp配有应用程序需要的应用服务器、数据库和服务器操作系统配置。

按照河南省水利信息化发展“十三五”规划的要求，省水利厅网络数据中心虚拟化平台做为水利应用的运行和保障平台，目前已完成服务器虚拟化、云平台管理和容灾备份等的初步建设，随着水利业务增长的需要、平台硬件设备的使用消耗、业务应用及数据的安全迫切，现阶段中心的虚拟平台已不能满足需求，故需提升优化虚拟平台的计算性能、存储容量、监管能力，建设虚拟平台的安全管理，保证整个虚拟化平台数据稳定、安全的运行。

基于省中心虚拟化平台建设的现状和中心机房具体情况，随着水利信息化水平的提高，实际业务应用系统的快速增长，按照水利数据2到3年的业务和数据增长需要，实现水利信息化统一计算、统一存储、统一网络、统一监管的安全基础设施共享架构。

2 系统现状

目前，河南省水利数据已经实现了服务器的虚拟化，8台物理服务器共28个CPU在虚拟化环境运行，分为内网区和互联网区两个工作区，两工作区逻辑隔离，每台服务器配置128G内存，2块HBA卡。另有惠普刀箱一个，内置刀片服务器四台，余8个服务器机位，未纳入虚拟化环境。

现有HPEVA4400存储两台，HP storageworks 8/8 san switch 24口光纤交换机二台，内网区5台物理服务器在虚拟化环境通过两台光纤交换机与内网存储HPEVA4400相连，互联网区3台物理服务器在虚拟化环境通过两台光纤交换机与外网存储HPEVA4400相连。

接入互联网区主要有网站群和邮件系统，该区应用面临横向扩展，节点增多的潜在需求。邮件系统需要大容量存储空间。内网区主要运行办公、财务、水利业务应用系统。现有各类业务数据总量超过5TB，数据主要包括数据库、视频、图片和网页，数据年增长预计30%左右。现有的存储已经不能满足日益增长的数据存储空间要求，网络结构拓扑图见图1。

图1 虚拟化平台现有网络结构图

3 存在问题

目前系统存在以下问题：①现有的存储已经不能满足日益增长的数据存储空间要求；②内网的虚拟化平台有两台服务器配置相对较低，而内网平台又运行着较多的虚拟机，计算能力捉襟见肘；③内、外网仅为逻辑隔离，网络安全性不能保证。

为解决以上问题，信息中心新增加两台高性能刀片服务器，纳入内网虚拟化环境，增加内网平台的计算能力；新购两台HDS存储，作为虚拟化环境的主存储，更换两台HP EVA4400。采用1台HDS HUS VM高端磁盘阵列，作为信息中心内网核心存储系统，配合HNAS3080高性能NAS网关提供共享文件系统及归档管理功能，为虚拟化存储系统内网部分提供统一存储资源池。1台HDS HUS150中端磁盘阵列，作为信息中心外网核心存储系统，配合HDS高性能NAS网关提供共享文件系统及归档管理功能，为虚拟化存储系统外网部分提供统一存储资源池；本着内外网分离的原则，增添两台存储光纤交换机，在内外网物理分离的同时实现存储光纤链路的冗余。

4 优化方案

4.1 优化原则

原则上以不影响现有系统运行的方式进行实施。

4.2 存储规划

FC SAN：HUS VM提供16个8Gbps FC前端主机接口，通过光纤线缆连接至2台FC存储交换机，形成冗余连接。虚拟化平台宿主机及应用服务器通过光纤线缆连接至FC存储交换机，为保证可靠性，建议采用双HBA卡连接到2台交换机形成链路冗余保护。通过交换机Zoning设置，以及HUS VM存储系统进行Virtual Host Group设置，即可让应用服务器通过FC SAN识别并使用HUS VM对外提供的LU（Logic Unit、逻辑存储单元）。

NAS文件服务：HUS VM提供6个1Gbps IP前端主机接口，支持NFS/CIFS协议，可通过以太网线缆连接至局域网的以太网交换机，在HUS VM存储系统进行NAS设置后，即可让应用服务器及用户终端通过局域网识别并使用HUS VM对外提供的share folder共享文件夹，为用户提供文件交换及共享、Web服务器、VOD服务器等相关的文件服务。新配置的HDS HUS VM存储配备了37块900G SAS高速硬盘，根据HDS工程师和VMWARE工程师建议，我们采用RAID6作为磁盘阵列的组成方式，用5块盘做HOST SPARE，其余32块盘共划分4个磁盘组，其中3个磁盘组用作VMware虚拟化平台所需空间，每个磁盘组划分出3T空间供VMware虚拟化平台使用，剩余空间备用。另外一个磁盘组划分出400G做OA数据库的存储空间，剩余空间均分给NAS，由HNAS3080 NAS网关管理。

外网使用HDS HUS 150作为主存储，HDS HUS 150作为一套高性能存储，完全可以为VMware虚拟化平台及其他应用提供高性能存储空间。HDS HUS 150也可以通过FC SAN和NAS文件服务二种方式同时对外提供访问服务。

新配置的HDS HUS 150存储配备了12块900G SAS高速硬盘和7块3T大容量磁盘，采用RAID5作为磁盘阵列的组成方式。用1块900G SAS盘做HOST SPARE，其余11块900G SAS高速硬盘规划为1个磁盘组，在磁盘组上划分出3个2T空间供VMware虚拟化平台使用，两个500G空间供网站WEB服务器和XZ_政务公开数据库使用，一个300G空间供网站数据库服务器使用，剩余空间备用。另外7块3T大容量磁盘，用1块3T盘做HOST SPARE，其余6块硬盘规划为1个磁盘组，划分出多个空间分给NAS，由NAS网关管理。

4.3 存储替换方案

存储LUN划分好后，将两台存储分别连接到两台原有交换机上，在VCENTER上把LUN接入存储集群中，然后通过VMOTION将在HPEVA4400上的数据迁往HDS存储上，最后在业务不断线的情况下完成存储的冗余设计。

4.4 服务器替换方案

为保证业务的连续性，迁移尽可能影响范围要小，先在两台HP刀片服务器上安装ESXI，然后将位于内网办公系统的虚拟机在线迁移到内网其他服务器上，保证业务的正常运行，将两台服务器关机下线，把原有的IP地址分配给HP刀片服务器。将这两台刀片服务器加入内网集群，通过VCENTER把属于原有服务器的LINCENSE分配给两台HP刀片服务器。再把原来位于内网办公系统的虚拟机迁回即可。

4.5 利旧方案

在服务器和存储替换完成之后，将一套HP EVA4400通过HDS HUS VM的存储虚拟化功能，并入HUS VM的NAS内网空间，由HNAS3080 NAS网关管理，作为下一步山洪灾害防治项目图片视频监管系统的存储空间。另外一套HP EVA4400可以作为HUS VM的冗余存储备用，以增加虚拟化系统存储的安全性。也可用作其他方面，如作为测试系统的存储等。替换下来的服务器将来作为数据库集群的主机使用。

完成之后的拓扑图规划见图2。

图2 虚拟化平台现有网络结构图

5 结语

河南省水利数据虚拟化平台优化改造完成之后，实现了水利数据内外网完全物理隔离，增加了网络的安全性；内网的计算性能有所提高，提高了业务及办公系统服务器的平台性能；同时存储性能和容量得以大大提高，满足以后日益增长的数据存储空间要求。为以后平滑过渡到水利云计算平台打好基础。

编辑：赵鑫

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1673-8853（2017）07-0093-02

2017-6-20