虛擬機技術整合服務器

汪冬 尹丹娜

隨著銀行業務的迅速發展和計算機應用項目的大量推廣，各類計算機服務器也大量增加。根據統計，絕大部分舊系統的服務器資源閑置率都在85%以上，這不僅造成了硬件資源的浪費，更為關鍵的是，原有服務器已經到了使用年限，其上運行的應用由于硬件和軟件兼容問題，有的已經無法再安裝到新設備上。在這種情況下，實現資源集中管理和共享，整合服務器，提高資源利用效率和供應自動化，是我們迫切需要解決的問題。而虛擬機技術為這一切提供了可能。

為進一步將這種技術變為可能，現在從虛擬技術的系統邏輯層次架構、系統物理架構、軟硬件選擇和系統的備份、遷移等方面對虛擬技術進行介紹。

原服務器的使用情況

由于計算機應用系統的不斷推廣，服務器使用越來越多，服務器整合前，生產環境共有服務器30 臺，測試環境共有服務器20臺，有近50個業務系統。服務器硬件配置各式各樣，有普通PC，也有專業服務器，CPU、內存、硬盤也五花八門。服務器操作系統也多種多樣，有SCO UNIX，也有微軟早期的Windows NT4.0操作系統。管理維護如此復雜龐大的服務器群，相當不容易。

服務器整合實施目標

淘汰舊系統的服務器，整合服務器，使用高性能、高可靠性的服務器，安裝虛擬機軟件架構虛擬機系統，可以提高服務器管理和維護的工作效率。

虛擬機技術是實現上述服務器整合目標的有效手段。首先我們來了解一下虛擬機系統邏輯的層次架構。虛擬機系統可以分為以下幾層結構（如表1所示）。

表1 虛擬機系統的邏輯層次架構

服務器本身的硬件作為底層，主操作系統建立在它之上，它可以是Windows 20003/XP等Windows系列產品，也可以是Linux系統，只要系統本身支持VMware就可以。在此之上就是虛擬硬件，虛擬硬件將計算機、存儲設備和網絡之間建立了一個抽象的虛擬化平臺，使得所有的硬件被統一到一個虛擬化層中。這樣，在這個平臺的頂部創建的虛擬機具有同樣的硬件結構，提供了更好的可遷移性。在虛擬硬件之上就是用戶所需要的操作系統和應用系統。按照上述系統架構，我們參照下述步驟實施服務器整合。

系統應用實施步驟

1.物理架構

兩臺VMware Server做A/A方式互備，但每臺機器預留一半的內存資源。當其中一臺出現故障后，將該機器的存儲設備掛接到另一臺服務器上，即可繼續提供服務（如圖1所示）。

圖1 服務器架構

在這種模式中，每個用戶都可以在他們的虛擬機上運行程序、存儲數據，甚至虛擬機崩潰也不會影響系統本身和其他的系統用戶。所以，虛擬機模式不僅允許資源共享，而且實現了系統資源的保護。

2.硬件配置

本例選用兩臺IBM X系列的460作為服務器，具體配置如表2所示。

表2 硬件配置

3.軟件選擇

虛擬機就是用軟件虛擬出一層硬件平臺，在這層硬件平臺上再安裝操作系統，這樣一臺服務器就可以安裝并同時運行多個操作系統。

虛擬機軟件的種類有很多，如VMware、VirtualPC、xen等，它們各自有自己的優缺點，但其中性能表現最好，真正對企業級應用提供了較強大支持的是VMware。我們選用VMware Server作為底層平臺，Windows 2003作為主機操作系統。

4.存儲選擇

虛擬存儲是一種具有智能結構的系統，它允許客戶以透明有效的方式在磁盤和磁帶等介質上存儲數據，統一管理存儲空間，使得客戶的存儲系統容納更多的數據，也使得更多的用戶可以共享同一個系統。

在虛擬存儲環境下，無論后端物理存儲使用什么設備，服務器及其應用系統看到的都是物理設備的邏輯映像。即使物理存儲發生變化，這種邏輯映像也不會改變，系統管理員不必再關心后端存儲，只需專注于管理存儲空間。所有的存儲管理操作，例如系統升級、建立和分配虛擬磁盤、改變RAID級別、擴充存儲空間等，都比以前容易得多，存儲管理變得輕松簡單。

