数据中心跨平台迁移方法探究

◆褚慧婷 何莹婷 王泽民

数据安全与云计算

数据中心跨平台迁移方法探究

◆褚慧婷1何莹婷2王泽民1

（1.浙江浙能技术研究院有限公司 浙江 310000；2.浙江浙能天工信息科技有限公司 浙江 310000）

不断增长的业务对IT部门的要求越来越高，数据中心需要快速提高提供解决方案的能力。现有服务器还未得到充分利用的情况下，企业的服务器工作负载利用率较低，导致大量的硬件、机房空间以及资源的浪费。本文阐述基于KVM技术的Openstack和Vmware两平台之间如何用最稳定可靠的方式进行数据迁移，利用业务连续性和系统的灾难恢复来减少服务器停机以提高业务的持续性，通过迁移减少Openstack上运行的服务器数量以及动态关闭未使用的服务器来改善资源利用率。

数据中心；跨平台迁移；Openstack；VMware

1 引言

浙江某公司（以下简称某公司）前期建设部署了集团总部的Openstack分布式云平台，采用的是ESCloud 3.x云平台版本，由27台服务器和存储组成的分布式集群。经过了两期的建设，目前规模如下，控制节点有3台、计算节点有7台、存储节点17台、裸磁盘容量在170TB+。迄今为止已在Openstack平台上运行虚拟机数量130+以上，这套平台承载了该集团下所有公司的信息化业务，由于目前集群上的分布式存储Ceph面临着OSD NearFull的风险，拟将原云平台环境中的所有虚拟机迁移至新建Vmware虚拟化资源池，以解决现有云平台分布式存储资源不足的情况。

2 迁移方式

如何在Openstack和Vmware两平台之间稳定地实现虚拟机的动态迁移是本次项目中一个重要的问题。Openstack平台上需迁移的虚拟机中大部分都是处于运行状态，剩余少量为关机状态，我们可根据这两种不同运行状态的服务器来决定采用何种方式可进行更有效地完成迁移工作。传统的KVM虚拟机迁移包括静态迁移和动态迁移两种方式。

静态迁移也就是常规迁移、离线迁移（冷迁移），是指虚拟机在关机的状态下从一台宿主物理机上迁移到另一台物理机上的过程。在迁移过程中有一段时间，虚拟机上的服务不可用。静态迁移还可以分为两种，一种是完全关闭虚拟机后，将硬盘镜像复制到另外的宿主机再启动，这种方式不会保存虚拟机的工作负载状态后的数据；还有一种并不完全关闭虚拟机而是暂停机器，用快照之类的方式，把当前的状态做成快照，复制快照到新的宿主机上启动。

动态迁移也被称作在线迁移（热迁移），是指在虚拟机各服务正常运行的同时，将虚拟机系统从一台宿主物理主机迁移到另一台的过程。KVM动态迁移目前有两种，一种是基于共享存储的动态迁移，一种是基于基于数据块的动态迁移。前者是指在源主机和目标主机之间采用SAN或者NAS之类的集中式共享外存设备，虚拟机运行所需的镜像文件和相关配置文件都存储在中间共享外存设备中。因此在迁移过程中只需要将虚拟机内存执行状态迁移到目标主机中即完成迁移工作。后者也叫基于本地存储的虚拟机迁移，是指虚拟机的磁盘镜像文件和相关配置文件存储在源主机中，迁移过程首先要完成将磁盘镜像文件迁移到目标主机中，然后再将虚拟机内存执行状态迁移到目标主机即完成迁移工作。

相比KVM虚拟机静态迁移中需要拷贝虚拟机虚拟磁盘文件，动态迁移无须拷贝虚拟磁盘文件，然而两迁移主机之间需要有相同目录结构的虚拟机磁盘文件，从用户角度看，动态迁移不会出现业务间断和虚拟机上的服务不可用的现象，可以将各公司系统里的业务影响降到最低。

3 迁移前准备工作

在准备迁移工作前，我们需对所有待迁移服务器进行主机信息采集，收集虚拟机服务器的主机配置、云硬盘等相关有效信息；收集服务器对应的安全组信息；检查需迁移服务器是否在正常运行中；依据服务器内的业务系统的重要性，制定服务器迁移计划表；准备迁移中转机，用于安装迁移所需的服务端系统。

4 迁移操作步骤

现存的openStack云平台环境运行了130+的虚拟机系统，某公司搭建一套新的Vmware虚拟化平台，用于将现有云平台上的虚拟机迁移到Vmware平台上，以解决现有云平台分布式存储资源不足的情况。针对这个需求，需要采用Vmware Convert迁移工具将虚拟机分批次迁移到Vmware虚拟化平台上。

