湖北國稅四路虛擬化系統(tǒng)應(yīng)用測試報告

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測試背景

客戶應(yīng)用

隨著IT技術(shù)的進步，國稅信息化建設(shè)也在與時俱進，不斷深入。目前，已建立起包括小型機、PC服務(wù)器、存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為一體的大型數(shù)據(jù)中心，承載了數(shù)十種稅務(wù)和辦公應(yīng)用。

國稅信息中心中目前包含PC服務(wù)器80余臺，主要運行前端Web進入和中間件Weblogic處理，后端使用小型機系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)搭建數(shù)據(jù)庫。

前端應(yīng)用系統(tǒng)主要包括：出口退稅網(wǎng)上申報系統(tǒng)App、出口退稅網(wǎng)上申報系統(tǒng)、出口退稅網(wǎng)上申報系統(tǒng)自動預(yù)審系統(tǒng)、機動車銷售開票系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)、稅收執(zhí)法系統(tǒng)、內(nèi)部網(wǎng)站和辦公系統(tǒng)等。

這些系統(tǒng)作為稅務(wù)和辦公的核心系統(tǒng)，承載起了整個省級國稅的稅務(wù)信息化應(yīng)用。

客戶困惑

隨著信息化建設(shè)的不斷深入，服務(wù)器數(shù)量急劇增加，也給國稅信息化建設(shè)帶來了一些困擾，主要表現(xiàn)在機房空間、電力供應(yīng)接近上限，運維成本高，系統(tǒng)可靠性較低等方面。

國稅機房占地面積在260平米左右，目前已容納了30余臺機柜(包括PC服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備等)、多臺UPS設(shè)備和制冷設(shè)備，目前機房空間已接近滿載，進一步增加服務(wù)器數(shù)量就可能對機房散熱、服務(wù)器操作等造成影響。

電力供應(yīng)的瓶頸更加嚴峻。國稅信息中心機房的設(shè)計電力負荷在80KW，目前在常規(guī)時間，服務(wù)器功率已占用到了75%左右，考慮到峰值的預(yù)留功率，目前機房的電力消耗已經(jīng)接近滿載。

同時，新的應(yīng)用又等待加入，這勢必帶來服務(wù)器數(shù)量的進一步增加。受制于以上兩個因素，機房服務(wù)器數(shù)量不可能再大幅度增加，這就給現(xiàn)有的信息化建設(shè)模式提出了挑戰(zhàn)。

運維成本方面，國稅信息中心目前每年服務(wù)器的電力消耗在50萬度，再加上相配套的制冷、照明、UPS等設(shè)備的功耗，每年電費的支出就接近百萬。機房服務(wù)器數(shù)量多，也給管理帶來了壓力，目前國稅信息中心機房負責(zé)服務(wù)器維護的人員在3到4名，機房管理員工作繁雜，需要進行大量的硬件維護、系統(tǒng)部署等重復(fù)性工作，需要經(jīng)常在環(huán)境嘈雜的機房進行操作。

系統(tǒng)可靠性低，大部分應(yīng)用存在著單點故障的隱患。傳統(tǒng)的雙機熱備HA方式，需要一臺專門的服務(wù)器作為備機，這樣，全被使用雙機熱備的方式，機房服務(wù)器數(shù)量可能就需要翻番。受制于成本、空間、電力等方面的因素，國稅機房目前只能對數(shù)據(jù)庫等關(guān)鍵應(yīng)用實行雙機熱備，大部分的前端應(yīng)用處于無保障狀態(tài)，存在著單點故障的隱患。另一方面，一旦發(fā)生硬件損壞，服務(wù)器的換件等響應(yīng)時間較長(一般換件周期在幾個小時左右)，造成應(yīng)用停頓，業(yè)務(wù)受損。

測試過程

系統(tǒng)診斷

為解決國稅客戶面臨的問題，浪潮聯(lián)合Intel、VMware共同為客戶信息系統(tǒng)現(xiàn)狀進行診斷分析，尋找解決方案。

系統(tǒng)診斷選用VMware Capacity PLANner工具，在客戶機房中增加一臺監(jiān)測服務(wù)器，進負責(zé)收集現(xiàn)有服務(wù)器設(shè)備的配置信息和資源利用狀況，以期找出客戶應(yīng)用的問題并加以解決。

經(jīng)過兩周的資源利用情況收集，其中涵蓋了客戶應(yīng)用高峰期(月初)的相應(yīng)情況，得出以下分析結(jié)果(以其中10臺分析結(jié)果為例)：

