虚拟机技术整合服务器

汪冬 尹丹娜

随着银行业务的迅速发展和计算机应用项目的大量推广，各类计算机服务器也大量增加。根据统计，绝大部分旧系统的服务器资源闲置率都在85%以上，这不仅造成了硬件资源的浪费，更为关键的是，原有服务器已经到了使用年限，其上运行的应用由于硬件和软件兼容问题，有的已经无法再安装到新设备上。在这种情况下，实现资源集中管理和共享，整合服务器，提高资源利用效率和供应自动化，是我们迫切需要解决的问题。而虚拟机技术为这一切提供了可能。

为进一步将这种技术变为可能，现在从虚拟技术的系统逻辑层次架构、系统物理架构、软硬件选择和系统的备份、迁移等方面对虚拟技术进行介绍。

原服务器的使用情况

由于计算机应用系统的不断推广，服务器使用越来越多，服务器整合前，生产环境共有服务器30 台，测试环境共有服务器20台，有近50个业务系统。服务器硬件配置各式各样，有普通PC，也有专业服务器，CPU、内存、硬盘也五花八门。服务器操作系统也多种多样，有SCO UNIX，也有微软早期的Windows NT4.0操作系统。管理维护如此复杂庞大的服务器群，相当不容易。

服务器整合实施目标

淘汰旧系统的服务器，整合服务器，使用高性能、高可靠性的服务器，安装虚拟机软件架构虚拟机系统，可以提高服务器管理和维护的工作效率。

虚拟机技术是实现上述服务器整合目标的有效手段。首先我们来了解一下虚拟机系统逻辑的层次架构。虚拟机系统可以分为以下几层结构（如表1所示）。

表1 虚拟机系统的逻辑层次架构

服务器本身的硬件作为底层，主操作系统建立在它之上，它可以是Windows 20003/XP等Windows系列产品，也可以是Linux系统，只要系统本身支持VMware就可以。在此之上就是虚拟硬件，虚拟硬件将计算机、存储设备和网络之间建立了一个抽象的虚拟化平台，使得所有的硬件被统一到一个虚拟化层中。这样，在这个平台的顶部创建的虚拟机具有同样的硬件结构，提供了更好的可迁移性。在虚拟硬件之上就是用户所需要的操作系统和应用系统。按照上述系统架构，我们参照下述步骤实施服务器整合。

系统应用实施步骤

1.物理架构

两台VMware Server做A/A方式互备，但每台机器预留一半的内存资源。当其中一台出现故障后，将该机器的存储设备挂接到另一台服务器上，即可继续提供服务（如图1所示）。

图1 服务器架构

在这种模式中，每个用户都可以在他们的虚拟机上运行程序、存储数据，甚至虚拟机崩溃也不会影响系统本身和其他的系统用户。所以，虚拟机模式不仅允许资源共享，而且实现了系统资源的保护。

2.硬件配置

本例选用两台IBM X系列的460作为服务器，具体配置如表2所示。

表2 硬件配置

3.软件选择

虚拟机就是用软件虚拟出一层硬件平台，在这层硬件平台上再安装操作系统，这样一台服务器就可以安装并同时运行多个操作系统。

虚拟机软件的种类有很多，如VMware、VirtualPC、xen等，它们各自有自己的优缺点，但其中性能表现最好，真正对企业级应用提供了较强大支持的是VMware。我们选用VMware Server作为底层平台，Windows 2003作为主机操作系统。

4.存储选择

虚拟存储是一种具有智能结构的系统，它允许客户以透明有效的方式在磁盘和磁带等介质上存储数据，统一管理存储空间，使得客户的存储系统容纳更多的数据，也使得更多的用户可以共享同一个系统。

在虚拟存储环境下，无论后端物理存储使用什么设备，服务器及其应用系统看到的都是物理设备的逻辑映像。即使物理存储发生变化，这种逻辑映像也不会改变，系统管理员不必再关心后端存储，只需专注于管理存储空间。所有的存储管理操作，例如系统升级、建立和分配虚拟磁盘、改变RAID级别、扩充存储空间等，都比以前容易得多，存储管理变得轻松简单。

