图书馆虚拟化方案建议书

图书馆虚拟化方案建议书内容摘要：

大改进，包含添加，移动，变更，预制和重置  基础应用将变得更强壮和灾难抵御能力 整合重要应用服务器 根据不同的使用服务器软件来大幅降低成 本的实例， 使用服务器 TCO模型来分类和计算成本，我们分析显示 XX 虚拟化软件帮助这些企业实现：  减少 28％－ 53％的硬件成本  减少 72％－ 79％的运作成本  减少 29％－ 64％的综合成本 客户目标：  整合空闲服务器和存储资源，为新项目重新部署这些资源  提升运作效率  改进服务器的管理灵活性  通过零当机维护改善服务等级  标准化环境和改进安全  灾难状态下，减少恢复时间  更少冗余的情况下，确保高可用性  更有效的适应动态商业的需求  高级备份策略  在技术支持和培训方面降低成本 13 商业连续性解决方案 每年成百上千的全球数据中心遭遇重大的服务中断。 这些商业运行将受到用户错误，病毒，硬件故障和自然灾害等问题的影响。 当前商业连续性处于企业IT策略的最前沿，并且从管理层到 CEO 的所有人都非常重视它。 成功的商业连续性策略元素包含： ▲ 应用程序可用计划 ▲ 包含监控和平台冗余的预防措施 ▲ 数据保护 ▲ 灾难恢复策略 ▲ 有效的人员计划 使用虚拟构架， IT管理员能改进商业连续性的所有方面，例如： ▲ 由于主备服务器之间的硬件独立性，使得灾难恢复更快而花费不多 ▲ 排除计划内的硬件当机，并明显的减少计划内的软件当机 ▲ 管理所有虚拟机和监控宿主机的单点控制技术 ▲ 为了实现捕捉和恢复，完全的把主机压缩到文件里去 ▲ 简化和可重复的自动程序 第四章 虚拟化 技术提高 系统可用性 可用性是计算机系统提供可持续服务的一种能力。 对高可用性（ HighAvailability， HA）的追求是高端计算尤其是商业计算永恒的目标。 计 14 算机系统的可用性是通过系统的可靠性和可维护性两项指标来衡量的 ： 即由系统平均无故障时间和平均维修时间等因素决定。 计算机系统的可用性可通过提高硬件系统和软件系统的可靠性、系统的容错能力、系统故障检测和故障恢复能力来提高 ， 也可从软件层面提高操作系统的容错能力采用高可用性双机或多机软件等技术手段来提高。 虚拟化技术的逐渐成熟为采用软件手段来提高系统的可用性提供了新的思路和方法。 例如，基于虚拟化技术可构建双机或多机的高可用系统 ， 这种方法虽然从原理上与传统的高可用软件比较接近 ， 但是采用虚拟化技术却可以得到灵活、方便、快速等许多好处。 此外 ， 通过将虚拟化技术融入到操作系统的体系结构中 ， 还可以提高操作系统容错的力和快速恢复的能力 ， 比 如隔离易出故障的应用和驱动程序 ， 监控不可信的系统等。 计算机系统的可用性衡量的是系统可以提供持续服务的能力 ， 通常 ： 系统可用性 = MTTF / (MTTF + MTTR) 100% 其中 ， MTTF（ Mean Time To Failure） 表示系 统平均无故障时间 ， 是衡量系统可靠性的重要指标； MTTR（ Mean Time To Restoration） 表示系统平均维护时间 ， 是衡量系统可维护性的重要指标。 因此提高系统可用性可以从提高系统可靠性和降低系统维护时间入手 ， 在硬件和软件层面都有很多技术和方案可以利用。 从软件层面来讲 ， 提高系统的可靠性 ， 一方面要提高软件产品质量 ， 尽量减少引入的软件的缺陷 ； 另一方面 ， 要对系统出现的各种软硬件故障有足够的容忍能力 ， 也就是说要能够及时探测或预测到故障的发生 ， 能够隔离或者限定故障的传播 ， 避免故障对系统的关键数据产生破坏等等。 软件容错技术有很多种 ， 像镜像技术、多路冗余、进程检查点等。 