利用虚拟化技术优化现有硬件系统架构

1、利用虚拟化技术优化现有硬件系统架构伴随唐钢信息化建设的不断发展， 数据中心变得空前重要和 复杂：如何快速地搭建平台并高效地管理业务？如何根据需求动 态快速的调整资源以降低成本？如何更加灵活、 高效、 安全地使 用和管理数据中心？面对接踵而来的问题， 针对唐钢数据中心机 房硬件系统架构的现状， 我们准备将虚拟化技术在服务器、 网络 及存储管理等方面加以应用， 从而降低物理服务器的数量， 改进 硬件设备资源利用效率，减轻数据中心的运维压力。1 传统 IT 硬件系统架构的缺陷 唐钢数据中心采用了传统的 IT 硬件系统架构：核心数据库 系统采用小型机双机集群，应用系统主机则通过 F5 等硬件负载 均衡

2、设备实现冗余；非核心系统采用PC服务器单机模式。这种架构在初期满足了唐钢信息化的需求， 但随着信息化的深入和设 备的老化其不足之处日益凸显：（1）传统 IT 硬件系统架构将应用软件和主机存储等硬件资 源捆绑在一起， 软件在不同时段资源占用率的波动造成硬件平台 资源过度配置。（2）小型机、F5等传统硬件设备技术体系封闭、 设备型号众多， 导致备件不易管理、 人员培训成本高且复用率低。（ 3）新项目上线需要经过预算、采购、安装调试等过程，周期 长达数月难以响应业务的及时性需求。（ 4）大量的 IT 硬件设备造成UPS电力供应瓶颈使机房空调不能提供冗余保护且用电成本居高不下。2 利用虚拟化技术构建新

3、型硬件系统架构2.1 唐钢硬件系统架构虚拟化的实现 唐钢主机虚拟化平台采用 VSphere 软件系统构建，使用 18 台4路X86服务器（每台配置 512GB内存、RAID1磁盘组、8GB 冗余HBA卡、四块千兆光口网卡绑定、冗余电源）和高扩展磁盘 陈列、高速备份一体机组成物理资源群集。由VCENTE软件统一 配置管理虚拟主机、分布式交换机、存储资源。该硬件资源池具 备1440核逻辑CPU 9000GB内存可虚拟出300多台逻辑服务器。 而全部投资只是小型机平台的三分之一。唐钢虚拟化主机架构重点考虑了以下几点：（ 1 ）物理服务器采用了同一厂家同一型号同一配置，备件 复用率高、 固件版本一致，

4、 ，降低了运维复杂度和运维成本。 （ 2） 存储采用了分体式可扩展的冗余磁盘阵列、 可通过扩展柜按需增 加存储容量且支持固态、机械高转速、低转速等多种磁盘，可在 性能、容量、成本三要素间取得最佳平衡。（3）采用具备压缩功能的镜像备份一体机对虚拟机进行快速备份， 确保数据的完整 性和安全性。（ 4）硬件资源配置留有一定的余量，确保当某台 物理服务器需要检修时其余服务器可以承载这台故障服务器的 负荷从而实现在线维修（维修时不影响用户使用）。（5）与服务器相连的网络交换机、 存储交换机具备可扩展性， 确保当现有 主机资源不能满足业务需求时可通过直接增加物理服务器实现硬件资源池的平滑扩展。( 6)物理

5、集群部署完成后需要像单机 一样考虑防病毒、 防攻击等安全问题： 通过防火墙实现网络边界 安全；建立DMZ区在外网出口和内网之间实现访问控制；同时结合虚拟交换技术更灵活的实现硬件系统安全防御。如图 1 所示。2.2 唐钢虚拟化硬件系统架构的特点及效果 唐钢利用虚拟化技术搭建的硬件系统架构， 本质上是打破物 理资源的限制形成了一个巨大的计算资源池， 在资源池内通过构 建虚拟机对不同的应用进行逻辑隔离并提供满足需求的计算资 源。如图 2 所示。通过VCENTE可以在图形化界面上按照业务需求 ？'活的配 置虚拟硬件资源，且资源通过DRS(Distributed ResourceSchedule

6、r )和 DPM(Distributed Power Manager )功能可以动 态的在资源池中进行添加、删除或重组。DRS可确保池中的资源负载平衡，并强制执行资源分配策略(预留、优先级和限制)。 虚拟机启动时，DRS执行初始化配置，当负载和可用资源变更时 DRS会自动将虚拟机迁到其他主机上。DPM是电源管理模块，它会自动将主机容量与虚拟机所需的容量进行对比， 如果发现虚拟 机所需的资源能在物力资源池的子集得到满足它会自动将虚拟 机迁移到子集并关闭不需要的主机。当资源需求增加时DPM会自动启动这些关闭的主机并将虚拟机迁到这些主机上。DPM实现的这一动态功能在不影响虚拟机可用性的前提下减小了主机群集 的功耗。 HA(High AvailabilITy)功能可以为虚拟机中运行的应用系统提供高可用性： 当一台服务器发生故障时， 受影响的虚 拟机将在资源池中留有备用容量的其他主机上自动重启。 这一功 能将服务中断时间减至最低且不需要专门的备用硬件和附加软 件。HA实现了跨物理主机始终如一的高可用性。唐钢硬件系统架构经过虚拟化改造后取得了如下效果： （ 1） 设备利用率显著提高：生产环境 4：1 整合；开发测试环境 8：1 整合；大大减少了在网设备数量。（ 2）实现了数据中心机房集 约化管理： 单台设备效能提升、 设备总数