基于服务器虚拟化技术的数据中心建设

摘要；文章分析了潞安集团信息化建设的现状与问题，提出了基于服务器虚拟化技术的数据中心建设方案，帮助集团建立安全可用、随需应变的集中化数据中心。

关键词：服务器；虚拟化；数据中心；设备整合

中图分类：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）07-0018-02

由于潞安集团多年来的快速发展，现有数据中心平台在功能、性能、灵活性、安全性等方面已经不能满足大集团信息系统发展的需要。原有数据中心在建立时，基本上是每上一个应用，购置一批相对专用的系统平台（软件、硬件），数年来，随着大大小小的系统的上线，数据中心内形成了不同规模、不同配置的信息孤岛。

本文拟采用“云计算”理念和虚拟化技术，基于通用软硬件平台，对集团数据中心的设备及应用进行有效的整合，并在应用可用性、数据安全性、管理简易性等方面予以加强。力求一个功能齐全、性能超群、安全高效、随需应变的集中式数据中心平台，为企业的信息化建设奠定坚实的基础。

1一种较好的方法

潞安数据中心平台课题研究组借鉴国内外的先进理念和思路，提出基于服务器虚拟化技术的数据中心平台建设方案，可帮助企业建立安全可用随需应变的集中化数据中心。

服务器虚拟化也是一种方法，能够通过区分资源的优先次序，实时将服务器资源分配给最需要它们的工作负载，减少为单个工作负载峰值而储备的资源，最终简化管理和提高效率。如图1所示为服务器虚拟化示意。

2总体设计

数据中心的核心架构使用基于VMWARE服务器虚拟化技术的虚拟化架构；存储系统架构采用基于AoE开放协议的SAN架构，并采用基于逻辑卷的镜像技术，实现数据本地镜像且为未来远程灾备中心的数据复制预留接口；高可用架构使用赛门铁克（Symantec）针对VMWARE虚拟平台的VeritasCluster Server系统，实现从硬件到应用乃至进程的完全高可用；数据中心集中备份架构使用赛门铁克（Symantec）针对VMWARE虚拟平台优化的备份解决方案，实现从系统到应用到数据的全方位细粒度备份/恢复。

服务器是数据中心的核心组成部分之一，服务器的数量、性能决定着整个数据中心的计算能力并为高可用提供物理平台。数据中心服务器数量总计为6台，其中新购4台，原有2台DELL PE2950服务器并人数据中心与新购服务器共同为数据中心现有的应用提供计算资源。考虑到与原有服务器兼容性，本次建设开发仍然使用DELL基于Intel X86架构的服务器。具体配置中，主体选用3台DELL PE2950系列（升级后型号为R710）双路CPU机架式服务器；为应对将来可能出现的有高计算能力要求的应用，本次选用1台DELL Rg00四路CPU的机架式服务器。

3系统功能实现

3.1物理上的高可用和安全

物理上的高可用通常采用冗余的方式来实现。整个数据中心中所有的设备均已作冗余配置，包括物理链路、物理设备等。物理上的安全属于容灾的范畴，本次建设中留出相应的接口即可。

3.2主要的高可用和安全措施

3.2.1ESX的高可用

ESX是整个虚拟平台的核心，影响其可用性的因素主要是安装ESX系统的服务器硬盘失效。服务器的配置中，对于易发生故障的部分均作冗余配置，如2块硬盘作RAID1以避免硬盘失效，均配置冗余电源，以避免电源失效。

影响ESX可用性的另一个因素是服务器失效。因数据中心有多台服务器同时对外提供服务，虽无法避免服务器失效，但一定数量的服务器失效不会影响整体的可用性。

3.2.2网络高可用

在虚拟环境中，物理网卡仅提供数据传输线路，系统将自动依据优先级及实际负载选择适当的网卡。本项目中，每台物理服务器配置4块物理网咖（口），通过4个千兆接口接人公司内网，系统自动实现网络负载均衡和高可用。4个千兆接口同样采用链接捆绑和负载均衡技术，消除来自网络方面的单点和瓶颈。产品选用华为LS5328C-EI-24S全千兆交换机两台。