通常在操作系统中采用的进程空间隔离 ， 也是限定故障传播的重要手段。 在降低系统维护时间方面 ， 需要软件能够迅速从故障现场中恢复回来 ， 譬如能够支持关键硬件设备的热插 拔 ， 能够快速启动操作系统 ， 能够快速将应用请求切换到备份系统上等。 15 虚拟化平台 可用性 vMotion—— 无需停机的服务器迁移 vMotion 技术在不影响终端用户使用的前提下将虚拟机从一台物理服务器上迁移到另外一台上。 vMotion 技术为企业环境下的业务连续性提供了前所未有的保护，通过 vMotion 技术企业的计划内停机时间缩减为 0，计划外停机时间也极大的减少。 vMotion 通过三项基础技术保障虚拟机在物理服务器之间实时、无缝和安全迁移：首先，虚拟机的整体状态都被封装共享存储区的一组文件中，的虚拟文件系统 —— ocfs 允许多个物理服务器并行访问同一组文件；其次，虚拟机的内存镜像和系统状态通过物理机间的高速网络进行传递，传输过程在千兆网络上只需要不到两秒钟的时间；第三，虚拟机使用的网络也已被底层的虚拟化，确保即使在迁移之后，虚拟机的网络标识和网络连接也能保留下来。 vMotion 会在此过程中管理虚拟 MAC地址。 一旦目标虚拟机被激活， vMotion 就会对网络路由器执行ping 指令，以确 保它知道该虚拟 MAC 地址的新物理位置。 由于使用 vMotion 进行虚拟机迁移可保留精确的执行状况、网络身份标识和活动的网络连接，因此可以实现无需停机、不会对用户造成干扰的在线虚拟机迁移。 High Availability—— 降低停机时间 High Availability 为工作在虚拟环境中的任何系统平台之上的应用程序提供了一套极具性价比的高可用解决方案，这套方案完全摆脱了对传统的集群技术的依赖，可以在保证可用性的前提下有效为企业节省资金投入。 HA 可以自动监测物理服务器的可用性，如果发现物理服务 器发生故障，则可以在无需人工干预的前提下将发生故障物理机上的虚拟机在同一个资源池内的另外一台物理机上重新启动。 此外 HA 可以通过虚拟机之间的心跳信号来保证虚拟机之间的故障切换。 16 该方案可以看作是对传统集群高可用软件的一种简单扩展 ， 但是与传统高可用系统相比 ， 基于虚拟化的方案又有很多优势。 高可用集群软件是传统的高可用应用系统解决方案 ， 比较典型的如 Linux HA。 它可以支持双机 （ 1 备 1） 或者多机 （ 1 备 N 或者多备多 ）。 一般情况下 ，除正常的通信网络之外 ， 还需要用心跳网络将集群中的服务器连接起来。 心跳线是用来监听服务器或应用状态的 ， 当其中一台服务器出现故障时 ， 将自动切换到备用服务器上继续运行 ， 从而保证应用的连续性。 传统的高可用软件一般都是基于共享存储来实现的 ， 其数据一致性和可用性依赖于存储的可靠性 ， 应用的切换时间则根据应用类型的不同 ， 短则几秒钟 ， 长则几分钟 ， 甚至更长 ； 并且要针对不同的应用编写不同的切换脚本 ， 才能达到最好的效果。 基于虚拟化技术的高可用系统原理与传统的高可用系统原理比较相近。 图 1给出了双机高可用方案示意图 ， 多机的方案可以在 这个基础上进行简单扩展得到。 基于虚拟化的双机高可用方案 与传统高可用软件类似，基于虚拟化的高可用系统也依赖于共享存储，同时要在服务器间建立监控系统。 当一台设备出现故障时，运行在该服务器 上的虚拟 17 机将 “ 迁移 ” 到新的服务器上 ， 这种迁移一般是虚拟机的重启 ， 或者基于快照的恢复。 之所以要依赖共享存储 ， 就是 要 保证虚拟机镜像的一致性。 