近2年來，國內(nèi)汽車行業(yè)一直保持著強勁的發(fā)展勢頭，隨著企業(yè)的快速發(fā)展，信息系統(tǒng)在企業(yè)的應用范圍不斷擴大，使得管理效率和成本相應提高，但傳統(tǒng)的單機管理模式已經(jīng)很難適應現(xiàn)有的集群環(huán)境，企業(yè)的信息化還需不斷探索和完善。如何有效管理和使用近百臺的同構(gòu)或異構(gòu)集群，使之發(fā)揮最大功效是目前應用服務器領(lǐng)域的一個研究熱點。服務器虛擬化就是其中廣為應用的有效新技術(shù)之一。
1、汽車制造型企業(yè)信息化趨勢
1.1服務器虛擬化技術(shù)
服務器虛擬化就是多個操作系統(tǒng)在同一時間運行在同一臺主機上的技術(shù)。它將傳統(tǒng)服務器應用程序環(huán)境封裝成可移動的檔案文件，利用這種特性可以將不同操作系統(tǒng)的應用服務同時提供給用戶，也能方便地實現(xiàn)對舊系統(tǒng)應用程序的支持，增強數(shù)據(jù)的安全性，延長軟件的生命周期，提高對服務器的利用率，降低系統(tǒng)總成本，并針對應用和訪問量進行靈活部署，非常適用于企業(yè)信息化建設與發(fā)展。
隨著企業(yè)業(yè)務的飛速發(fā)展，越來越多的業(yè)務系統(tǒng)依賴于數(shù)據(jù)中心的支撐。數(shù)據(jù)中心對于用戶來說就是位于互聯(lián)網(wǎng)的另一端，提供計算和存儲能力的工廠，是IT業(yè)的發(fā)電廠。在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設過程中，隨著各種業(yè)務系統(tǒng)的建設和更新?lián)Q代，每個業(yè)務系統(tǒng)都占用了大量的新舊服務器，昂貴的管理成本、快速增加的能源消耗、快速增長的用戶需求以及低效率的IT資源使用等問題正在大幅體現(xiàn)。
虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)解決了這一矛盾，服務器虛擬化使得操作系統(tǒng)不再直接安裝在硬件上，業(yè)務服務器成為邏輯服務器概念，形成了邏輯層和物理層分離的橫向結(jié)構(gòu)，不僅可以方便地復用硬件資源，管理效率也大大提高。同時結(jié)合服務器虛擬化、應用虛擬化和流技術(shù)，采用新一代動態(tài)數(shù)據(jù)中心的建設模式，能夠根據(jù)不同業(yè)務模塊的資源消耗，自動地分配硬件資源，從而最大限度滿足企業(yè)級數(shù)據(jù)中心的高效率、高性價比和自動化管理等要求。
構(gòu)建新一代動態(tài)數(shù)據(jù)中心是企業(yè)IT架構(gòu)的發(fā)展方向，也是一個逐漸摸索、采納和優(yōu)化資源的過程，本方案建議企業(yè)實施分3步走戰(zhàn)略:
1)服務器聚合階段。針對某些業(yè)務系統(tǒng)的實施和升級改造，對服務器進行整合，以節(jié)省投資和降低運營成本，初步掌握服務器虛擬化技術(shù)。
2)提升數(shù)據(jù)中心管理階段。借助服務器虛擬化技術(shù)，增強數(shù)據(jù)中心的高可用性、災難備份和應用交付，達到優(yōu)化數(shù)據(jù)中心管理的目的。
3)動態(tài)數(shù)據(jù)中心階段。構(gòu)筑能夠自動化分配服務器計算資源的動態(tài)數(shù)據(jù)中心。
因此結(jié)合企業(yè)目前的系統(tǒng)升級，嘗試虛擬化技術(shù)進行服務器聚合，是企業(yè)數(shù)據(jù)中心改造起步的最佳時機。
1.2問題分析
目前階段傳統(tǒng)服務器部署的主要問題包括:
1)利用效率低下。由于每種業(yè)務運行都有高峰和低谷的周期，服務器不得不分別按照峰值配備，大量時間運行空閑，再加上可靠性考慮分別配置雙機，不得不犧牲更多的計算資源。
2)運維成本居高不下。由于服務器數(shù)量越來越多，對數(shù)據(jù)中心的空間、網(wǎng)絡、耗電及制冷等消耗越來越大，成本越來越高。
3)管理復雜，響應速度滯后。每個業(yè)務系統(tǒng)服務器的安裝、升級和維護，以及高可用性和災難備份沒有統(tǒng)一的管理手段，只能因系統(tǒng)而異，管理難度大，無法響應業(yè)務系統(tǒng)的要求。
1.3收益分析
