基于服务器虚拟化技术的服务器更新

刘克明

【摘 要】 传统服务器存在更新设备投资大、利用率低、机房面积狭小以及不断增加服务器等问题，本文以介绍VMware虚拟化技术为重点，分析部署过程所涉及的问题并提出解决方法，全面归纳出服务器虚拟化技术的特点，并结合实际运作在企事业单位网络系统中的问题，提出实施服务器虚拟化技术的整体策略和分步措施，其中提出若干建议，促使有效、平滑、安全地迁移至虚拟机，使企事业单位服务器资源利用率大大提高，使服务器的总成本降低。

【关键词】 服务器 VMware 虚拟化 设计成本 热迁移

随着各种专用软件的应用以及多种应用系统进行部署，两个不同的应用系统或软件运行在同一台服务器上，这种运行方式可能导致冲突发生，服务器的数量随着不同业务的增多也需要增多。需求得到满足的同时，各种问题不断显现，比如服务器利用率问题以及各种管理问题。

主要表现在：一方面服务器的利用率低，因为应用系统和专业软件之间存在冲突，在服务器上常常只能部署一种应用系统，导致服务器使用率低，只有5%～15%。再一方面，购置硬件成本高，推广使用以及新软件和新的应用系统，常常需要再次购置高效、稳定、安全的服务器，购置硬件花费昂贵。再一方面，操作系统的成本在增长，新服务器购置后，要购买购置新软件和正版操作系统，同样需要昂贵的费用购置软件。又一方面，机房的用电量大，启用大量电气设备和通风制冷设备，机房变成耗电大户，同时设备运转会产生大量的噪声，这使机房环境变差。服务器虚拟化技术的使用可以解决上述问题，在对各种应用系统进行整合的同时，可以使硬件利用率提高了、管理更加的方便、服务器占用面积有效减少了，服务器虚拟化是服务器整合的战术工具。

1 服务器虚拟化技术

当下的x86计算机的设计是为了适用于运行单个应用程序和单个操作系统，所以计算机中的许多功能没有被充分利用。虚拟化的利用，可以允许单台物理机上实现多个虚拟机的运用，每个虚拟机都可以在多个环境之间共享同一台物理机的资源。不同的虚拟机可以在同一台物理机上运行多种应用程序以及不同的操作系统。VMware公司在虚拟化领域市场中起到领头羊的作用，虚拟化技术应用广泛，其客户已超过十七万家，财富100强的全部企业全在其中。

VMware虚拟化平台的构建基于商业的使用价值体系结构。使用像VMware ESXi和VMware vSphere这类软件，能转变或“虚拟化”基于x86的计算机的硬件资源（其中包括RAM、CPU、网络控制器和硬盘），来创建功能较齐全、可类似非虚拟计算机来运行自己的应用程序和操作系统的虚拟机。一台虚拟机只包含一套完整系统，所以不会产生内在隐藏着的冲突。

VMware虚拟化技术是在主机操作系统或计算机中插入一个精简软件层。该软件层包含一个以透明和动态方式分配硬件资源的虚拟机监视器，这个监视器也可以称为管理性程序。单台的物理机上可允许不止一个的操作系统在同一时间内运行，相互之间的硬件资源可共享。因为封装整台计算机（包括内存、CPU、网络设备和操作系统），所以虚拟机能和所有标准的x86操作系统、设备驱动程序和应用程序兼容，同时，几个应用系统和操作程序在单台计算机上运行，每个应用程序和操作系统，全部允许在需要的时候访问所需要的资源。

2 更新的策略

整合前，要指导服务器虚拟化工作需要制定科学的虚拟化实施策略是十分重要的。

（1）分析现状：列出现有每台服务器上运行的专业软件或应用系统的清单，统计一下单一应用系统运行的服务器到底有多少台，是否存在以往遗留的老程序正在运行。这样来确定可以列入第一批迁移目标的服务器有哪些。

（2）抓难点：在记录服务器的运行情况过程中，注意记录下通过安装加密狗达到版权保护目的的服务器。曾使用Wmware虚拟软件或其他类虚拟软件生成的虚拟机，因为找不到原有加密狗，最终放弃了走服务器虚拟化道路的教训要谨记，同时要注意生成软件使用注册码是使用了服务器硬件信息的服务器。

（3）各基层台站的部分业务系统系统，需要占用许多I/O与内存资源，不允许其他服务器中的应用系统共享虚拟服务器的硬件，可以不将这种系统迁移至虚拟机。

（4）集中存储与备份：服务器虚拟化技术使用后，使将来的集中网络存储成为可能。因为成本或其他原因未接入至存储网络（NAS，ISCSI和SAN）的服务器，物理服务器的数量在整合后减少，可考虑接入存储网络，这样能充分利用网络存储优势，把这些分散数据来集中管理并备份，给这些服务器和应用的容灾打下坚实基础。通过网络存储和虚拟机特有功能的结合，提升了系统灵活性以及移动性和可用性。

