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【摘要】基于公司实际虚拟化应用的情况，课题组进行了VMware的x86架构资源优化整合方面的研究，给出了IT基础架构总体的设计及业务高可用技术的设计与实现。通过实现基础架构的自动化协调部署最大程度地降低投资和运行管理成本，提高整体运行管理水平。本文结合VMware产品针对X86架构资源优化整合进行了论述。
【关键词】虚拟机；Vmware；X86
【中图分类号】TP388
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0097-01
1、工具的设计
1.1 设计思路
X86架构资源优化整合典型设计以X86架构服务器和高可用性为核心进行统一设计。典型设计需要改变原有竖井（Silo）式架构，打破系统问的壁垒，构建一个统一的IT支撑平台。在设计中，我们采用以下设计思路：
1 通过企业IT基础架构方法论，确定设计的目标与范围；
2 在技术实现的基础上进行整合模式的分析和设计；
3 设计IT基础架构总体视图；
4 对应总体视图，设计新X86架构资源优化整合目标架构；
5 针对虚拟化平台进行统一的系统监控。
1.2 设计原则及目标
在满足业务的基础上，充分考虑现有设备、未来发展和节省投资三个因素为基本原则。在系统设计中，在技术和方案的选型上要体现安全性的要求，以保证整个系统长期安全的运行为首要原则。在现状分析中，我们发现的最突出的问题就是资源使用率低，所以提高资源利用率是设计原则之一。在设计中，需要对系统的动态扩展，资源的动态调配，系统的灵活部署等方面进行设计。设计的主要目标包括：1、降低IT架构的复杂程度；2、绿色数据中心，提供能源效率，提供更环保的环境；3、提高响应速度、提高可靠率一兑现服务承诺。
2、服务器优化整合设计
2.1 提高资源利用率解决方案
服务器资源使用率来看，如果没有实现资源共享，服务器资源使用率将会偏低，难以实现集中管理和使用。企业现有架构并没有充分利用昂贵的硬件资源，且没有一种行之有效的方法将处于空闲状态的硬件资源释放出来。如果不能根据实际需要和业务变化动态调整资源和快速扩展，那么应用系统与底层硬件之间形成了死板的一一映射关系。从管理方法上，在没有行之有效的方法可以得到资源利用率的统计情况下，将无法确切的了解到实际资源开销和已拥有资源总量的比例关系，那么将无法确定良性的固定资产投入比例，这也是过量过快拥有服务器数量的一个根本因素。
为了解决此问题，我们利用VMware的vCenter Server软件模块的管理功能，以及大量的vSphare软件模块来实现资源整合，以此来提高资源利用率。
2.2 利用VMwarre实现服务器虚拟化
服务器虚拟化——通过服务器虚拟化技术，在一台物理服务器上建立多个虚拟服务器，在每个虚拟服务器中安装单独的应用，来实现服务器的优化整合。
通过在硬件或软件级别上的虚拟化技术将多台独立的物理服务器以虚拟服务器方式整合到一台或几台高端服务器上。由于采用了虚拟化技术，可以实现对硬件和软件资源的灵活和有效利用，虚拟服务器的资源可以根据需求来估算，也可以按照应用程序的需求来动态的重新分配硬件资源，比如CPU，Memory，I／O等。VMware服务器虚拟化将硬件、操作系统和应用程序一同装入一个可迁移的虚拟机档案文件中，实现在单一物理服务器上同时运行多个虚拟机，虚拟机之间相互隔离。采用整个虚拟机都保存在文件中的封装方式，可以通过移动和复制这些文件的方式来移动和复制该虚拟机。同时，虚拟机相对于硬件独立，无需修改即可在任何服务器上运行。
2.3 服务器整合适用范围
服务器整合除了技术选择因素外，最主要的是服务器容量的考虑。根据对各种生产系统的检测，我公司总结了服务器资源使用率的最佳实践，包括CPU、磁盘、内存页面、网络和虚存页交换的使用率。
2.4 服务器和应用业务系统的选择
1 用于实现虚拟化基础架构平台的物理服务器对应的应用业务系统包括：财务管控、基建管控、文档服务、力公系统、一体化平台、营销系统、调度系统、各种X86测试系统等。将这些应用业务系统整合到虚拟化架构中。但对于CPU正常使用率在50％以上的服务器，不进行整合；对于有特殊要求的服务器（如加密狗），或对处理能力和I／O能力要求很高的服务器，仍使用独立机架服务器，不进行整合。
3、业务连续性保障方案，解决服务器存在单点故障隐患
在实现资源优化整合后，我们实现了一个跨多种品牌和设备类型进行资源集中统一管理的平台，完成了资源共享。在此基础上，可利用虚拟化架构的特性，继续进行业务连续性建设，以此解决单机运行及单点故障等问题，从而保障业务系统的不间断运行。
3.1 避免计划内停机
