电台服务器虚拟化改造的分析与设计

国家新闻出版广电总局五六四台 吴晶晶



电台服务器虚拟化改造的分析与设计

国家新闻出版广电总局五六四台 吴晶晶

【摘要】本文根据电台信息化建设中，应用系统和自动化系统建设与数据安全建设的需求，分析了Vmware实现虚拟化的优点，提供了虚拟化建设的方案和数据备份的方案，有效的解决了电台信息业务发展的方向。

【关键词】服务器；虚拟化；Vmware；云

1 概述

1.1 项目背景

电台的信息化工作一直以来都比较完善，各种应用和自动化系统建设应用成为了电台正常工作的有力保障。然而，目前电台业务数据缺乏有效的保护措施，所有的数据都零散的存放在各自的服务器上也不利于管理，系统软硬件故障、人为操作失误、病毒等意外情况都可能导致数据丢失或系统停运，都可能使得电台正常工作受到影响。为了实现对现有应用系统进行保护，需要设计一套合理而完整的改造方案。

1.2 电台运行情况分析

目前电台的主要业务系统数据分为两大类：一类是结构化数据为主的数据库应用，另一类是以非结构化数据为主的文件应用。服务器的数据基本都储存在本身的硬盘上。现有的应用系统、数据库等，这些系统所用服务器型号不同、操作系统版本不同，而且运行Sybase，SQL Server，Oracle，Acess等数据库的版本也有差异。仅仅做某一个应用系统的应用或数据的容灾实现起来还是不复杂的，然而要实现对所有运行的系统进行全面、统一的保护，同时做到对系统实际运行没有影响，建设实施简单、后期维护方便，这对于方案的设计就有比较大的难度。

如何在一套方案中满足不同的目标，如何做到数据不丢失、操作系统可恢复、数据库可恢复且统一保护，成为另一个难题。本次方案考虑了今后的扩展性及技术先进性，主要是采用了本地数据虚拟化后同步镜像与本地数据备份的两种数据保护方式，即通过VMware实现服务器虚拟化及备份，用两套华赛S2600T存储实现本地同步镜像保证了数据的一致性，同时通过数据备份软件将本地数据每天定时备份至存储中，可以有效解决业务数据逻辑错误等软故障问题出现时的灵活快速恢复，也为下一步异地远程容灾系统的建设打下坚实的基础。

2 虚拟化技术的分析

2.1 基础架构虚拟化和管理

VMware虚拟化建设，是通过搭建虚拟化平台 VMware vSphere，并创建动态、灵活的数据中心，同时简化电台的应用系统建设架构。在满足电台内应用程序运行的同时，确保连续的设备创新，并加快应用程序调配和升级。VMware虚拟化建设是通过整合服务器减少资金的投入，提高服务器的能效、减少硬件需求，通过自动化建设降低维护的成本，并加快系统服务建设速度，从而降低成本。同时通过减少维护所需的停机和意外停机带来最大限度的降低损失，利用系统的容灾方案实现业务的连续性。

2.2 实现数据库级应用程序虚拟化

在vSphere上整合SQL可将成本大大地削减，可以加快数据库建设并确保数据库服务质量，可以随应用程序需要动态分配资源，从而满足服务级别要求并最大限度地提高基础架构效率。标准化的服务目录的设置仅需要短短的几分钟，就能实现按需调配地部署应用程序，同时保证应用程序各个实例的一致性，还可以轻松地动态扩展资源，根据需要移动工作负载，并在不停机的情况下处理计划内维护。在 vSphere上运行Oracle数据库、中间件和应用程序，以加快应用系统运行的速度。

2.3 实现整个应用系统基础架构的虚拟化

VMware虚拟化可结合使用众多厂商的硬件和软件，包括存储、网络和安全产品。为了不局限于特定的厂商所供应的设备，VMware提供一种基于开放标准的许可和互操作性方法，以便可以使用最适合需求的解决方案。其中，对于虚拟化最为重要的是安全性和合规性。VMware的vShield产品系列可从边缘到端点提供优于物理环境的安全性。

