孙建中　徐晓海　刁杨华

【摘 要】当前，虚拟化产品已经被大多数公司用户引入，涵盖各行各业的大中小企业正在应用着虚拟化软件，其在服务器硬件集成、资源调配、集中监控等方面具有无与伦比的优越性，被越来越多的企业应用在数据中心建设和云计算基础平台上。为了保证系统安全性和可靠性，镇江供电公司采用基于Vmware的虚拟化技术对PC服务器进行了整合，解决了系统资源浪费、利用率低等问题，减少了维护成本以及维护工作量。

【关键词】虚拟化 整合 Vmware

在进行虚拟化整合之前，镇江供电公司为保证系统安全性和可靠性，数据库服务器一般采用双机热备的方式，应用服务器一般采用负载均衡或冷备方式，导致服务器数量众多。安全性和可靠性虽然得到提高，但备机系统资源平时并没有利用到，浪费了备机系统资源，资源利用率低，同时也增加了维护成本以及维护工作量。部份生产服务器系统压力低，系统资源没有得到充分利用。服务器硬件故障维护、升级或者扩容时候需要停机进行操作，造成应用系统中断，影响了正常业务应用系统的运行及使用。为提高服务器资源的使用率，降低设备采购成本，提高业务的连续性以及为将来新应用系统建设提供一个灵活的资源使用平台，镇江供电公司对服务器资源进行了虚拟化整合。

1虚拟化体系架构介绍

1.1 虚拟化的定义

虚拟化（Virtualization）是一个广义的术语，简单来说是指计算机相关模块在虚拟的基础上而不是真实的独立的物理硬件基础上运行。这种把有限的固定的资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路，从而实现简化管理，优化资源等目的的解决方案，就叫做虚拟化技术。

1.2 虚拟化的基础架构

利用虚拟化的基础架构，用户可以在整个基础架构范围内共享多台计算机的物理资源。借助虚拟机，可以在多台虚拟机之间共享单台或几台物理机的资源以实现最高效率。业务需要是将基础架构的物理资源动态映射到应用程序的驱动力，可将传统的 x86 服务器与网络和存储器聚合成一个统一的 IT 资源池，供应用程序根据需要随时使用。虚拟化基础架构一般包括以下组件：

（1）裸机管理程序，可使每台 x86 计算机实现全面虚拟化。

（2）虚拟基础架构服务（如资源管理和整合备份），可在虚拟机之间使可用资源达到最优配置

（3）若干自动化解决方案，通过提供特殊功能来优化特定流程，如HA（高可用性）或灾难恢复。

1.3虚拟化技术的优势

简单的说，服务器虚拟化就是在一台物理服务器上独立并运行具有不同操作系统的虚拟机，而每个虚拟机都有一套独立的虚拟硬件（CPU、内存、网卡等），进一步说，虚拟化对传统的实体机而言，有三个方面突破了传统的模式：

（1）它是抽象层，将物理硬件与操作系统分开，从而提供更高IT资源利用率和灵活性。

（2）虚拟化允许具有不同操作系统的多个虚拟机在同一台物理服务器上独立运行，每个虚拟机都有自己一套独立的硬件，可以在这些硬件中加载操作系统和应用程序，无论实际采用了什么硬件组件，操作系统都将它们视为一组一致标准化的硬件。

（3）虚拟机可以快速的实现部署、复制和保存，可以在很短的时间内将整套虚拟系统从一台物理机迁移到另一台物理机上去，以实现零停机维护和连续的工作负载。

2 镇江供电公司面临的挑战

目前，镇江供电公司新应用系统上线部署时间久、周期长。随着服务器数量增加带来了服务器资源的使用率低，设备采购成本高，无法为新应用系统建设提供一个灵活的资源使用平台等诸多问题，主要体现在如下三个方面：

（1）服务器数量剧增。随着业务的发展，镇江供电公司的业务系统日渐增多，已经部署桌面终端标准化管理系统、门户网站系统等多个系统，每个系统都需要1台以上服务器资源的支持，从而造成服务器数量迅速膨胀，不仅造成镇江供电公司的硬件成本增加，也对数据中心的机房空间、电力能耗提出了挑战。

（2）业务连续性保障存在风险。镇江供电公司的业务系统大都运行在单台服务器上，大部分业务缺少专业备份软件的保障，更缺乏HA高可用性保障。一旦某台服务器出现故障，其上运行的业务就会立即中断，且需要很长时间才能恢复运行，从而带来重大损失。

