服務(wù)器群集及Hyper-v虛擬機(jī)部署技術(shù)研究報(bào)告朱萬(wàn)珍

.z效勞器群集及Hyper-v虛擬機(jī)部署技術(shù)研究摘要：數(shù)字化氣田的建立給我們帶來(lái)高度的數(shù)據(jù)集中和業(yè)務(wù)應(yīng)用的整合的同時(shí)，，也使對(duì)效勞器環(huán)境的依賴到達(dá)了空前的程度，這使得對(duì)系統(tǒng)可用性等方面的要求變得越來(lái)越高。本文討論的就是如何運(yùn)用效勞器集群及Hyper-v虛擬機(jī)部署技術(shù)在數(shù)字化氣田的系統(tǒng)可用性等方面發(fā)揮出積極的作用。主題詞：效勞器集群技術(shù)；Hyper-v虛擬機(jī)；刀片效勞器前言在所有企業(yè)、政府機(jī)關(guān)、軍隊(duì)、醫(yī)療等單位，以及許多業(yè)界通信實(shí)體，正在越來(lái)越多地依賴于效勞器，以不斷拓寬效勞種類。然而，我們?cè)谙硎苓@些先進(jìn)技術(shù)帶給我們實(shí)惠的同時(shí)，又不得不面對(duì)這樣一個(gè)事實(shí)：電子設(shè)備出現(xiàn)故障是不可防止的，效勞器也不例外。現(xiàn)在，很多單位已經(jīng)使用OA、ERP等系統(tǒng)。無(wú)論使用哪種系統(tǒng)，效勞器在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要性是不言而喻，效勞器作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的心臟，要為網(wǎng)絡(luò)上所有的用戶提供數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用效勞，如果不能保障效勞器的正常運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性就無(wú)從談起。所以，要確保網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用運(yùn)行平穩(wěn)，具有可靠的適時(shí)性和連續(xù)性，通過(guò)效勞器的群集及Hyper-v虛擬機(jī)技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的可用性和可擴(kuò)展性是目前備受推崇的方案。1、采氣分公司效勞器運(yùn)行初期狀況分析1.1采氣分公司效勞器運(yùn)行初期配置情況采氣分公司共有效勞器4臺(tái)，其中IBM*260效勞器3臺(tái)，HP*eonML350效勞器1臺(tái)。由于機(jī)房條件所限其中3臺(tái)放置在機(jī)關(guān)三層小樓的一樓機(jī)房，另外1臺(tái)放置在機(jī)關(guān)二層小樓的二樓機(jī)房。效勞器配置具體情況請(qǐng)參照表1：表1分公司效勞器統(tǒng)計(jì)表序號(hào)IP地址應(yīng)用方向硬件配置操作系統(tǒng)110.*.*.130門(mén)戶效勞器IBM*260(10塊磁盤(pán))WindowServer2003210.*.*.133FTP效勞器IBM*260(6塊磁盤(pán))310.*.*.84應(yīng)用系統(tǒng)效勞器IBM*260(6塊磁盤(pán))410.*.*.86數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器HP*eonML3501.2采氣分公司效勞器運(yùn)行初期數(shù)據(jù)資產(chǎn)狀況門(mén)戶效勞器磁盤(pán)使用情況門(mén)戶效勞器磁盤(pán)配置共1.5T,其中一局部用于作為熱備盤(pán)，實(shí)際磁盤(pán)容量為1.1T，邏輯磁盤(pán)共分為C、D、E三個(gè)分區(qū)。磁盤(pán)具體情況請(qǐng)參照?qǐng)D1：圖1-1門(mén)戶效勞器磁盤(pán)使用情況圖FTP效勞器磁盤(pán)使用情況FTP效勞器磁盤(pán)配置共1T,其中一局部用于作為熱備盤(pán)，實(shí)際磁盤(pán)容量為683G，邏輯磁盤(pán)共分為C、D兩個(gè)分區(qū)。磁盤(pán)具體情況請(qǐng)參照?qǐng)D2：圖1-2Ftp效勞器磁盤(pán)使用情況圖應(yīng)用系統(tǒng)效勞器磁盤(pán)使用情況應(yīng)用系統(tǒng)效勞器磁盤(pán)配置共1.5T,其中一局部用于作為熱備盤(pán)，實(shí)際磁盤(pán)容量為1.1T，邏輯磁盤(pán)共分為C、D、E三個(gè)分區(qū)。磁盤(pán)具體情況請(qǐng)參照?qǐng)D3：圖1-3應(yīng)用系統(tǒng)效勞器磁盤(pán)使用情況圖數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器磁盤(pán)使用情況采氣分公司數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器磁盤(pán)配置共1.5T,其中一局部用于作為熱備盤(pán)，實(shí)際磁盤(pán)容量為1.1T，邏輯磁盤(pán)共分為C、D兩個(gè)分區(qū)。磁盤(pán)具體情況請(qǐng)參照?qǐng)D4：圖1-4數(shù)據(jù)庫(kù)效勞器磁盤(pán)使用情況圖2、效勞器群集部署2.1效勞器群集技術(shù)概述群集系統(tǒng)是一種由一組互連的整機(jī)構(gòu)成的并行或分布系統(tǒng)，可作為統(tǒng)一的計(jì)算資源使用。