1 系統(tǒng)概述

    財(cái)務(wù)信息化是大型國企企業(yè)信息化不可或缺的組成部分，本世紀(jì)初各企業(yè)開發(fā)的財(cái)務(wù)系統(tǒng)所依賴的基礎(chǔ)環(huán)境多以單機(jī)版本或者以各市為單位的局域網(wǎng)版本為主，財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)上報(bào)省局也基本采用紙質(zhì)文檔或者導(dǎo)出文件的方式。隨著業(yè)務(wù)的變革和管理的創(chuàng)新，以省為中心的集團(tuán)模式已成為企業(yè)下一步發(fā)展的趨勢，相應(yīng)的財(cái)務(wù)信息化也越來越向省集中。通過集中管理財(cái)務(wù)系統(tǒng)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、監(jiān)管有力，而且有助于減少市級(jí)單位的構(gòu)建維護(hù)成本。

    以原有架構(gòu)為例，如圖1 所示，原有架構(gòu)是省市兩級(jí)部署的，省公司和11 個(gè)市公司分別搭建了財(cái)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，各涉及到兩臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器、一組數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、一組異構(gòu)陣列和一個(gè)磁帶庫。應(yīng)用服務(wù)器采用PC 服務(wù)器，財(cái)務(wù)應(yīng)用包基于用友公司自主研發(fā)的中間件運(yùn)行；小型機(jī)中部署Oracle 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，通過HP MC/SG 集群軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)例組在Active/Standby 狀態(tài)間的切換；由于財(cái)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵性和重要性，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層面配置了異構(gòu)陣列間的鏡像和D2D（磁盤至磁盤）、D2T（磁盤至磁帶）的備份策略。

圖1 原有的全省財(cái)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)圖

    經(jīng)過分析，這種架構(gòu)存在以下四方面的問題：一是占有了大量資源，全省共獨(dú)占使用24 套中間件服務(wù)器，與24 套數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和24 臺(tái)陣列有關(guān)；二是無法充分利用已占有資源。從主機(jī)的性能分析來看，省公司和11 個(gè)市公司部署A6 財(cái)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的PC 服務(wù)器CPU 和內(nèi)存資源使用率峰值均小于20%；三是管理難度較大。由于各地上報(bào)數(shù)據(jù)均受異地的網(wǎng)寬和通道限制，所以即使后臺(tái)配置參數(shù)一致，數(shù)據(jù)查詢?nèi)杂袝r(shí)間差；四是存在安全隱患，各地技術(shù)人員的運(yùn)維水平各有差異，考慮到財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的商業(yè)機(jī)密性，一旦泄露將會(huì)給企業(yè)帶來不可預(yù)計(jì)的后果。

    為此，我們通過引入基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）的理念，并在對(duì)虛擬化技術(shù)研究分析基礎(chǔ)上，探索適合國企省集中的財(cái)務(wù)系統(tǒng)集成整合架構(gòu)。

2 核心理念和關(guān)鍵技術(shù)

    2.1 基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（IaaS）

    IaaS 是一種基礎(chǔ)架構(gòu)交付模式，如圖2 所示，它通過互聯(lián)網(wǎng)的形式向用戶交付基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)，如服務(wù)器（物理或虛擬）、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)帶寬等。目前IaaS 越來越被社會(huì)所認(rèn)可和采用，在這其中虛擬化技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展功不可沒。

圖2 IaaS 架構(gòu)圖

    2.2 虛擬化技術(shù)

    虛擬化的工作原理指得是通過一系列技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)且透明地向應(yīng)用系統(tǒng)分配基礎(chǔ)架構(gòu)中的資源。接下來我們主要針對(duì)幾種服務(wù)器虛擬化關(guān)鍵技術(shù)展開說明。

    2.2.1 硬件分區(qū)

    硬件分區(qū)技術(shù)是在支持多個(gè)物理單元板的服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)的，從圖3 中可得出，分區(qū)資源以單元板為單位進(jìn)行劃分，一臺(tái)物理服務(wù)器可以被劃分成多個(gè)物理分區(qū)。不同的應(yīng)用分別對(duì)應(yīng)不同的物理分區(qū)。