为了应对计划内的服务器检修、维护，又需要保证业务系统的不间断运行，在虚拟化架构（vSphere企业增强版）的环境下，可以使ESX服务器先进入维护模式，进入维护模式的ESX主机会自动将正在运行的所有虚拟机（以下简称“VM”）均匀的迁移到集群中的其它ESX主机中。或者利用Vmotion技术，管理员手动讲要维护的服务器上的虚拟机迁移到管理员指定的服务器上。而后再将其停机进行维护工作。
假设企业现有三台物理服务器运行，现需要将上中间的物理服务器进行计划内停机。采取虚拟架构后，只需使用VMotion技术将中间的物理服务器下运行的所有虚拟机迁移至左右两边物理服务器中，然后关闭待修复的中间服务器，就可以完全保证企业计划内停机不会导致任何业务中断。
3.2 应对硬件突发故障
为了应对服务器突然的故障（断电、烧毁等服务器突发停机故障），虚拟化架构可以使用其特有的HA（高可用）技术，实现在集群中任意突然停机后由另外一台ESX主机顶替该主机上的虚拟机，并且正常运行。HA的实现原理是可由vCenter发送再重启的指令，令运行正常的ESX主机自动启动已经关闭的应用。
3.3 业务系统的零宕机
运行在虚拟化架构上的业务系统利用VMwareFT（容错）功能实现虚拟环境下的双机热备，实现业务系统的零宕机。
FT功能会在主机群组中为每一台启用FT技术的虚拟机映射另外一台完全相同的虚拟机镜像。一旦硬件出现故障导致虚拟机无法启动，虚拟机镜像会在同一时间自动接管宕掉的虚拟机并运行服务。相对于HA而言，FT可靠性更强，切换故障时间几乎为零，对于企业应用完全没有任何的业务影响，实现了意外情况下的零宕机，提供了更高级别的业务连续性。FT功能能够保护所有的业务系统，即使这些业务系统原来没有双机热备的功能。
通过本阶段的建设工作，我们利用虚拟化软件的Vmotion、HA、FT功能（vSphare企业版本具备的功能），就可以将业务连续性建设当中的矛盾和问题，逐一进行解决。通过第二阶段的建设，在建立统一集中管理平台基础上，我们就可以发展和优化应用环境，达到业务连续性保护的要求。
在以上两阶段实现的基础上，我们通过把业务系统的运行、管理、维护全部按照虚拟化架构的特点进行统一。利用虚拟化平台为全公司范围的业务系统运行平台，实现全公司标准化的运行平台的统一。在此基础上实现了公司的统一管理过程，提高了管理效率。
4、总结
通过以上服务器虚拟化整合设计和部署，整个IT资源都可以被充分最大化的利用，通过实现基础架构的自动化协调部署最大程度地降低投资和运行管理成本，提高整体运行管理水平。
参考文献
[1]张巍《企业虚拟化实战-VMWare篇》，机械工业出版社
[2]黎玉桥《服务器虚拟化架构研究》中山大学硕士学位论文2009.11
【关键词】虚拟机；Vmware；X86
【中图分类号】TP388
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0097-01
1、工具的设计
1.1 设计思路
X86架构资源优化整合典型设计以X86架构服务器和高可用性为核心进行统一设计。典型设计需要改变原有竖井（Silo）式架构，打破系统问的壁垒，构建一个统一的IT支撑平台。在设计中，我们采用以下设计思路：
1 通过企业IT基础架构方法论，确定设计的目标与范围；
2 在技术实现的基础上进行整合模式的分析和设计；
3 设计IT基础架构总体视图；
4 对应总体视图，设计新X86架构资源优化整合目标架构；
5 针对虚拟化平台进行统一的系统监控。
1.2 设计原则及目标
在满足业务的基础上，充分考虑现有设备、未来发展和节省投资三个因素为基本原则。在系统设计中，在技术和方案的选型上要体现安全性的要求，以保证整个系统长期安全的运行为首要原则。在现状分析中，我们发现的最突出的问题就是资源使用率低，所以提高资源利用率是设计原则之一。在设计中，需要对系统的动态扩展，资源的动态调配，系统的灵活部署等方面进行设计。设计的主要目标包括：1、降低IT架构的复杂程度；2、绿色数据中心，提供能源效率，提供更环保的环境；3、提高响应速度、提高可靠率一兑现服务承诺。
2、服务器优化整合设计
2.1 提高资源利用率解决方案
服务器资源使用率来看，如果没有实现资源共享，服务器资源使用率将会偏低，难以实现集中管理和使用。企业现有架构并没有充分利用昂贵的硬件资源，且没有一种行之有效的方法将处于空闲状态的硬件资源释放出来。如果不能根据实际需要和业务变化动态调整资源和快速扩展，那么应用系统与底层硬件之间形成了死板的一一映射关系。从管理方法上，在没有行之有效的方法可以得到资源利用率的统计情况下，将无法确切的了解到实际资源开销和已拥有资源总量的比例关系，那么将无法确定良性的固定资产投入比例，这也是过量过快拥有服务器数量的一个根本因素。
为了解决此问题，我们利用VMware的vCenter Server软件模块的管理功能，以及大量的vSphare软件模块来实现资源整合，以此来提高资源利用率。