（3）服务器资源利用率不高。当前镇江供电公司每台服务器上只运行一种业务，虽然在峰值时段会达到30%左右的资源利用率水平，但是大部分时间的服务器资源利用率都在10%以下，未能充分利用现有服务器的处理能力。

3 镇江供电公司服务器虚拟化整合解决方案

镇江供电公司根据现有服务器部署的实际情况，制定了针对性的服务器虚拟化整合方案，以实现业务连续性保障，同时做到不增加物理服务器，不占用机房空间，并提升现有服务器资源利用率。

（1）资源池化：Vmware的服务器虚拟化方案采用Vmware vsphere虚拟化软件对服务器进行虚拟化，并组成虚拟机集群，从而将物理资源转化为可以按需分配的虚拟机资源池，可以根据业务实际需要分配最合适的计算和存储资源，而非以物理服务器为单位进行资源分配；

（2）业务平滑迁移：Vmware提供P2V迁移工具，可以实现将物理机上的业务系统平滑迁移至虚拟化服务器的虚拟机上。通过制定详细的迁移计划，有计划、有步骤地逐步将系统分批次迁移到虚拟机集群上。

（3）HA高可用性：将业务系统的数据保存到SAN存储上，从而实现高可用性部署。这样万一原虚拟机或其所在服务器出现问题，HA会立即接管业务并在另一台物理服务器上运行，从而保证业务的连续性和安全性。

（4）在整个架构中，我们搭建了两个网络：一个是作为生产网络，另外一个作为虚拟中心管理网络和虚拟机动态迁移VMotion网络。根据实际的网络环境，结合实际生产环境中的要求，将网卡分别设置在相同或不同的网段上。 使用六台服务器作为ESXI虚拟服务器，将VCENTER服务器、数据库服务器和应用服务器部署在ESXI虚拟服务器上，利用VMWare VMotion功能，使得虚拟服务器在ESXI服务器硬件环境出现问题的情况下，能够自动的迁移到另一台ESXI虚拟服务器上运行，不会因为硬件环境出现的问题而导致应用服务停止运作，保证了业务连续性。

4 镇江供电公司虚拟化整合方案实施前后对比

4.1 镇江供电公司虚拟化整合前服务器系统运行情况

镇江供电公司虚拟化整合方案实施前有IBM X3650M3、IBM X3650M2服务器各三台，每台实体服务器各自运行自己的操作系统及应用，并将数据存放在存储设备上，一旦其中某台服务器出现硬件问题，服务器将当机，应用不再可用，数据也可能因此丢失。整合前系统运行结构如图1。

4.2 镇江供电公司虚拟化整合后服务器系统运行情况

镇江供电公司服务器虚拟化整合后将六台服务器整合成一个完整的数据中心，在数据中心池中部署虚拟机，虚拟机可以在任意一台实体物理机上运行，Vmware vsphere将所有的服务器整合成统一的物理资源，实现数据中心，可以对数据中心中的资源统一管理、按需分配、实时部署，虚拟机可以在其中的任何一台物理机上运行，vmware vmotion技术可以实现在实体物理机出现故障时将运行的虚拟机迁移至云中另外一台服务器上继续运行，保证了数据的安全性与应用的连续性。整合后系统运行结构如图2。

5结语

镇江供电公司通过服务器虚拟化整合方案的设计和实施，采用Vmware虚拟化平台技术建立起的虚拟机服务器集群系统已成功上线运行。客户端通过登陆vCenter服务器来管理物理主机及其上的虚拟机，并对所有资源进行调配和监控。目前集群内已有5个虚拟机在运行，系统负载不大。镇江供电公司将继续对服务器进行优化整合，有计划的逐步将所有应用服务器迁移进虚拟化服务器集群。通过服务器虚拟化整合，解决了服务器数量增加所带来的诸多问题，提高了服务器资源的使用率，降低了设备采购成本，为提高业务的连续性以及将来新应用系统建设提供了一个灵活的资源使用平台。

参考文献：

[1]何珅源.VMware vSphere 5.0虚拟化架构实战指南[M].北京：人民邮电出版社，2014.

作者简介：孙建中（1974—），男，内蒙古库伦旗人，高级工程师，研究方向：信息运检技术专职。