利用服務器虛擬化技術(shù)可以直接解決上述問題，通過構(gòu)筑新一代動態(tài)數(shù)據(jù)中心，可以給企業(yè)帶來的直接收益包括:
1)減少硬件投資:由于服務器虛擬化使得多操作系統(tǒng)可以共用硬件，直接促使服務器數(shù)量大大減少，虛擬化前后的服務器數(shù)量對比保守估計為4:1，可以大大節(jié)省購買服務器的投人;其次由于存儲的共享性提高，也大大節(jié)省了存儲設備的投資;再加上服務器和存儲減少帶來的機房空間的節(jié)省、網(wǎng)絡設備簡化等�？梢钥吹�，服務器虛擬化直接給硬件投資帶來了比較大的節(jié)省。
2)降低運行成本:硬件的減少降低了硬件的維護和服務費用以及運營費用，包括:機柜空間、電力消耗及制冷費用等。
3)簡化數(shù)據(jù)中心管理，提高響應能力:數(shù)據(jù)中心的管理從原來的縱向分割式的多線管理變成了橫向統(tǒng)一管理，硬件人員專注于總體計算負載能力，軟件人員專注于業(yè)務。
4)邏輯服務器的使用和分配更加方便:采用動態(tài)數(shù)據(jù)中心技術(shù)后，為邏輯服務器分配計算能力的工作可以自動化完成，大大提高了企業(yè)數(shù)據(jù)中心的響應能力。
5)提高服務器業(yè)務連續(xù)性和災難備份能力:企業(yè)不用再因為服務器維護而終止業(yè)務運行，所有的服務器之間都具備了在線備份能力;數(shù)據(jù)集中管理更加安全，異地災難備份也變得更加實時和方便。
總的來看，虛擬化技術(shù)使得企業(yè)對資源的利用更加高效，管理手段更加靈活，數(shù)據(jù)中心更加智能和強大，為企業(yè)降低了總擁有成本，實現(xiàn)了投資收益最大化。
2、服務虛擬化方案設計
2.1 IBM PowerVM虛擬化架構(gòu)
在UNIX平臺上，用戶可以選擇PowerVM實現(xiàn)服務器虛擬化，并通過IBM提供的虛擬化服務器管理軟件實現(xiàn)統(tǒng)一管理，能夠集成服務器、操作系統(tǒng)及應用平臺，實現(xiàn)資源利用率的最大化、資源動態(tài)調(diào)整、虛擬高可用性、虛擬機動態(tài)部署遷移、虛擬備份以及全方位虛擬化及集成。從而簡化IT基礎設施，降低成本。
IBM Power System，系統(tǒng)管理為用戶提供一整套從IT資源管理到企業(yè)級服務管理的解決方案。提供統(tǒng)一的IT資源管理控制臺IBM System Director，為企業(yè)更好地調(diào)配并管理數(shù)據(jù)中心的所有虛擬和物理資源提供所需工具，有效地簡化系統(tǒng)管理。IBM System Director是基于開放標準的模塊化解決方案，可通過輕松定制來滿足任何企業(yè)的要求。提供配置、發(fā)現(xiàn)、系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)控、自動響應以及電源和虛擬化管理等功能，使企業(yè)能夠同時管理多個IT環(huán)境中的物理和虛擬系統(tǒng)，真正有效地解決用戶的管理問題和降低管理成本，使更多資源用于創(chuàng)新，能夠快速部署和提供維護服務以適應業(yè)務需求。
2.2建議的虛擬化平臺配置
本方案由“PS700/701/702刀片服務器+DS5020磁盤系統(tǒng)+Director VMControl虛擬控制臺+S系列網(wǎng)絡交換機”組成，支撐系統(tǒng)方案具有整體性能突出、綠色節(jié)能、高可擴展性及高可管理性等特點。
IBM BIadeCenter PS700/701/702/iDataPlex用于Web應用程序服務器/Web數(shù)據(jù)庫服務器，企業(yè)可根據(jù)Web應用的大小或負載情況定制選擇PS700/701/702或者iDataPlex服務器，從而滿足Web應用需求。
方案采用SAN架構(gòu)，后端聯(lián)接高性能IBM DS5020存儲，滿足海量Web數(shù)據(jù)的存儲需要，并可實現(xiàn)分級存儲，從而滿足對數(shù)據(jù)的歸檔要求;服務器和存儲之間采用光纖聯(lián)接，滿足并發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸要求。
