虚拟化技术在电力企业的应用

摘 要： 随着电力企业信息化业务的全面开展，信息化业务系统数量越来越多，带来服务器数量日益增加，使得IT机房空间、电力等资源显得日趋紧张，也给运维管理带来极大的挑战。目前虚拟化技术日渐成熟，服务器虚拟化技术的应用可以充分利用和优化服务器资源，节省信息化投入成本，降低能耗和管理成本。通过分析虚拟化技术在肇庆供电局的应用案例，说明该技术对降低成本，提高资源的利用率具有实际意义和作用。

关键词： 虚拟化；电力企业；实际应用

中图分类号：TP368 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2012）0920124—02

0 引言

随着21世纪信息技术的高速发展，电力企业信息化建设步伐越来越快。在信息化高速的发展过程当中，企业不得不面对爆炸性增长的服务器基础设施所带来的种种后果。服务器机柜不断增加，机房空间不断扩大，UPS电源、机房空调等相关设施不断增加投入，信息能耗快速增加，对服务器软硬件管理也变得越来越复杂。然而根据有效的统计，企业大部分服务器仅能达到10%～30%的系统处理能力，绝大部分的服务器负载都低于40%，大部分的服务器处理能力并没有得到很好的利用，造成了服务器资源的大量浪费。

近几年随着服务器硬件技术水平大幅度的提高，以及硬件价格的不断降低。特别是在硬件支持虚拟化的CPU（中央处理器）的大量普及以及大容量内存的使用，为虚拟技术在服务器的应用提供了非常有利的先提条件。来自Gartner的数据统计，它称2009年下半年至少有16%的企业级工作负载运行在虚拟服务器上，而且这个比例到了2012年有望增长到50%，这也就意味着以x86为基础的虚拟机将达到大概5800万个。虚拟化技术应用已成为企业IT管理热门的课题。

1 虚拟化技术的简介

虚拟化是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。是将多台PC服务器通过虚拟化技术扩大硬件的容量，简化软件的重新配置。并允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。在虚拟化技术中，可以同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟主机上。

2 虚拟化技术的实际应用

肇庆供电局于2010年建设了基于Vmware的虚拟化底层运行平台，经过1年的运维监控，该虚拟化平台运行稳定，并且节能环保，带来了巨大收益。因此在2011年再次对虚拟化平台进行升级扩充，进一步发展虚拟化的优势，为企业带来更巨大的收益。

目前肇庆供电局使用5台IBM 3850服务器承担ESX Server

角色和3套IBM DS5300的光纤阵列柜作为共享存储。通过使用1台VCB服务器作为中介服务器，通过肇庆供电局现有的Symantec Netbackup 进行备份计划的调度与执行备份。其整体平台架构拓扑如上图。

服务器硬件配置如下：Intel Xeon（R）CPU X7500 2.66 GHz 4路6核；128G内存；3块300G硬盘做阵列Raid 5，Broadcom NetXtreme II BCM5709千兆网卡。应用服务器多采用windows 2003 Enterprise Edition32位中文版操作系统。并把虚拟主机系统及数据存放在DS5300光纤阵列柜的共享存储上。经过几个月的试运行，由5台ESX Server组成了高性能的虚拟化资源池。在这资源池上运行着各业务系统近60台虚拟主机。通过对近期虚拟化平台的运行数据收集，下列结果可作运行数据上的参考：

从上面的数据可以看出，5台ESX Server主机的CPU占用率均不超过10%，内存使用率均不超过50%。从结果上证明，5台配置ESX Server主机完全能满足60台虚拟主机的业务运行需求。从CPU性能和内存容量占用分析，仍能增加更多虚拟主机在该虚拟化平台上运行。从实际效果上说明，该虚拟化平台的投入节省了60套业务系统服务器的购买和开支，减少了60台服务器所占用的机房空间及机架资源，降低了60台服务器所带来的机房电力消耗。

实际应用中的具体功能：

2.1 虚拟机模板

模板可用于创建和置备新虚拟机。模版通常包含指定的操作系统和配置，可提供硬件组件的虚拟副本。模板通常包括已安装的客户机操作系统和一组应用程序。

模板能与模板和虚拟机域内任何层级的虚拟机共存。可以将虚拟机和模板的集合放入任意文件夹，并将各种权限同时应用到虚拟机和模板。

将虚拟机转换成模板时无需虚拟机文件的完整副本，也无需创建新对象。

2.1.1 创建模板。通过使用现有虚拟机或克隆虚拟机或现有模板可创建模板。可以通过以下方式创建模板：

适当使用现有虚拟机。此过程转换原始虚拟机。

将虚拟机克隆为模板。

克隆现有模板。

2.1.2 将虚拟机转换成模板。首先安装好一台虚拟机，打好系统补丁，安装好需要的软件之后将该虚拟机转换为模板。这样可以省掉很多新系统的配置工作。

2.1.3 虚拟机VMotion。VMware VMotion可使IT环境保持正常运行，为您提供空前的灵活性和可用性，以满足您的业务和最终用户不断增长的需要。以零停机时间迁移虚拟机，将正在运行的虚拟机从一台物理服务器移动至另一台物理服务器，而不影响最终用户。