3.2.3共享存储高可用

共享存储的高可用包括磁盘阵列级和硬盘级两部分。磁盘阵列是数据中心的又一核心组成部分。它承担数据中心全部数据集中存储与管理的重任。整个数据中心的数据效率由它的性能决定，整个数据中心的安全和可靠由它的安全性和可靠性则决定。故磁盘阵列是本次建设开发的重中之重。

基于VMWARE的测试报告，出于性能方面的考虑，本次建设开发中选用美国CORAID公司专为VMWARE虚拟化平台开发的基于AoE开放协议的高性能存储。为了进一步提升存储系统的吞吐能力，使用链路捆绑和负载均衡技术，通过捆绑6条千兆链路，实现超过500MB/s的实际吞吐能力，同时也消除得了来自链路的单点失败。出于消除单点提升系统可靠性的考虑，将采用两台CORAID SR2461磁盘阵列，通过EM22阵列镜像管理器实现两台阵列逻辑卷级的镜像。

磁盘阵列级的高可用，通过EM22阵列镜像管理器来实现。磁盘阵列内磁盘的高可用，通过合理设置RAID组来实现。在每个阵列内均采用RAIDIH-0的方式，且每个RAID组限定在4块物理磁盘左右，从而实现最高的可用性。

3.2.4服务器、系统及应用的高可用

VSphere提供了HA功能，以实现服务器硬件级的高可用，对于一般要求的应用在实际应用中采用这种方式即可。VSphere还提供了另一种称为FT的高可用功能，该功能采用内存实时同步技术，在另外的服务器中实时同步产生一个应用的完整映像。一旦发生错误，应用可无缝在另一台服务器上提供服务，同时系统会在第三台服务器上继续创建一个同步影像。该功能可保证应用的完全无中断运行。但由于此功能属新开发，其中尚有许多限制，不宜大面积使用。

本次建设开发中引入Symantec的高可用软件VCS 5.0for VMware对一些关键的应用实现更高级别更全面的高可用。该软件可全方位监视数据中心的每一台物理服务器、虚拟机、操作系统、应用甚至是各种连接（如I/O、NIC、虚拟链路等）并实时做出失败切换。

3.2.5数据安全保证

数据备份是数据安全的关键。VSphere自身提供了一些备份方案，如VMware数据恢复，可以提供基于磁盘的备份和恢复快照，因受其实现方式的限制（不支持介质管理、不支持增量备份、备份时占用大量系统资源、智能做到虚拟机一级的恢复等），仅可作为完整备份和快速恢复的一种补充方式。

VSphere同时也提供了API接口供第三方的专业备份软件调用。本项目中采用Symantec Netbackup for VMWARE来实现全面的数据保护。采用这种方式可使得备份系统资源最小化、支持细粒度的恢复、支持增量备份等高级备份功能成为可能。

4项目研究成果及创新

项目所提交的成果汇总如下表所示；

项目的主要创新：

1）“私有云”Ready。整个平台建设采用业内标准的虚拟化平台。这种平台是目前建立“私有云”的主要手段之一。从某N意义讲，该平台的建立标志着潞安“私有云”已经置备完成。

2）长期以来困扰企业的数据安全问题和高可用性问题得以彻底解决。项目从设计初期就明确地定位为“平台”高可用和“平台”数据安全，而非单个的应用高可用和安全。由于平台本身具备的高可用和数据安全保障功能，故而无需再为运行于平台中的具体应用系统过多考虑。

3）完全的单点管理。平台的建设使用管理员彻底解脱点对点的设备资源管理。管理员只需从单一的管理界面中便可集中管理硬件资源、系统、应用等数据中心的几乎全部内容。

5结语

潞安数据中心平台是面向全公司的IT服务支撑系统。本项目完成后，集团数据平台系统各部分无单点，即系统的任何一个部件/部分的故障均不会导致系统停机；摆脱了传统的对应用需求的被动响应，真正实现了资源的按需分配，使数据中心SLA称为可能；具备了为几乎所有应用即时提供环境的条件，新系统上线不再需要冗长的硬件购置周期、系统配置周期。