操作系統(tǒng)和服務(wù)器類型狀況如下所示：

各項資源利用情況：

處理器等資源的峰值狀況見下圖：

以上測試結(jié)果顯示：在目前單服務(wù)器單操作系統(tǒng)的應(yīng)用模式下，服務(wù)器硬件資源并未得到充分的利用，服務(wù)器CPU占用率在10%以下，大量的服務(wù)器資源被閑置，并未得到充分有效的利用。如何有效的進行服務(wù)器整合，提升服務(wù)器資源應(yīng)用效率，成為解決國稅信息化建設(shè)目前面臨問題的關(guān)鍵所在。

測試方案

依據(jù)前期數(shù)據(jù)收集的結(jié)果，浪潮聯(lián)合Intel、VMware共同為客戶提出了“六核+虛擬化”的解決方案，并進行了實際環(huán)境測試。

測試內(nèi)容：將10臺現(xiàn)有應(yīng)用服務(wù)器進行整合，由原有的物理系統(tǒng)整合進入基于浪潮四路六核虛擬化平臺的虛擬系統(tǒng)，并進行性能對比。

測試方案的幾個重要特點：

? 浪潮最新的四路服務(wù)器平臺NF560D2，基于最新Dunningtown平臺，高性能的服務(wù)器為系統(tǒng)整合提供應(yīng)用性能和整合密度的保障;

? 浪潮AS1000全光纖4Gb存儲系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)存放提供性能和安全性保障;

? Intel最新的四路六核CPU Xeon MP 7450，高性能低功耗，CPU核數(shù)的增加為系統(tǒng)整合提供了更好的性能保證;

? VMware最新版企業(yè)級服務(wù)器虛擬化軟件VI3，并基于兩臺服務(wù)器系統(tǒng)和一臺存儲系統(tǒng)搭建VMware HA、DRS群集，在虛擬化的基礎(chǔ)上提供HA高可用、DRS資源動態(tài)調(diào)度等高級功能。

測試方案拓撲：

其中，Virtual Center服務(wù)器使用客戶現(xiàn)有的兩路服務(wù)器。

方案配置如下：

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器NF560D22顆Intel 六核Xeon MP 7450(2.4GHz)CPU;

32GB FBD DDR2內(nèi)存(最大支持192GB內(nèi)存);

2塊300G10000轉(zhuǎn)3.5'' SAS硬盤(最大支持5個熱插拔SAS硬盤);

256M SAS RAID組件，支持SAS RAID 0、1、5;

四個千兆網(wǎng)絡(luò)接口，支持網(wǎng)卡冗余、負載均衡、WOL(Wale On Line)、I/OAT;

服務(wù)器專用1+1熱插拔冗余電源;

磁盤陣列浪潮 AS10004Gb 體系架構(gòu)的光纖磁盤存儲系統(tǒng),冗余雙控制器;緩存2GB至 4GB;系統(tǒng)可擴至256盤位;

主機通道FC 4Gb×4,或FC 4Gb×8,磁盤通道FC 4Gb×4;

可選FC 4Gb 73/146/300GB 磁盤,可選FC 2Gb 146/300GB磁盤,可選500GB或750GB SATA 磁盤;

ActiveStorage SANManager 管理軟件,基于GUI、CLI的多種管理模式;

支持數(shù)據(jù)快照、本地數(shù)據(jù)復(fù)制和遠程數(shù)據(jù)鏡像等高級數(shù)據(jù)應(yīng)用;

冗余熱插拔電源風(fēng)扇模塊;標配BBU(緩存數(shù)據(jù)保護模塊,72小時)

功能測試

本次測試主要對如下幾個方面進行功能性驗證。

? 實現(xiàn)從物理機向虛擬機的遷移(Inspur -Vmware Converter)

? 虛擬化服務(wù)器、存儲及網(wǎng)絡(luò)(Inspur-Vmware ESX Server)

? 虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)的集中管理、自動化和優(yōu)化(Inspur-Vmware VirtualCenter)

? 虛擬機的在線實時遷移 (Inspur-Vmware VMotion)

? 虛擬化服務(wù)器的高可用性 (Inspur-Vmware HA)

? 實現(xiàn)虛擬機的動態(tài)平衡與資源分配 (Inspur-Vmware DRS)

VirtualCenter服務(wù)器安裝及基本功能測試屬于基本測試，在此不再贅述，我們著重于方案的高可用性測試和工具性測試。

虛擬架構(gòu)高可用性測試結(jié)果見下表：

工作內(nèi)容說明實測結(jié)果

創(chuàng)建并管理Inspur-Vmware Cluster利用兩臺ESX服務(wù)器，組建Inspur-VMware HA和DRS群集，正常狀態(tài)下，每臺服務(wù)器運行6個虛擬機，各司其職