圖3 硬件分區(qū)圖

    2.2.2 邏輯分區(qū)

    從圖4 可得出，與硬件分區(qū)不同，邏輯分區(qū)的資源劃分不依賴于其物理位置，而是為每個(gè)分區(qū)中分配一顆物理 CPU 或更小粒度的 CPU 資源。

 圖4 邏輯分區(qū)圖

    2.2.3 虛擬化管理程序和虛擬機(jī)

    虛擬化管理程序是基于軟件層面的服務(wù)器資源復(fù)用，它分為裸機(jī)虛擬化管理程序和托管虛擬化管理程序兩類。第一類是直接在硬件上運(yùn)行的，與商業(yè)操作系統(tǒng)相比，裸機(jī)虛擬化管理程序具有高度專用性和非常精簡的優(yōu)勢，這種精簡的體系結(jié)構(gòu)具備先進(jìn)的調(diào)度、資源管理、集群和性能保護(hù)功能，因此比較適合運(yùn)行數(shù)據(jù)中心中性能要求最嚴(yán)苛的應(yīng)用程序。第二類托管虛擬化管理程序適用于虛擬化獨(dú)立主機(jī)以及為單個(gè)用戶運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，它缺乏高性能的支撐，但由于成本低廉，極其適合測試模擬環(huán)境等較小場合使用。盡管體系結(jié)構(gòu)略有差異，但這兩種類型的虛擬化管理程序都為基于軟件的虛擬機(jī)提供平臺(tái)、為虛擬機(jī)的虛擬化組件提供資源，并可用于監(jiān)視虛擬機(jī)中安裝的客戶操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的執(zhí)行情況。

    虛擬機(jī)是一個(gè)隔離的軟件容器，可以運(yùn)行其自己的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，就像是一臺(tái)物理機(jī)一樣。虛擬機(jī)的行為方式完全像一臺(tái)物理機(jī)，包含自身具有BIOS 的虛擬主板、串行端口、CD/DVD 驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、CPU、RAM、硬盤和網(wǎng)卡 (NIC)。它可提供封裝性、隔離性、兼容性和可移動(dòng)性等獨(dú)特的優(yōu)勢。

    封裝性表現(xiàn)在虛擬機(jī)本質(zhì)上是一個(gè)軟件計(jì)算機(jī)，包含一整套虛擬硬件，以及包含或“封裝”在一組離散的文件內(nèi)的操作系統(tǒng)及所有應(yīng)用程序，這些文件保存在基于 SAN 或 NAS 的本地存儲(chǔ)目錄中，當(dāng)虛擬機(jī)關(guān)閉時(shí)這些文件存儲(chǔ)在此目錄中，當(dāng)虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)從此目錄讀取這些文件；隔離性表現(xiàn)在雖然多個(gè)虛擬機(jī)可以共享一臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理資源，但它們相互之間保持完全隔離，就像是單獨(dú)的物理機(jī)一樣，如果一臺(tái)物理服務(wù)器上有三個(gè)虛擬機(jī)，其中一個(gè)虛擬機(jī)由于錯(cuò)誤而崩潰后，其他兩個(gè)虛擬機(jī)仍將保持可用；兼容性指得是虛擬機(jī)可以托管自己的客戶操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，并且配備物理機(jī)中所具有的所有組件；可移動(dòng)性指明可自由地將虛擬機(jī)從一種類型的計(jì)算機(jī)移動(dòng)到另一種類型，而無需對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序進(jìn)行任何更改。

    2.2.4 技術(shù)對(duì)比

    為此，可從表1 中得出三種虛擬化技術(shù)的優(yōu)劣分析。

表1 三種技術(shù)對(duì)比表

    2.3 虛擬機(jī)的集群（HA）與動(dòng)態(tài)資源調(diào)度（DRS）

    2.3.1 虛擬機(jī)的集群（HA）

    HA 技術(shù)將虛擬機(jī)及其所駐留的主機(jī)集中在群集內(nèi)，從而為虛擬機(jī)提供高可用性。群集中的主機(jī)均會(huì)受到監(jiān)控，如果發(fā)生故障，故障主機(jī)上的虛擬機(jī)將在備用主機(jī)上重新啟動(dòng)，從而保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。