2.2 利用VMwarre实现服务器虚拟化
服务器虚拟化——通过服务器虚拟化技术，在一台物理服务器上建立多个虚拟服务器，在每个虚拟服务器中安装单独的应用，来实现服务器的优化整合。
通过在硬件或软件级别上的虚拟化技术将多台独立的物理服务器以虚拟服务器方式整合到一台或几台高端服务器上。由于采用了虚拟化技术，可以实现对硬件和软件资源的灵活和有效利用，虚拟服务器的资源可以根据需求来估算，也可以按照应用程序的需求来动态的重新分配硬件资源，比如CPU，Memory，I／O等。VMware服务器虚拟化将硬件、操作系统和应用程序一同装入一个可迁移的虚拟机档案文件中，实现在单一物理服务器上同时运行多个虚拟机，虚拟机之间相互隔离。采用整个虚拟机都保存在文件中的封装方式，可以通过移动和复制这些文件的方式来移动和复制该虚拟机。同时，虚拟机相对于硬件独立，无需修改即可在任何服务器上运行。
2.3 服务器整合适用范围
服务器整合除了技术选择因素外，最主要的是服务器容量的考虑。根据对各种生产系统的检测，我公司总结了服务器资源使用率的最佳实践，包括CPU、磁盘、内存页面、网络和虚存页交换的使用率。
2.4 服务器和应用业务系统的选择
1 用于实现虚拟化基础架构平台的物理服务器对应的应用业务系统包括：财务管控、基建管控、文档服务、力公系统、一体化平台、营销系统、调度系统、各种X86测试系统等。将这些应用业务系统整合到虚拟化架构中。但对于CPU正常使用率在50％以上的服务器，不进行整合；对于有特殊要求的服务器（如加密狗），或对处理能力和I／O能力要求很高的服务器，仍使用独立机架服务器，不进行整合。
3、业务连续性保障方案，解决服务器存在单点故障隐患
在实现资源优化整合后，我们实现了一个跨多种品牌和设备类型进行资源集中统一管理的平台，完成了资源共享。在此基础上，可利用虚拟化架构的特性，继续进行业务连续性建设，以此解决单机运行及单点故障等问题，从而保障业务系统的不间断运行。
3.1 避免计划内停机
为了应对计划内的服务器检修、维护，又需要保证业务系统的不间断运行，在虚拟化架构（vSphere企业增强版）的环境下，可以使ESX服务器先进入维护模式，进入维护模式的ESX主机会自动将正在运行的所有虚拟机（以下简称“VM”）均匀的迁移到集群中的其它ESX主机中。或者利用Vmotion技术，管理员手动讲要维护的服务器上的虚拟机迁移到管理员指定的服务器上。而后再将其停机进行维护工作。
假设企业现有三台物理服务器运行，现需要将上中间的物理服务器进行计划内停机。采取虚拟架构后，只需使用VMotion技术将中间的物理服务器下运行的所有虚拟机迁移至左右两边物理服务器中，然后关闭待修复的中间服务器，就可以完全保证企业计划内停机不会导致任何业务中断。
3.2 应对硬件突发故障
为了应对服务器突然的故障（断电、烧毁等服务器突发停机故障），虚拟化架构可以使用其特有的HA（高可用）技术，实现在集群中任意突然停机后由另外一台ESX主机顶替该主机上的虚拟机，并且正常运行。HA的实现原理是可由vCenter发送再重启的指令，令运行正常的ESX主机自动启动已经关闭的应用。
3.3 业务系统的零宕机
运行在虚拟化架构上的业务系统利用VMwareFT（容错）功能实现虚拟环境下的双机热备，实现业务系统的零宕机。
FT功能会在主机群组中为每一台启用FT技术的虚拟机映射另外一台完全相同的虚拟机镜像。一旦硬件出现故障导致虚拟机无法启动，虚拟机镜像会在同一时间自动接管宕掉的虚拟机并运行服务。相对于HA而言，FT可靠性更强，切换故障时间几乎为零，对于企业应用完全没有任何的业务影响，实现了意外情况下的零宕机，提供了更高级别的业务连续性。FT功能能够保护所有的业务系统，即使这些业务系统原来没有双机热备的功能。
通过本阶段的建设工作，我们利用虚拟化软件的Vmotion、HA、FT功能（vSphare企业版本具备的功能），就可以将业务连续性建设当中的矛盾和问题，逐一进行解决。通过第二阶段的建设，在建立统一集中管理平台基础上，我们就可以发展和优化应用环境，达到业务连续性保护的要求。
在以上两阶段实现的基础上，我们通过把业务系统的运行、管理、维护全部按照虚拟化架构的特点进行统一。利用虚拟化平台为全公司范围的业务系统运行平台，实现全公司标准化的运行平台的统一。在此基础上实现了公司的统一管理过程，提高了管理效率。
4、总结
通过以上服务器虚拟化整合设计和部署，整个IT资源都可以被充分最大化的利用，通过实现基础架构的自动化协调部署最大程度地降低投资和运行管理成本，提高整体运行管理水平。
参考文献
[1]张巍《企业虚拟化实战-VMWare篇》，机械工业出版社
[2]黎玉桥《服务器虚拟化架构研究》中山大学硕士学位论文2009.11