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虛擬化技術在計算機數據中心方面的應用研究

職稱驛站所屬分類:計算機應用論文發布時間:2019-06-01 11:17:19瀏覽:1

 通過虛擬化技術實現對計算機系統服務器資源的整合過程,能夠打破在傳統物理層面上的限制,使得主機內部的CPU、內存、硬盤存儲空間以及I/O 接口等硬件轉化為能夠進行動態配置和管理的“資源池”

   通過虛擬化技術實現對計算機系統服務器資源的整合過程,能夠打破在傳統物理層面上的限制,使得主機內部的CPU、內存、硬盤存儲空間以及I/O 接口等硬件轉化為能夠進行動態配置和管理的“資源池”,可以在一定程度上提升服務器資源利用率,降低系統管理的成本。本文基于某政府部門的數據中心計算機系統服務器虛擬化應用, 闡述了虛擬化平臺的搭建過程, 虛擬機部署,設備選型等相關事項, 并介紹了虛擬化的應用經驗。

計算機時代

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  計算機系統的服務器虛擬化是指根據不同的邏輯業務需要,將單臺物理服務器虛擬化,使之能夠根據不同的功能劃分為若干臺獨立的虛擬服務器,不再受物理條件的限制,使得主機內部的CPU、內存、硬盤存儲空間以及I/O 接口等硬件轉化為能夠進行動態配置和管理的“資源池”,可以在一定程度上提升服務器資源的整體利用率,較大程度地降低了運行維護的成本,根據不同任務將有限的物理資源整合[1-2]。根據相關數據顯示,典型的物理服務器的資源利用率維持在10%左右,嚴重地浪費了網絡資源,而經過虛擬化的服務器資源的平均利用率能夠提升大約60%~80%。不僅降低了用戶服務器管理的成本,而且還很大程度地降低了配置環境的復雜程度,同時對部署環境要求不高,同時兼備了更加高效穩定的動態服務器管理特性。本文采用應用最廣泛的服務器虛擬化軟件系統,即VMware ESX Server[3],來完成虛擬化部署任務。

  某政府單位基于VMware 虛擬化軟件完成了服務器虛擬化平臺的搭建和部署工作,合理地利用了物理服務器的硬件資源,整合了多種業務系統的應用部署功能,在一定程度上提高了服務應用的可靠性、穩定性和冗余性,能夠完成數據的快速遷移和備份,方便管理員對服務器資源進行管理和維護。下文主要介紹VMware 軟件在某政府單位數據中心服務器虛擬化的平臺搭建、設備配置以及平臺建設方面的主要工作和成果,完成了虛擬機部署。

  1 計算機系統服務器虛擬化平臺搭建

  1.1 服務器虛擬化平臺架構

  本文設計的政府機構數據中心服務器虛擬化平臺的部署架構如圖1所示,該架構主要由服務器主機、管理服務器、終端設備、硬盤磁盤陣列、以及網絡設備等構成。其中,服務器主機搭建配備了VMware ESX Server環境,完成了CPU、物理內存空間以及網絡資源的實時共享,使虛擬機能夠穩定運行;磁盤陣列能夠合理地為各虛擬主機分配內存空間,實現硬盤資源的實時共享;管理服務器主要對vCenter Server環境進行搭建和配置,管理員使用終端設備完成對vSphere Client應用環境的部署,管理員通過登錄Server服務器對構建的虛擬機、虛擬網絡以及數據存儲空間等內容進行完整的調度和管理[4]。

  IBM X3950M2型號的服務器的具體配置是8 個六核CPU,64G 內存、2 塊146GB 硬盤,8 個千兆以太網口、4 塊4Gb FC HBA 卡,配備冗余電源;型號為DELL Poweredge2950的管理服務器的具體配置是2 個四核CPU,4G 內存,3 塊300G 硬盤,2 個千兆以太網口,配備冗余電源;型號為IBM N6060的磁盤陣列的具體配置是雙主控,磁盤空間為80TB ,同時配備了8 個4Gb 容量的FC端口;配備擁有24個4Gb 光纖端口的SAN交換機;選取版本為VMware ESX Server 4.1的虛擬化軟件[5]。

  1.3 虛擬化平臺建設

  主要通過以下步驟完成虛擬化平臺的搭建:

  (1)平臺所需的物理設備安裝及部署。圖2描述了虛擬化服務器平臺硬件設備的連接示意圖。SAN 交換機負責連接物理服務器主機和磁盤陣列,磁盤陣列完成了對四臺物理服務器主機硬盤空間的一一映射,而且各服務器主機能夠實現多臺虛擬服務器資源的平等共享。服務器物理主機的物理網絡維持與四個VLAN網絡的連接,各自的負責的職能不同,其中前三個VLAN連接主要負責實現網絡連接服務和通信服務,第四個Vlan實現了服務器虛擬化平臺的管理服務。各網絡連接實現了網絡流量均衡以及網絡線路備份等功能。