    2.3.2 虛擬機(jī)的負(fù)載均衡（DRS）

    DRS技術(shù)通過動(dòng)態(tài)分配和平衡計(jì)算資源，使IT 基礎(chǔ)架構(gòu)與業(yè)務(wù)目標(biāo)一致。DRS 可持續(xù)監(jiān)控所有資源池的利用率，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求在多個(gè)虛擬機(jī)之間智能分配可用資源，提高資源利用率。

    2.3.3 HA 技術(shù)和DRS 技術(shù)結(jié)合

    通過HA 技術(shù) 和DRS 技術(shù)相結(jié)合，可將自動(dòng)故障切換與負(fù)載平衡結(jié)合起來。這種結(jié)合可在HA 將虛擬機(jī)移至其他主機(jī)后更快再平衡虛擬機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的綜合動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

3 財(cái)務(wù)架構(gòu)虛擬化整合方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

    3.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

    本著“精簡資源、強(qiáng)化效率、提升業(yè)務(wù)連續(xù)性”的原則，方案基于VMware 系列產(chǎn)品，從應(yīng)用、服務(wù)器、存儲(chǔ)、安全和運(yùn)維五個(gè)角度提出了具體目標(biāo)：

    在應(yīng)用層面，確保應(yīng)用包不再受到硬件資源的束縛，可以在不關(guān)心運(yùn)行在哪臺(tái)物理服務(wù)器的狀態(tài)下自動(dòng)獲取所需資源，從而不間斷地運(yùn)行。

    在服務(wù)器層面，做到服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、I/O資源能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，從而保證服務(wù)器資源能夠得到充分利用，并且在資源分配過程中不需要中斷業(yè)務(wù)。在存儲(chǔ)層面，要求能夠共享存儲(chǔ)，確保虛擬機(jī)資源能夠在服務(wù)器之間進(jìn)行移動(dòng)，而數(shù)據(jù)不發(fā)生歧義。在安全層面，達(dá)到虛擬機(jī)之間的容災(zāi)效果，并結(jié)合原有的備份軟件更好地提升備份水平，增強(qiáng)虛擬機(jī)的數(shù)據(jù)安全。

    在運(yùn)維層面：集中設(shè)備資源，統(tǒng)一管理，一方面相應(yīng)減輕全省市公司運(yùn)維人員工作量，另一方面以便財(cái)務(wù)新應(yīng)用的快速上線和測試需要，與此同時(shí)大幅減緩升級(jí)時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)生產(chǎn)所造成的影響。

    3.2 總體思路

圖5 改進(jìn)后的財(cái)務(wù)虛擬化架構(gòu)圖

    通過“匯應(yīng)用、集數(shù)據(jù)、搭平臺(tái)”后，省公司將市公司的應(yīng)用和數(shù)據(jù)均上收，并部署在省公司的一個(gè)虛擬化財(cái)務(wù)平臺(tái)上，改進(jìn)后的總體架構(gòu)如圖5 所示，總共分為四層。一是基礎(chǔ)硬件層由服務(wù)器、SAN 網(wǎng)絡(luò)以及磁盤陣列構(gòu)成，為虛擬化系統(tǒng)提供物理資源支撐；二是虛擬化服務(wù)層，采用VMware ESX 中的裸機(jī)虛擬化管理程序vSphere 整合異構(gòu)硬件資源為標(biāo)準(zhǔn)虛擬硬件，為虛擬機(jī)提供統(tǒng)一的虛擬硬件支撐平臺(tái)；三是虛擬應(yīng)用層，利用VMware vCenter 套件調(diào)度操作系統(tǒng)和應(yīng)用包運(yùn)行所需資源，為信息系統(tǒng)提供統(tǒng)一的虛擬應(yīng)用服務(wù)；四是信息系統(tǒng)用戶層，各用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問虛擬應(yīng)用層，獲取需要的功能和數(shù)據(jù)。

