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虚拟化技术推动系统架构革新
2009年5月31日 13:47    通信世界周刊    评论()    
作 者:中远集装箱运输有限公司 吕勇闯 吴一中

    资源虚拟化的概念早在几年前已经出现,但当时虚拟化技术应用到现实系统的方案不是很完整。随着技术的完善,近期,中远IT系统在对“合理充分利用系统资源”需求的前提下,我们认为虚拟化技术将在中远IT系统架构建设中掀起革新的浪潮,带来巨大的收益。

图1 对较大硬件服务器进行逻辑分区

    目前中远公司所采用的小型机服务器架构基本上属于分散式;所选用的服务器品牌也比较分散,包括了IBM、HP、SUN等各级别的多个平台。同时,也存在着如下的问题:首先,服务器横向扩展能力不足,某些服务器性能已经不能满足当前的应用需要,旧的设备需要淘汰或更新;其次,各台服务器之间的资源不能充分共享,空闲设备的处理器或内存等不能供其他负载大的服务器调用;最后,数量众多的服务器占用较多的机房地板空间和电力资源。

    实践证明,资源虚拟化技术可以帮助企业降低IT系统的运行费用,平衡各种业务的负载,提高整体资源的利用率。

    平衡业务高峰的需求

    由于许多业务都有日常处理量和高峰期的较大处理量,有些业务虽然日常处理量比较低,但为了保证高峰期的处理,在购买服务器时,需要考虑它的配置能够满足高峰期的处理能力,由此可见,此服务器的日常平均利用率较低,但在高峰时资源显得很紧张,例如货流系统就是个典型,月底出月度报告时系统负载利用率非常高,其它时间基本没有负载,资源浪费较大。如果利用动态逻辑分区技术,就可以很好的解决上述问题。

    我们将一台较大的硬件服务器分成多个逻辑分区,每个逻辑分区拥有属于自己的CPU、内存和IO设备等资源,独立运行自己的操作系统,当某个分区的资源紧张时,可以将其它分区的富余资源划分到此分区,支援此分区的业务处理,在业务高峰期过后,又可以将资源归还给原有的分区或调配到其它紧张的分区,如图1所示。这种分区之间的资源调拨,完全动态实现的,即只要应用软件配合,不用停止和重新启动操作系统,就能保证业务的连续运行处理。我们将货流系统、MODS、ETL这三个系统放在同一个机器上的不同分区上,月底调度CPU和内存资源给货流系统,保证货流快报在较短的时间内完成;其余时间则将货流的大部分资源全部分配给MODS、ETL这两个持续繁忙的系统,提升系统性能。这样既能保证各个性能水平,又最大限度的节省了资源。

    混合测试环境和生产环境

    在新的应用投产时,对旧系统进行升级改造时,可能造成业务的短暂中断。利用分区技术,可以将服务器的一部分资源划分成一个测试分区,用来测试新的应用软件和操作系统,同时又保证了生产环境的继续运行,这也节省了单独购买一台硬件做为测试服务器的费用。由此可见,逻辑分区技术对于新业务投产、操作系统升级和在线维护等操作有很大的帮助。

    在实际操作中,该特性对我们的帮助相当大,目前我们新功能大部分测试需要向厂商租借服务器来完成,且要保证与生产环境型号一致,测试质量往往打折扣。如果能比较容易的划分一个生产环境类似的测试分区来进行测试,将能很好的保证测试质量,灵活度也更高。

    保证数据和应用相互独立

    在一台UNIX服务器上运行多个关键业务,如果其中的某个业务失效,很可能会影响到其它业务的运行、安全和数据一致性。所以,许多企业会根据应用的种类不同,购买多个硬件服务器运行不同的业务,这虽然隔绝了服务器之间的相互影响,但可能会造成服务器利用率的不平衡性,同时多个服务器会占用更多的机房空间、消耗更多的电源和冷气、需要更多的IT管理人员、增大了系统维护费用。

    如果将多个应用运行在多个分区上,会很好地解决上述问题,一方面隔绝了分区之间的相互影响,另一方面隔绝了各个应用之间对资源的竞争,同时降低系统管理的复杂性。另外,如果某个应用软件运行在一台服务器上,不能随着CPU数量的增长进行性能提升时,可以利用分区技术将多个CPU分成多个分区,将应用运行在多个小配置的分区上,可能会提高系统的整体吞吐量。

    支持应用程序运行不同的操作系统

    逻辑分区技术能够实现不同的分区运行不同的操作系统,这给业务和应用带来了很大的灵活性。比如,在升级生产环境之前,可以临时划分一个逻辑分区,用来安装新版本的操作系统,测试新版本的应用软件,当测试完成后,可以将测试分区删除,将资源调配到其它分区中。

    支持应用程序对不同时区的要求

    许多的应用程序在进行交易时都依赖于系统时间,一般由系统管理员来设定时间。通常情况下支持不同时区操作的应用程序运行在不同的操作系统中。即使应用程序自己能够管理不同的时区,但很难做到在不影响时区的正常操作情况下,进行系统维护和升级活动,而虚拟化分区技术很好地做到这一点。

    这时,只需将多个时区的业务操作集中到一台单个物理服务器上,不同的负载可以运行在具有不同的操作系统和不同的时间日期设定的不同分区上。例如将分别处理伦敦、东京、纽约业务的应用程序运行在不同的逻辑分区上,当在纽约分区上进行批处理、维护和升级等操作时,不影响伦敦、东京两个分区的运行。

    降低计划内的系统宕机时间

    逻辑分区技术可灵活地调度和实现正常的系统升级及系统维护操作,对应用和操作系统的升级仅限制在某个单独的分区内,极大地减小了对整个业务系统的影响程度。

    提高贵重资源的使用率

    如果在每个分区都安装公共的外围设备,如磁带机、磁带库、光纤存储设备或高性能通讯卡等,是最简单容易的办法,也是最浪费的方式。而逻辑分区技术,可以做到在每个分区动态划分,当分区不需要时,可以从此分区拿掉,划分到其它需要的分区上。这避免了每个分区都实际配备外设造成的浪费,提高了公用设备的整体利用率。

编 辑:高娟
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