  (2)ESX server軟件的安裝及配置。ESX server 軟件的安裝過程相對比較容易,作者通過ESX 系統光盤進行引導安裝,具體安裝過程包括驅動程序的安裝、相關注冊許可證書的加載、ESX 服務控制臺的網絡配置參數的配置等過程。而且,特殊情況下,則需要對驅動程序進行自定義安裝[6]。

  (3)vCenter server軟件的安裝及配置。管理服務器主要對vCenter Server環境進行搭建和配置,管理員使用終端設備完成對vSphere Client應用環境的部署,管理員通過登錄Server服務器對構建的虛擬機、虛擬網絡以及數據存儲空間等內容進行完整的調度和管理,并且不少相應的管理模塊僅可以在vCenter 環境中進行集成安裝,無法獨立安裝。vCenter server服務器軟件僅支持64 位的Windows 操作系統[7]。

  (4)系統的配置過程。通過vSphere client 客戶端登錄vCenter server,完成對服務器虛擬化平臺的配置,具體步驟如下:

  ① 完成scdzj_data_center數據中心的創建任務。

  ② 創建數據群集scdzj_data_center_HA,在完成創建之前,務必不要開啟VMware HA(或DRS)相關服務。

  ③ 將4 臺服務器主機添加到數據群集內,對集群的相關屬性進行設置,同時還需要對VMware HA及VMware DRS等軟件的相關參數進行配置。

  (5)網絡配置階段。通過數據中心服務器主機對網絡(vNetwork)的相關參數進行配置,具體包含虛擬交換機和分布式虛擬交換機的網絡參數配置。

  服務控制臺啟動ESX 管理服務。在安裝過程中完成對服務控制臺端口的設置,此端口負責將ESX 與任何網絡或遠程網絡服務間的連接任務。需要說明的是,需要在服務器主機中部署的“虛擬交換機”View內部完成服務控制臺網絡的整體配置。

  (6)配置存儲過程。此過程主要負責完成服務器主機、SAN 交換機以及磁盤陣列的相關參數屬性配置工作。

  ① 在服務器主機上安裝ESX server 服務器軟件時,需要同時安裝HBA 卡驅動,并保證其正常運行。

  ② 完成對SAN 交換機的配置。本文選用的交換機型號是Cisco 9124 光纖交換機。其在使用之前需要進行配置,首先完成vsan的創建,在此過程中需要對zone進行配置,然后將服務器主機以及磁盤陣列的接入端口添加到新創建的zone內部,然后對zoneset進行配置,然后將此zone 加入到zoneset 內,最后完成zoneset的激活操作,使其生效并啟動,至此實現服務器主機與磁盤陣列間的連接。

  ③磁盤陣列的相關配置工作。本文采用型號為IBM N6060 的磁盤陣列,在其投入運營使用之前,需要首先創建Aggregate (RAID 組),同時將磁盤添加到RAID組內部;同時構建卷(Volume),在RAID 組內完成磁盤空間的合理化分配;最后完成對存儲單元(LUN)的劃分和創建,而且由于VMware ESX Server 4.1 能夠支持的最大LUN 容量是2TB,因此將LUN 空間容量設置為低于2TB;最后完成對啟動器組的創建任務,創建過程需要獲取服務器主機配備的HBA卡的WWN號,然后將LUN 與啟動器組一一映射。至此,所有服務器虛擬化平臺的搭建工作和配置任務全部完成,可以進行相關應用的部署。

  2 結論

  通過虛擬化技術對服務器資源進行整合,能夠打破在傳統物理層面上的限制,使得主機內部的CPU、內存、硬盤存儲空間以及I/O 接口等硬件轉化為能夠進行動態配置和管理的“資源池”,可以在一定程度上提升服務器資源利用率,降低系統管理的成本。本文基于某政府部門的數據中心服務器虛擬化應用,闡述了虛擬化平臺的搭建過程, 虛擬機部署,設備選型等相關事項, 并介紹了虛擬化的應用經驗。

  參考文獻:

  [1]趙妮.服務器虛擬化技術探析[J].信息通信,2014(4):114-114.

  [2]孫晨陽.服務器虛擬化技術與應用[J].科學大眾:科學教育, 2014(3):169-170.

  [3]李全.服務器虛擬化安全風險及其對策研究[J].信息系統工程, 2014(5):63-63.

  [4]李燕.服務器虛擬化技術在校園云建設中的應用[J].軟件導刊, 2014(3):26-28.

  [5]潘智,張海峰,程巍等.服務器虛擬化技術的應用實踐[J].柳鋼科技, 2014(2):36-38.

  [6]全為祥,盧小燕,張自成等.服務器虛擬化的應用[J].電子制作,2014(5):101-103.

  [7]林洋,張穎.服務器虛擬化在數據中心的應用實踐[J].華南地震,2015,35(1):62-66.

《虛擬化技術在計算機數據中心方面的應用研究》
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