效勞器群集技術(shù)使用多臺(tái)效勞器組成效勞器集合，可以提供相當(dāng)高性能的不停機(jī)效勞。在這個(gè)構(gòu)造中，每臺(tái)效勞器都分擔(dān)著一局部計(jì)算任務(wù)，由于集合了多臺(tái)效勞器的性能，整體的計(jì)算實(shí)力被增加了。與此同時(shí)，每臺(tái)效勞器還承擔(dān)一些容錯(cuò)任務(wù),當(dāng)其中一臺(tái)效勞器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在軟件的支持下將這臺(tái)效勞器從系統(tǒng)中隔離出去，通過(guò)各效勞器之間的負(fù)載轉(zhuǎn)嫁機(jī)制完成新的負(fù)載分擔(dān)，同時(shí)向系統(tǒng)管理人員發(fā)出警報(bào)。再者，在*個(gè)應(yīng)用軟件的峰值處理期間內(nèi)，對(duì)該應(yīng)用的需求會(huì)變得過(guò)高，則使用簡(jiǎn)單的操作命令就可以把同一節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用包轉(zhuǎn)移到其他節(jié)點(diǎn)從而減輕該節(jié)點(diǎn)的工作負(fù)荷，來(lái)滿足已增加的需求。群集系統(tǒng)就是通過(guò)功能整合和故障過(guò)渡實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用性和可靠性。效勞器群集技術(shù)提供了高度的可用性、伸縮性與易管理性：高度的可用性：群集被設(shè)計(jì)具有防止單點(diǎn)故障發(fā)生的能力。應(yīng)用程序能夠跨計(jì)算機(jī)進(jìn)展分配，以實(shí)現(xiàn)并行運(yùn)算與故障恢復(fù)，并提供更高的可用性?？缮炜s性：參加更多的處理器或計(jì)算機(jī)提高群集的計(jì)算能力。當(dāng)現(xiàn)有效勞器能力有限時(shí)，可以通過(guò)增加CPU、內(nèi)存、甚至一臺(tái)或幾臺(tái)效勞器來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)的能力。在效勞器群集技術(shù)出現(xiàn)之前，用戶通過(guò)增加CPU、內(nèi)存來(lái)進(jìn)展擴(kuò)展，但是CPU、內(nèi)存的擴(kuò)展只能在一臺(tái)效勞器上進(jìn)展，因此擴(kuò)展是有極限的。而效勞器群集技術(shù)可以通過(guò)在現(xiàn)有系統(tǒng)上增加效勞器來(lái)進(jìn)展擴(kuò)展，增加的效勞器將與原有的效勞器嚴(yán)密地集成在一起，為客戶端提供高性能的應(yīng)用效勞。易管理性：群集以單一系統(tǒng)映射的形式來(lái)面向最終用戶、應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，也為管理員提供單一的控制點(diǎn)，而這種單一控制點(diǎn)則可能是遠(yuǎn)程的。2.2采用共享存儲(chǔ)設(shè)備的高可用性群集部署方案2．2．1系統(tǒng)硬環(huán)境要求：兩臺(tái)IBM*Series效勞器共享的磁盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備E*P4700ServeRAID陣列控制卡內(nèi)部連接網(wǎng)絡(luò)客戶端效勞網(wǎng)絡(luò)光纖交換機(jī)圖2-1ServerRAID群集方案示意圖2．2．2工作方式及特點(diǎn)：這種群集方式的實(shí)現(xiàn)，是通過(guò)兩臺(tái)效勞器共享一個(gè)外部的磁盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備，所有要求高可用的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序代碼存儲(chǔ)在共享的設(shè)備中，兩臺(tái)效勞器分別對(duì)磁盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備具有權(quán)。當(dāng)一個(gè)效勞器發(fā)生失效的時(shí)候，另外一個(gè)效勞器仍然可以對(duì)共享存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)進(jìn)展，客戶端網(wǎng)絡(luò)的，可以由這臺(tái)效勞器繼續(xù)維持。圖中的兩臺(tái)效勞器分別具有一個(gè)本地盤(pán)用于安裝Windows2003server操作系統(tǒng)。效勞器中分別安裝由兩塊網(wǎng)卡，其中一組網(wǎng)卡用于網(wǎng)絡(luò)效勞的提供〔圖中客戶端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)段〕，另一組網(wǎng)卡通過(guò)一條心跳網(wǎng)線構(gòu)成了一個(gè)內(nèi)部互連的高速網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)是用于兩臺(tái)效勞器之間的信息傳遞。在效勞器中分別安裝一塊ServerRAID控制卡，通過(guò)ServerRAID可以實(shí)現(xiàn)效勞器的內(nèi)部和外部的陣列，同時(shí)通過(guò)該控制卡連接共享的存儲(chǔ)設(shè)備〔圖中所示的共享SCSI總線〕。