3 配置

层台站的技术业务管理系统具有可用性规划要求较高和业务应用频繁的特点，所以服务器虚拟化需要采用高性能的双机方案。系统涉及的所有专业软件、应用系统、以及服务器，都集中运行在这两台服务器中。所有用户数据和应用系统数据，要在后端高性能存储器上集中存储。虚拟软件的使用，使所有系统都可实现在线迁移、双机热备、统一监控以及自动化资源调整等需求。其最大优点为日后系统要扩展服务器来提高整体性能，不需要业务应用被中断，桌面的操作系统或服务器不需要全部重新安装，通过采用增加主机数量的办法，快速的的提升系统整体上的性能。

3.1 软件和硬件的配置

（1）硬件方面：SAN光纤存储+HP刀片服务器。服务器使用HP Blade System 7000刀片机箱，配置上两台HP BL680c刀片服务器。使用HP Storage Works MSA2000FC双控制器磁盘阵列的存储设备，配置12×450GB SAS硬盘，存储容量要求约为4.5TB，利用光纤线缆接至刀片系统，使整个系统存储空间具有高速性、安全性、可靠性。

（2）软件方面：使用SAN集中存储的方式，把每个虚拟机的文件系统在共享的SAN集中存储阵列上创建，VMware VMFS，即虚拟机文件系统，这种文件系统具有高性能，允许多个ESX（通用环境下整合和分区系统的虚拟主机软件）Server安装的同时去访问同一个虚拟机存储。支持通过VMware VMotionTM技术、VMware Center Server、VMware HA（VMware High Availability）和VMware DRS（分布式资源调度程序）提供的关于虚拟化分布式的基础结构的服务。因为VMware虚拟架构系统中的虚拟机被封装成一个档案文件和许多相关环境配置文件，把这些文件放入SAN存储阵列上的文件系统中，能让不一样的服务器上的虚拟机来访问这个文件，以此来消除单点故障。而且，虚拟化的软件使用VMware vSphere 5企业版平台软件，同时配置VMware vCenter Server服务器用来承担虚拟化平台的管理中心职责。两台HP BL680c刀片服务器连接至MSA2000光纤磁盘阵列，运行VMware vSphere5企业版平台软件，通过VMware HA配置成集群系统，提供给上海电力设计院可动态的配置、高度可靠的IT资源平台。

3.2 VMware系统的功能

（1）VMware VMotion功能当ESX虚拟服务器的硬件环境发生异常时，该功能能使应用服务器自动迁移至另外一台ESX虚拟服务器运行，当硬件环境出现了问题，应用服务能够继续保证运作状态，使业务连续性不被中断。

（2）VMware VCB技术：应用系统发生损坏情况时，定时针可用来备份应用系统，可在最短时间内恢复系统至健康正常的应用系统生产环境。

（3）VMware HA功能：在虚拟化的IT环境里提供了较高可用性，避免传统群集的解决方案出现成本或升高复杂性。VMware HA可以为在虚拟机里运行的全部应用程序，提供高效经济的可行解决方案，不需考虑其应用系统基础硬件配置或应用操作系统设置，更不需要那些专门性的附加软件和备用硬件来支持。

（4）VMware系统功能：不但使VMware DRS，VMware VMotion，VMwareHA的系统资源得到自动调节和充分运用，同时自动平衡应用系统分配内存、CPU的资源，使应用系统能够保持维持其最佳运行状态的同时保证不间断运行关键性应用系统。

4 更新建议

为了保证顺利进行整个迁移过程，最低限度降低业务影响，建议事先对涉及的服务器做一次测试迁移，防止正式迁移时出现问题。运用冷克隆方法把物理服务器的数据克隆到虚拟机过程中，冷克隆方式需要服务器重新启动或者停机，可能会影响业务，所以建议迁移工作专门安排在能够停止服务的时间段内完成。

针对部分企事业单位更新设备费用大、服务器利用率低、原有机房狭小、新设备需要安置等实际问题，解决问题时可以考虑采用VMware虚拟化技术。通过对服务器虚拟化技术特点进行分析，同时和企事业单位的实际运作情况相结合，提出实施服务器虚拟化技术的系统的整体策略以及可行的分步措施，用以有效、平滑、安全地迁移至虚拟机，进而提高服务器资源利用率，使服务器总成本降低。

参考文献：

[1]郝勇，许秀文，杨铭.浅谈服务器虚拟化lIl.中国管理信息化，20l1（04）.

[2]韩寓.服务器虚拟化技术研究与分析Ⅲ.电脑知识与技术，2011（07）.