在虚拟存储环境下，存储对用户来说将变得透明，用户可以不必关心存储设备的功能差别、容量大小、设备类型和制造商如何，所有的设备将被统一管理，而且赋予统一的功能，如Flashcopy、远程灾备等。从存储的发展趋势来看，基于网络的虚拟化是发展的潮流。

5.迁移策略

虚拟机在商业银行的应用范围主要针对X86平台下的简单、负载较轻的应用。首先从测试环境的服务器开始迁移，积累一定的管理经验后，再逐步迁移生产环境。迁移过程中针对SCO UNIX系统，优先使用Ghost 10软件进行迁移。针对Windows操作系统，优先使用VMware Converter软件，它兼容Windows（Windows 2003/XP/2000/NT/Me/9x）操作系统，使用非常简便。

6.备份方法及恢复策略

我们以Windows 2003平台为例，在Windows 2003系统中编辑备份脚本ccb.vbs（脚本内容略），使用ccb.wsf文件调用ccb.vbs。

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

使用ccb.bat文件调用ccb.wsf。

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

将日志输出到ScriptLog.txt文件中。

在Windows 2003系统的任务计划中添加一条任务计划来完成系统备份，可以根据应用的实际要求来确定备份的频率，例如：可采用每周/每天/每月等备份频率。

当应用系统发生故障时，可以采用手动方式直接让应用指向备份介质，也可以使用VMware提供的在线自动切换软件，做到在用户感觉不到的情况下实现切换，保证了系统的稳定运行。

虚拟机系统实施效果

1.性能得到改善

原服务器通常硬盘空间、内存、CPU等资源的利用率通常都在5%～20%左右，根本没有对系统资源进行有效的利用。而使用高性能、高可靠性的虚拟机就可以解决这一问题，硬盘空间、CPU个数、内存大小都可以根据业务需要随时进行调整。

2.机房环境得到改善

随着业务的不断发展，计算机应用服务器越来越多，机房的电源目前已经处于饱和阶段。而使用了虚拟机后，大大地节约了能源，节电达到10%～20%，也大大节约了物理空间。机房的温度控制问题也随着虚拟机的使用迎刃而解。

3.系统维护管理更加方便快捷

原有一些几年前的老系统至今已经经历了好几任管理员，原有系统有的已经没有了原始程序，有的老系统没有源码，无法在新系统进行编译，而老系统又不能在新服务器上进行安装，而且有些系统也没有及时备份，一旦出现问题（硬件或系统问题），后果将不堪设想。而使用了虚拟机后，这些问题都得到了解决，使用了虚拟化技术使我们不再为这些问题而提心吊胆，也解决了及时备份的问题。

经验总结

使用虚拟机的过程中我们总结了如下优点：虚拟机可以降低系统运行的人为风险和管理风险，实现应用系统的快速部署，节省硬件的占用空间、维护成本、电量损耗等。虚拟机可以提升数据中心存储系统性能，整合异构的存储系统，降低总的资源消耗，提高存储系统投资回报率。

虚拟机可以实现SAN存储系统的数据透明访问、共享，实现系统的无缝升级更新和数据迁移，实现异构数据系统的容灾保护。

但虚拟机也存在一些问题：应用系统相对负载较轻，硬盘空间占用相对较小，对于数据量大且特别消耗系统资源的应用不适合在虚拟机上使用。硬件上无法支持加密卡、串、并外设等一系列应用。

由于虚拟化技术实现了多个操作系统在同一台计算机上运行应用软件，因此使系统更容易受到黑客的攻击。而且，即使IT员工了解了虚拟机的运行情况，仍面临着安装补丁或者使系统脱机以执行常规安全升级的问题。随着虚拟机数目的增多，系统补丁及应用软件升级随之而来的风险也会逐渐增加。