所有要求維護(hù)高可用性的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序代碼都存儲(chǔ)在共享的存儲(chǔ)設(shè)備中，這也是該方案的關(guān)鍵局部。效勞器中的ServerRAID的第三個(gè)通道相互連接在一起構(gòu)成SCSI內(nèi)部互連，這個(gè)連接是用于兩臺(tái)效勞器之間陣列信息的同步。節(jié)點(diǎn)級(jí)保護(hù)：在任何時(shí)候，如果一個(gè)效勞器失效，在這個(gè)效勞器上運(yùn)行的所有應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)效勞都會(huì)在另外一臺(tái)效勞器上重新啟動(dòng)，共享存儲(chǔ)設(shè)備的控制權(quán)從失效的效勞器上轉(zhuǎn)移到運(yùn)行的效勞器。運(yùn)行的效勞器可以繼續(xù)支持群集的虛擬效勞器，通過(guò)群集的虛擬效勞器，用戶的網(wǎng)絡(luò)可以繼續(xù)進(jìn)展。從而實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的保護(hù)。資源級(jí)保護(hù)：如果一個(gè)效勞器所運(yùn)行的*個(gè)進(jìn)程發(fā)生失效，該失效的進(jìn)程會(huì)通過(guò)群集監(jiān)視器被檢測(cè)到，之后通過(guò)群集效勞在另一臺(tái)效勞器上重新啟動(dòng)，通過(guò)虛擬的效勞器繼續(xù)向外提供效勞。對(duì)于原效勞器上所運(yùn)行的其他進(jìn)程和效勞不會(huì)受到失效進(jìn)程的影響。3、Hyper-v虛擬機(jī)部署3.1Hyper-v虛擬機(jī)技術(shù)概述3．1．1Hyper-v虛擬機(jī)技術(shù)概述Hyper-V是一個(gè)Hypervisor〔系統(tǒng)管理程序〕，它主要作用就是管理、調(diào)度虛擬機(jī)的創(chuàng)立和運(yùn)行，并提供硬件資源的虛擬化。Hyper-V是微軟伴隨WindowsServer2008最新推出的效勞器虛擬化解決方案，在WindowsServer2008發(fā)布的時(shí)候，集成了一個(gè)Beta版本的Hyper-V。對(duì)于一個(gè)虛擬化產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，要求一個(gè)硬件特性是比較奇特的事情〔要求支持一個(gè)指令集不算〕，微軟之前的VirtualServer2005R2不需要這個(gè)特性。對(duì)于VMware的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這也只是一個(gè)可選的特性，不像Hyper-V那樣，是一個(gè)硬性的要求。處理器不支持VT/AMD-V，就無(wú)法運(yùn)行Hyper-V。VT-*處理器輔助虛擬化技術(shù)，是Hyper-V的硬性要求關(guān)于VT的具體作用，可以查看*86虛擬化難題解決：IntelVT或者?從VT-*到VT-dIntel虛擬化技術(shù)開(kāi)展藍(lán)圖?。VT，或者AMD-V，是一種硬件輔助虛擬化技術(shù)，用來(lái)解決RingPrivilege的問(wèn)題，傳統(tǒng)處理器下虛擬機(jī)通過(guò)使用指令轉(zhuǎn)換的方法來(lái)在Ring3執(zhí)行Ring0特權(quán)指令，嚴(yán)重影響性能，而VT則解決了這個(gè)問(wèn)題。對(duì)VT的依賴和支持是Hyper-V架構(gòu)的根底，也是Hyper-V最大的特點(diǎn)。也因?yàn)镠yper-V需要處理器支持硬件虛擬化輔助，一局部處理器無(wú)法應(yīng)用Hyper-V，只有較新、非Value型的處理器才能應(yīng)用。例如.microsoft.只有75%的幾率碰到部署在Hyper-V上的虛擬化效勞器，剩下的25%都是未Hyper-V虛擬化的效勞器。要在這些效勞器上應(yīng)用虛擬化，用戶只能選擇VirtualServer2005R2，或者其它公司的產(chǎn)品。MicrosoftHyper-V和VMwareES*Server是比較相像的，都是Bare-Metal類型，但是它們的內(nèi)核架構(gòu)也有著明顯的不同。微軟在談到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手ES*Server時(shí)，總會(huì)提到，Hyper-V是微內(nèi)核架構(gòu)的，而ES*Server是單內(nèi)核架構(gòu)，Hyper-V要更好。4、結(jié)論及認(rèn)識(shí)采氣分公司效勞器故障轉(zhuǎn)移群集的搭建能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)一臺(tái)效勞器遇到故障變?yōu)椴豢捎脮r(shí)，另一臺(tái)效勞器自動(dòng)接收發(fā)生故障的效勞器，保證了效勞器不連續(xù)運(yùn)行，也提高了數(shù)據(jù)的高平安性；Hyper-v虛擬機(jī)的部署能夠整合效勞器中應(yīng)用系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)了“單臺(tái)多用〞技術(shù)，在一臺(tái)高性能的效勞器上同時(shí)部署多個(gè)Hyper-v虛擬機(jī)，在每個(gè)虛擬機(jī)中運(yùn)行不同的應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行速度將比使用原有效勞器快，充分提高了效勞器的高可用性。參考文獻(xiàn)[