在虛擬存儲環境下，存儲對用戶來說將變得透明，用戶可以不必關心存儲設備的功能差別、容量大小、設備類型和制造商如何，所有的設備將被統一管理，而且賦予統一的功能，如Flashcopy、遠程災備等。從存儲的發展趨勢來看，基于網絡的虛擬化是發展的潮流。

5.遷移策略

虛擬機在商業銀行的應用范圍主要針對X86平臺下的簡單、負載較輕的應用。首先從測試環境的服務器開始遷移，積累一定的管理經驗后，再逐步遷移生產環境。遷移過程中針對SCO UNIX系統，優先使用Ghost 10軟件進行遷移。針對Windows操作系統，優先使用VMware Converter軟件，它兼容Windows（Windows 2003/XP/2000/NT/Me/9x）操作系統，使用非常簡便。

6.備份方法及恢復策略

我們以Windows 2003平臺為例，在Windows 2003系統中編輯備份腳本ccb.vbs（腳本內容略），使用ccb.wsf文件調用ccb.vbs。

      <job id="103">
      <reference object="VmCOM.VmCtl"/>
      <script language="VBScript"src="ccb.vbs"/>
      </job>

使用ccb.bat文件調用ccb.wsf。

      cscript//Nologo ccb.wsf>>ScriptLog.txt

將日志輸出到ScriptLog.txt文件中。

在Windows 2003系統的任務計劃中添加一條任務計劃來完成系統備份，可以根據應用的實際要求來確定備份的頻率，例如：可采用每周/每天/每月等備份頻率。

當應用系統發生故障時，可以采用手動方式直接讓應用指向備份介質，也可以使用VMware提供的在線自動切換軟件，做到在用戶感覺不到的情況下實現切換，保證了系統的穩定運行。

虛擬機系統實施效果

1.性能得到改善

原服務器通常硬盤空間、內存、CPU等資源的利用率通常都在5%～20%左右，根本沒有對系統資源進行有效的利用。而使用高性能、高可靠性的虛擬機就可以解決這一問題，硬盤空間、CPU個數、內存大小都可以根據業務需要隨時進行調整。

2.機房環境得到改善

隨著業務的不斷發展，計算機應用服務器越來越多，機房的電源目前已經處于飽和階段。而使用了虛擬機后，大大地節約了能源，節電達到10%～20%，也大大節約了物理空間。機房的溫度控制問題也隨著虛擬機的使用迎刃而解。

3.系統維護管理更加方便快捷

原有一些幾年前的老系統至今已經經歷了好幾任管理員，原有系統有的已經沒有了原始程序，有的老系統沒有源碼，無法在新系統進行編譯，而老系統又不能在新服務器上進行安裝，而且有些系統也沒有及時備份，一旦出現問題（硬件或系統問題），后果將不堪設想。而使用了虛擬機后，這些問題都得到了解決，使用了虛擬化技術使我們不再為這些問題而提心吊膽，也解決了及時備份的問題。

經驗總結

使用虛擬機的過程中我們總結了如下優點：虛擬機可以降低系統運行的人為風險和管理風險，實現應用系統的快速部署，節省硬件的占用空間、維護成本、電量損耗等。虛擬機可以提升數據中心存儲系統性能，整合異構的存儲系統，降低總的資源消耗，提高存儲系統投資回報率。

虛擬機可以實現SAN存儲系統的數據透明訪問、共享，實現系統的無縫升級更新和數據遷移，實現異構數據系統的容災保護。

但虛擬機也存在一些問題：應用系統相對負載較輕，硬盤空間占用相對較小，對于數據量大且特別消耗系統資源的應用不適合在虛擬機上使用。硬件上無法支持加密卡、串、并外設等一系列應用。

由于虛擬化技術實現了多個操作系統在同一臺計算機上運行應用軟件，因此使系統更容易受到黑客的攻擊。而且，即使IT員工了解了虛擬機的運行情況，仍面臨著安裝補丁或者使系統脫機以執行常規安全升級的問題。隨著虛擬機數目的增多，系統補丁及應用軟件升級隨之而來的風險也會逐漸增加。