现在也有一些方案可以实现完全的 “ 热备 ” ， 即可以将服务器 1上的虚拟机状态实时复制到服务器 2的虚拟机监控器 （ Virtual Machine Monitor， VMM） 上。 从而在服务器1出现 故障时 ， 实现零数据损耗、零时间损耗的切换。 但是这种实时复制对性能的损伤非常大 ， 目前还无法支撑规模稍大些的复杂的硬件设备。 基于虚拟化的高可用系统与传统的高可用系统相比，相似点比较多。 并有很多优势，其中最大的优势就是对资源的高效利用。 传统高可用系统中，要实现快速切换，要求主节点和备份节点上安装的系统完全一样，这样在实现 1 备 N的情况下，就要求这 N+1个系统一致，否则很难实现。 譬如 A、 B 作为主机，如果分别运行应用 App1 和 App2， C 作为备机为 A、 B同时做备份，那么 C上就要同时运行 App1和 App2，这在实际系统中存在若干困难，实际上也增加了系统的复杂性。 特别是 A、 B 如果运行不同的操作系统，就更不可能做到 1备 2了。 因此在真实系统中，往往不同的应用需要建立不同的高可用集群。 而基于虚拟机的高可用系统就没有这种限制，不同的应用可以采用同样的备份资源，从而提高资源利用率。 这是因为虚拟机的切换是基于快照恢复的，是系统级别的，与虚拟机上运行什么操作系统和应用都没有关系。 此外，结合存储设备的实时复制功能，还可以摆脱对共享存储的依赖，在不同的存储设备间实现基于虚拟化的高可用方案。 应用 级业务连续性解决 方案 本方案为用户采用 XX 业务连续性解决方案，为用户构建业务、进程、服务级别的业务连续性保障。 全球经济一体化的今天，企业的管理和运营已经离不开信息系统的支撑，因此企业信息系统的业务连续也成为决定企业生死存亡的重要因素之一。 比如在网络视频应用领域，一个客户点击视频后如果 8秒内没有响应，其就会选择另一个视频进行点播。 如果一旦网站的业务连续性受到挑战，致使长时间停机，其对客户群数量以及网站点击率的影响将是致命的。 可见，对那些需要保障信息安全和提供不间断的信息服务的企业来说，业务系统的连续性显得尤为重要。 因此，在 18 保障各种关键应用持续运营，甚至达到永续经营并实现业务的良性循环方面，业务连续保护软件的巨大作用得到了广泛认可。 目前， XX 存储在业务连续性软件方面已经积累了多年的销售经验和研发经验，具有很大的客户保有量和丰富的销售经验，同时在这个过程中不断创新、不断挑战，已经沉淀了很多的研发心得，依据 2020年 7月，国家正式发布的《信息系统灾难恢复规范》（ GB/T 209882020 ）国家标准，结合 XX 多年理解的客户需求， XX开发了“ XX海量存储系统软件－业务连续保护模块（ Infinity Storage System － 双机热备 ）”，在保障信息系统的业务连续性方面走在了存储界的前列。 在 双机热备 模块中，能满足客户多点业务连续保护、异地业务连续保护以及容灾等高中低多种需求。 双机热备 功能亮点： 人性化设计  中文界面，依照国人习惯  支持远程管理  支持故障通知服务 强大的功能和出色的性能  支持远程容灾  支持共享、镜像、集群等多种高可用模式  支持应用程序深层故障监控  支持超过 2TB的大容量数据分区 卓越的扩展性和广泛的兼容性  支持最多支持 32 节点，具备良好的系统扩展性  支持目前国内主流的 Windows 和 Linux 操作系统平台  支持 IA6 EM64T 和和 PPC64 等 64位架构的服务器和操作系统平台 与虚拟技术的完美融合  支持基于 VMWare 虚拟技术的方案  支持基于 HyperV虚拟技术的方案 双节点镜像方案介绍： 19 双节点镜像方案：  支持同步 /异步差分复制，高效的复制，节省客户网络资源；  支持双活模式，双节点可同时进行。