整體采用IBM System Director VMControl監(jiān)控管理，統(tǒng)一監(jiān)控及管理各服務器和存儲等設備，從而方便管理員的管理及監(jiān)控工作，并能自動處理緊急情況。
本方案本著節(jié)約成本和提高資源利用率的原則，采用IBM PowerVM虛擬化技術(shù)對系統(tǒng)進行分區(qū)與整合，既滿足了3層架構(gòu)的安全要求，又節(jié)約了服務器資源。本方案所構(gòu)建的虛擬化平臺拓撲圖，如圖1所示，是典型的整合虛擬化平臺拓撲結(jié)構(gòu)。
本次虛擬化平臺采用了IBM最先進的PowerVM虛擬化技術(shù)，使得客戶可以利用有限的資金來購買有限的硬件資源，創(chuàng)建多個分區(qū)資源，在節(jié)約成本的同時能夠快捷并輕松地滿足以后測試要求。在數(shù)據(jù)通道方面，Virtual I/O Server(虛擬I/O服務器)實現(xiàn)以太網(wǎng)、SCSI和光纖通道磁盤共享，大大加快了數(shù)據(jù)在總線結(jié)構(gòu)中的傳輸速度。對于磁盤管理，POWER6動態(tài)分區(qū)遷移(Live Partition Mobility)實現(xiàn)把一個正在運行的邏輯分區(qū)實時遷移到另一臺物理服務器上，避免計劃中和計劃外的應用程序中斷。這項技術(shù)大幅降低了單臺設備宕機對整個系統(tǒng)的影響和遷移的高成本，更提高了應用可用性。而對于升級系統(tǒng)的用戶，Live Application Mobility(動態(tài)應用程序遷移)技術(shù)更大程度地保證了用戶的系統(tǒng)連續(xù)性，不會因為整體的系統(tǒng)升級而耽誤過多的業(yè)務時間。采用IBM PowerVM微分區(qū)技術(shù)和高可用技術(shù)，可以使用較少的CPU資源來滿足不同的測試需求，整個系統(tǒng)不會出現(xiàn)單點故障，更有利于錯誤的排查和恢復。在系統(tǒng)管理方面，Director 6.1的擴展功能—VMControl IBM Systems Director中的VMControl插件，可以幫助使用者十分方便地創(chuàng)建需要部署的安裝映像，同時可以便捷地進行部署、調(diào)整以及管理，從而極大地降低了相應的工作量并減少需要的時間。
隨著綠色節(jié)能理念的深人，能源管理軟件IBM Systems Director Active Energy Manager (AEM)的使用，有助于降低電力和冷卻需求，同時降低數(shù)據(jù)中心的資源占用以及場地成本。精簡化的BladeCenter H機箱和BladeCenter S機箱也為使用者在盡可能小的空間內(nèi)構(gòu)建強大的系統(tǒng)提供了保障。
3、結(jié)論
通過數(shù)據(jù)中心的虛擬化建設可以看到，整個過程大致分為4個階段:第1階段是針對相互獨立的IT環(huán)境，建立資產(chǎn)和業(yè)務服務基準，制定出項目計劃;第2階段是整合物理環(huán)境和應用程序，大幅降低資本設備和運營成本;第3階段是實現(xiàn)虛擬化和自動資源調(diào)配，減少服務和應用程序交付時間，提高資產(chǎn)利用率;第4階段是實現(xiàn)集成式業(yè)務服務，實現(xiàn)透明的成本分配和管理，基礎架構(gòu)專為提高業(yè)務效率而設計。通過實施上述階段的整合，精簡原有IT環(huán)境，使虛擬化建設成為打造便捷、安全與經(jīng)濟高效數(shù)據(jù)中心的核心戰(zhàn)略。
在實施虛擬化的過程中，有4個關(guān)鍵性問題不容忽視，一是可管理性;二是可用性，不能因為虛擬化的應用導致性能方面的損失;三是安全性，不能出現(xiàn)漏洞;四是對應用的優(yōu)化。虛擬化的投人要從整體系統(tǒng)的角度考慮。
虛擬化不僅是一個技術(shù)和一種應用手段，更是一個企業(yè)發(fā)展所必經(jīng)的歷程。在服務器甚至數(shù)據(jù)中心完善過程中，隨著虛擬化技術(shù)逐漸成熟，虛擬化技術(shù)必將在汽車制造型企業(yè)，特別是自主品牌汽車制造企業(yè)中得到廣泛應用，為企業(yè)的快速而穩(wěn)定的發(fā)展提供堅實而有效的基礎。
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