由于网络也被VMware ESX虚拟化，因此，虚拟机保留其网络标识和连接，从而确保实现无缝迁移。

在零停机且用户毫无察觉的情况下执行实时迁移。

不间断地自动优化资源池中的虚拟机。

在不安排停机时间、不中断业务运营的情况下执行硬件维护。

主动将虚拟机从出故障或运行不正常的服务器中移出。

2.2 创建快照

VMware的虚拟机“快照”功能是对虚拟机磁盘文件VMDK的某个状态创建副本，当系统出现异常，可以通过恢复快照来保证系统的正常。

硬盘快照（Snapshot）是当前数据中心最佳的数据保护机制之一。无论是基于SAN的快照技术，还是建立在文件系统或操作系统中的，快照技术能够在错误出现时让损失降到最低。

与其他的快照技术不同，VMware的快照适合两种情况：1）将一个虚拟机的磁盘隔离，不再写入数据，这样可以进行备份；2）在打补丁和软件升级时提供一个短期的自动恢复功能。

3 虚拟化技术应用的优势分析

3.1 降低成本

虚拟化技术在资源整合中的应用能节省TCO成本，可以通过整合多个物理服务器到一个物理服务器，同时极大降低了服务器的数量，往往可以达到10—15：1的整合比，明显减少了物理服务器的用量，使得数据中心的总体拥有成本大大降低。

3.2 降低管理成本

减少必须进行管理的物理资源的数量；隐藏物理资源的部分复杂性；通过实现自动化、获得更好的信息和实现中央管理来简化公共管理任务；实现负载管理自动化。

3.3 简化管理操作

简化了监控、管理、拙笔 远程访问等操作，管理员用户可以从数据中心内的任意位置通过控制台来执行这些操作。如果要对系统软件和配置执行操作，则无需访问服务器。浏览器形式的客户端使用户可以像发送书签URL一样轻松地访问访问虚拟机。

3.4 集中管理

VMware vCenter Server平台是业界最强大的虚拟化管理解决方案。借助其高级功能，可以对虚拟环境进行最精确的了解、主动管理和扩展。vCenter Server是一个基础，您可以轻松地对其进行扩展以实现与物理环境的端到端集成，并且可以在此基础上构建私有云基础架构。虚拟化提供的功能可以将IT管理人员再度合并。一个人管理上千台服务器不再是梦想，不但可以让机器有高效性，公司的人事也可以有高效性，当然完善的管理功能必须创建在良好的架构之上。

3.5 提高安全性

虚拟可实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分，这些特性可实现对数据和服务进行可控和安全的访问。

3.6 提高使用灵活性

通过虚拟可实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的业务需求。

3.7 更高的可用性

虚拟可在不影响用户的情况下对物理资源进行删除、升级或改变。

3.8 互操作性和投资保护

虚拟资源可提供底层物理资源无法提供的与各种接口和协议的兼容性。

3.9 改进资源供应

与个体物理资源单位相比，虚拟能够以更小的单位进行资源分配。与物理资源相比，虚拟资源因其不存在硬件和操作系统方面的问题而能够在出现崩溃后更快地恢复。

4 目前应用的不足

1）当单个存储需要进行扩充时或需要进行故障修复时需确保存储子系统处于optimal状态，且需要尽量安排停机时间进行，需停止存储IO流量等要求，即需要停止相关存储上的虚拟机。这样的情况对业务的运作有一定的影响。

2）所有应用的虚拟机都集中在一个机房，一套存储。存在存储的单点故障情况，存储故障的出现将会导致所有运行在虚拟化平台的业务停止。往后如资金方面允许可考虑异地容灾方案，解决存储的单点故障。

5 结束语

实践证明，虚拟化技术的应用能有效提高管理能力和服务水平，并显著降低企业的总拥有成本。虚拟化的应用是一个巨大的趋势，把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，打破了物理结构之间的壁垒。在未来，随着电力系统信息化建设的不断深入，电力企业的IT系统正在变得越来越大，分布越来越广，并且更加复杂，难以管理，而要求加强信息管理的业务和监管压力却在继续增大。通过不断深入研究虚拟化技术的应用，结合企业实际情况，在实际的工作中不断学习不断探索才能总结出好的实践经验，最终达到最好的管理效果以及经济效益。

参考文献：

[1]黄燕飞，服务器虚拟化技术[J].考试周刊，2007，3.

[2]张治海、高雪东、盛焕烨，虚拟化技术与网格计算[J].计算机应用与软件，2008，05.