使用Vmware Converter工具进行在线迁移两平台之间的虚拟机是本次迁移工作的核心方式。Converter在线迁移工具是能快速将源物理机转换为虚拟机但不会导致任何停机，同时可转换支持大规模实施虚拟化；提供对源物理机、Vmware 和 Microsoft 虚拟机格式以及某些第三方磁盘镜像格式的广泛支持；集中式管理控制台允许用户排队等候和监控本地和远程许多物理机同时转换它们的一种友好性工具。Converter可缩短设置新虚拟机环境所需的时间，将旧版服务器迁移到新硬件，而不重新安装操作系统或应用程序软件。Converter在执行跨异构硬件迁移后允许重新调整卷大小，并将各卷放在不同的虚拟磁盘上。

根据现有虚拟机操作系统的类型，将迁移分为运行Windows 的源计算机的远程热克隆和运行Linux 的源计算机的远程热克隆。

4.1 运行 Windows 的源计算机远程热克隆

使用转换向导设置转换任务，并使用 Converter Standalone 组件执行所有克隆任务。以下工作流程是远程热克隆的示例，在此流程中克隆的物理机不会停机。第一Converter Standalone 为转换准备源计算机，在源计算机上安装代理，该代理创建源卷的快照；第二 Converter Standalone 在目标平台上准备虚拟机，在目标平台上创建了一个虚拟机，然后代理将源平台中的卷复制到目标平台中；第三 Converter Standalone 完成转换过程，代理会安装所需的驱动程序来允许操作系统在虚拟机中引导，并且会对虚拟机进行自定义（例如，更改 IP信息），此次按系统业务要求使用原来的IP地址以及VLAN信息；第四 Converter Standalone 从源计算机卸载该代理（可选）。虚拟机准备在vMware平台上运行，关闭openStack云平台上的虚拟机，避免IP冲突。

4.2 运行 Linux 的源计算机远程热克隆

运行 Linux 操作系统的物理机与 Windows的转换过程不同，在 Windows 转换中，Converter Standalone 代理将安装到源计算机上，且源信息将被推送到目标平台的虚拟机中。在 Linux 转换中，在源计算机上不会部署任何代理。相反，在目标平台的ESXi主机上会创建并部署助手虚拟机。之后源数据会从源 Linux 计算机复制到助手虚拟机。转换完成后，助手虚拟机将关闭，在下次启动后会成为目标虚拟机。Converter Standalone 仅支持将 Linux 源转换为受管目标。步骤如下：

（1）Converter Standalone 使用 SSH 连接到源计算机并检索源信息。Converter Standalone 将根据您的转换任务设置，创建一个空的助手虚拟机。助手虚拟机在转换过程中用作新虚拟机的容器。Converter Standalone在受管目标（ESXi主机）上部署助手虚拟机。助手虚拟机从 Converter Standalone 服务器计算机上的 *.iso 文件中引导。

（2）助手虚拟机启动，从 Linux 映像引导，通过 SSH 连接到源计算机，然后开始从源检索所选数据。设置转换任务时，您可以选择要将哪些源卷复制到目标计算机。

（3）数据复制完成后，重新配置目标虚拟机以允许操作系统在虚拟机中引导（可选）。

（4）Converter Standalone 将关闭助手虚拟机，转换过程完成。也可以配置 Converter Standalone，使其在完成转换虚拟机后启动新创建的虚拟机。

5 迁移验证

整个迁移过程基本上分为：转换、传输、启动三个阶段，云平台上服务器根据业务优先级安排先后顺序，在完成一台服务器迁移工作后，验证工作是必不可少的一个环节。将验证工作分为系统验证、网络验证、业务验证等三方面。

系统验证需检查迁移后的服务器能否正常开启进入操作系统及系统内其他配置信息与迁移前收集的信息对照无误等。

网络验证需核查虚拟机的IP地址是否和源服务器地址保持一致（如MAC地址也需要保持一致），网络连接是否正常及其他安全组信息是否与之前一致。

业务验证需检查系统内安装的业务系统是否完好，业务运行是否正常，云硬盘内数据资源是否有丢失。

6 结束语

某公司利用Vmware Converter工具将现有基础架构迁移到Vmware新的平台，在保证迁移成功的前提下提高效率，减小虚拟机服务的切换时间；除此之外优化资源利用率，使迁移过程可以结合平台自身的资源调度策略，降低采购成本和运营成本，同时保留选择任何应用程序、操作系统和硬件的自由。通过将现有应用系统移植到Vmware虚拟化环境，保证系统的稳定性和可靠性，提高业务系统的处理性能，提高IT业务效率。

[1]黄秋兰，李海波，石京燕.基于Openstack的高能物理虚拟计算集群系统及应用[J].计算机科学，2017（10）：59-63.

[2]王春海. VMware虚拟化与云计算应用案例详解[M].北京：中国铁道出版社，2014.

[3]李晓峰，宋君安. 数据迁移技术在多异构电力信息集成系统中的应用[J]. 江西电力，2008，32（6）：30-32.

[4]王俊. 基于OpenStack企业私有云的多云平台实现[D].大连：大连理工大学，2015.