    3.3 實(shí)現(xiàn)過程

    3.3.1 制定虛擬化策略

    將基礎(chǔ)架構(gòu)的物理資源動(dòng)態(tài)映射到應(yīng)用程序的幕后推動(dòng)力量是業(yè)務(wù)需求 ,而這些需求會(huì)不斷發(fā)展和變化，所以構(gòu)建虛擬化的應(yīng)用系統(tǒng)，首先需要根據(jù)業(yè)務(wù)要求，制定虛擬化策略，主要分成以下幾步來完成：

    ①分析各類應(yīng)用系統(tǒng)的負(fù)載情況，計(jì)算其所需的系統(tǒng)資源；

    ②針對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行所依賴的操作系統(tǒng)進(jìn)行分類，通過虛擬化管理軟件，劃分資源池，確保資源池中的應(yīng)用集能夠滿足應(yīng)用的峰值負(fù)載；

    ③制定各應(yīng)用系統(tǒng)HA 和DRS 策略，規(guī)劃應(yīng)用包動(dòng)態(tài)遷移的閥值和路徑。

    3.3.2 系統(tǒng)軟硬件實(shí)施

    ①在省公司的兩臺(tái)刀片服務(wù)器上安裝VMwarevSphere 企業(yè)版；

    ②在PC 機(jī)上安裝vCenter 管理端；

    ③刀片服務(wù)器通過刀片機(jī)箱內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)模塊和SAN 交換機(jī)模塊連接網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、SAN 交換機(jī)，并獲取從SAN 陣列映射過來的400GB LUN空間；

    ④通過vCenter 管理端生成全省各市公司虛擬機(jī)配置，每個(gè)虛擬機(jī)劃分2 個(gè)vCPU，2GB 內(nèi)存（最高使用），15GB 磁盤空間。

    3.3.3 虛擬機(jī)安裝及應(yīng)用部署

    ①在虛擬服務(wù)器上安裝和配置Windows Server2003 操作系統(tǒng)，并完成補(bǔ)丁的升級(jí)工作，一個(gè)操作系統(tǒng)安裝完成后，其他操作系統(tǒng)可以采用復(fù)制的方式進(jìn)行；

    ②在每個(gè)操作系統(tǒng)上安裝一個(gè)市煙草的財(cái)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，并完成相關(guān)配置，如數(shù)據(jù)庫連接，網(wǎng)絡(luò)連接等；

    ③各市公司相關(guān)用戶通過廣域網(wǎng)登錄到各自財(cái)務(wù)系統(tǒng)中進(jìn)行測試，檢查是否能夠完成正常操作。

    3.3.4 虛擬機(jī)高可用性部署

    ①在虛擬機(jī)上部署HA 和DRS 功能，并根據(jù)業(yè)務(wù)情況進(jìn)行配置；

    ②通過備份軟件NBU 建立虛擬機(jī)備份策略，保證虛擬機(jī)的安全；

    ③對(duì)HA、DRS、備份恢復(fù)等功能進(jìn)行測試，保證各系統(tǒng)能夠正常工作。

4 總結(jié)與展望

    通過借鑒IaaS 思路和采用虛擬化技術(shù)，優(yōu)化后的新架構(gòu)不僅降低了項(xiàng)目建設(shè)成本，減少了運(yùn)維人員的工作量和復(fù)雜度，而且還提高了財(cái)務(wù)系統(tǒng)的容災(zāi)級(jí)別，并確保了新應(yīng)用的快速上線和平穩(wěn)從測試環(huán)境遷移至生產(chǎn)環(huán)境。下一步我們將在虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索監(jiān)控自動(dòng)化和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化，并將優(yōu)化范圍從財(cái)務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)擴(kuò)大至整個(gè)核心平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)下一代云數(shù)據(jù)中心的敏捷、高可用性和高性能積累經(jīng)驗(yàn)。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：IaaS思路下的財(cái)務(wù)架構(gòu)虛擬化

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