通过虚拟化存储，可以实现对共享存储资源的高性能访问，并提高所使用的存储阵列的效率。通过充分了解部署和优化虚拟化基础架构方面的最佳实践来增强应用程序的性能。

2.4 将服务器利用率最高提高到 80%

利用VMware vSphere整合服务器，从而更充分地利用现有的资源。传统的“一种工作负载配一台机器”的服务器部署方法不可避免会导致硬件资产过度部署和利用率不足。大多数服务器只利用了其总体负载容量的大约 5-20%。服务器资源利用率不高，导致电力、散热、网络基础建设、存储基础建设、管理和维护的成本也随之增加。将物理机转换为相同功能的虚拟机可以减少服务器的建设。VMware虚拟机独立于底层硬件运行，支持运行于至少满足2个以上CPU系统的物理服务器。每个VMware虚拟机可以想象成具有CPU、内存、网络、磁盘空间和 BIOS 的完整系统，可以在相同硬件上同时运行Windows、Linux、Solaris和NetWare操作系统及软件应用程序。通过配置高性能的服务器上运行多个应用系统，可以将服务器硬件的利用率从 10-15% 提高到高达 80%以上。VMware vCenter Converter可以在多种硬件上运行，并支持最常用的 Microsoft Windows 操作系统版本。

使用VMware vSphere，电台信息化建设能够大幅减少网络机房服务器等硬件数量。每个VMware ESX实例可以支持100多个虚拟机。一般都在单个硬件上运行多达10个或更多的应用程序。

3 虚拟化方案设计及数据备份

3.1 VMWARE服务器虚拟化的实现

根据对电台目前的服务器情况的的评估，需要采购两台DELL R910服务器，安装VMWARE虚拟化平台，接管其他服务器上面的应用。在虚拟机中安装VMware的vCenter和VMware VDR，统一管理虚拟平台及虚拟备份系统，在一个控制台里面统一管理和备份用户使用的虚拟机。

实现VMware的各种功能需要共享存储的支持，需要配置一台华赛的S2600T存储。预留今后建设的话再配备一台S2600T做同步保证数据的一致性和可靠性。

利用VMware的虚拟化架构，电台的服务器数量将从以前的20多台左右减少为6~8台左右服务器，大大降低了服务器数量，减小了服务器的电力、维护等各种开销。同时利用VMware虚拟化架构的一系列对业务连续性、灵活性的保证，比如HA、VDR、DRS等等功能，和共享存储等，共同提高业务的运行质量，保障业务的连续性。

图1 系统架构图

3.2 数据备份系统

数据遭到破坏，有可能是人为操作的因素，也可能是软件故障、硬件故障病毒攻击等因素。有专业机构的研究数据表明，丢失300MB的数据对于市场营销部门就意味着13万元人民币的损失，对财务部门意味着16万的损失，对工程部门来说损失可达80万。而丢失的关键数据如果15天内仍得不到恢复，企业就有可能被淘汰出局。

根据电台实际描述和环境，我们可以总结备份容灾需求如下：

功能需求：

(1)Windows服务器文件备份，服务器应用程序及文件的备份；

(2)SQL数据库备份，用于SQL数据库定时备份。

数据量需求：总数据量，总数据量约3 TB。

备份频率：

操作系统灾备：每1周进行一次完全备份，每1天进行一次增量备份，保留4周的历史数据；

文件数据备份：每 1周进行一次完全备份，每1天进行一次增量备份，保留8周的历史数据；

备份空间：

存储空间需要约 10 TB以上 (逻辑空间)。后续根据实际需要在线扩容。

因此，针对电台的现有网络环境和应用环境，结合电台的需求，提出一套完整的核心业务系统的集中备份方案。在电台现有网络环境中部署一台安装备份软件的服务器和一台存储，重要数据通过网络集中定时或实时备份到存储中，当因为操作系统崩溃、数据丢失或SQL Server数据库逻辑故障导致数据不可用时，可以通过恢复操作将数据恢复出来，达到数据不丢失的目标。备份服务器制定合理的备份策略，备份工作可以按照事先制定好的策略自动完成，管理难度和成本将大大降低。

4 总结

在本改造方案中，应用系统利用服务器虚拟化，安装虚拟化软件，将服务器物理资源抽象成逻辑资源，将一台服务器虚拟化为几台甚至几十台相互隔离的虚拟服务器。服务器不再受限于单台物理机的性能局限，从而提高设备资源的利用率，简化系统管理，降低能耗，提高应用系统的可靠性、易运维性和安全性。

参考文献

[1]王宇杰.存储虚拟化技术在海关的应用与实施[J].上海海关学院学报,2012.

[2]黄海广.VMware虚拟化技术在海洋渔业系统中的应用[J].海洋信息,2010.