VMotion功能測試利用VMotion技術(shù)，在虛擬機不關(guān)機甚至應(yīng)用沒有絲毫停頓的情況下，實現(xiàn)虛擬機從一臺主機到另一臺主機的在線遷移

HA功能測試Inspur-Vmware HA可以正常配置，在模擬實現(xiàn)主機故障(拔除電源線)時，其上虛擬機在另一主機上的自動恢復(fù)

DRS功能測試Inspur-Vmware DRS可以正常配置，在對某一臺服務(wù)器加壓以達到兩臺服務(wù)器資源利用情況不平衡的狀態(tài)(CPU占用率分別為30%和70%)時，群集自動調(diào)整虛擬機在兩臺服務(wù)器上的分布狀況，最終達到雙方資源利用效率均衡(CPU利用率均為50%)

Converter工具測試結(jié)果見下表:

工作內(nèi)容說明實測結(jié)果

安裝Converter可成功安裝Vmware Converter

采用本地或遠程在線克隆技術(shù)將舊有服務(wù)器導(dǎo)入到虛擬化目標環(huán)境中可成功完成在線將舊服務(wù)器導(dǎo)入到虛擬目標環(huán)境中

(基于客戶的百兆網(wǎng)絡(luò)，20G數(shù)據(jù)遷移的時間在30分鐘左右，150G數(shù)據(jù)遷移的時間在3個小時左右，整個遷移過程不會對客戶現(xiàn)有應(yīng)用造成停頓和影響)

配置并測試新的虛擬機原有的舊服務(wù)器系統(tǒng)在虛擬化后可以穩(wěn)定運行在新的虛擬架構(gòu)環(huán)境中，所有操作系統(tǒng)和應(yīng)用狀況及磁盤容量和數(shù)據(jù)，都保持和原有物理機狀況一致

測試結(jié)果

整合效果

整合前后的數(shù)據(jù)對比：

對比內(nèi)容整合前整合后對比

服務(wù)器數(shù)量10臺2臺減少80%

服務(wù)器空間占用27U8U降低70%

服務(wù)器功耗5400W1200W降低78%

可用性單點故障隱患VMware HA 實現(xiàn)高可用性保障

服務(wù)器管理OS級別：遠程桌面

硬件級別：機房操作

逐一管理，無統(tǒng)一界面OS級別：遠程客戶端

硬件級別：遠程客戶端

所有虛擬機及物理設(shè)備統(tǒng)一界面管理所有虛擬服務(wù)器統(tǒng)一管理，虛擬硬件更改可遠程操作

資源調(diào)度各服務(wù)器獨立，無服務(wù)器間的資源動態(tài)調(diào)度利用DRS構(gòu)建多服務(wù)器資源池，工作負載在不同服務(wù)器間達到平衡孤立的資源調(diào)度模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾?wù)器動態(tài)負載均衡模式

整合后的服務(wù)器資源利用狀況：

CPU利用率曲線

內(nèi)存利用率曲線

硬盤利用率曲線

網(wǎng)絡(luò)利用率曲線

資源利用對比

類別整合前整合后

平均CPU利用率5%-10%30%-50%

平均內(nèi)存利用率30%-40%70%-80%

平均磁盤利用率不到10%10%-20%

平均網(wǎng)絡(luò)利用率不到5%10%-20%

可以看出，通過服務(wù)器的整合，減少和服務(wù)器數(shù)量和相應(yīng)帶來的運維成本，提升了服務(wù)器資源利用效率。在現(xiàn)有服務(wù)器增加內(nèi)存的情況下，整合應(yīng)用數(shù)量可還可進一步提升，最終達到每臺服務(wù)器整合10-20臺虛擬服務(wù)器的密度。

測試總結(jié)

客戶收益

浪潮虛擬化方案架構(gòu)讓國稅信息中心達成以下目標：

1. 節(jié)省約60% TCO

通過將整合多個物理服務(wù)器到一個物理服務(wù)器降低40%軟件硬件成本;

整合比：生產(chǎn)環(huán)境10到15 : 1 ，開發(fā)測試環(huán)境15到20 : 1;

每個服務(wù)器的平均利用率從5%-15%提高到60%-80%;

降低70-80%運營成本， 包括數(shù)據(jù)中心空間、機柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本。

2. 提高運營效率

部署服務(wù)器的時間從小時級到分鐘級， 服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時間從 20-40小時到15-30分鐘， 每年節(jié)省10,000 人/小時(以300臺服務(wù)器為例);

以前硬件維護需要之前的數(shù)天/周的變更管理準備和1到3小時維護窗口，現(xiàn)在可以進行零宕機硬件維護和升級。

3. 提高服務(wù)水平

? 幫助企業(yè)建立業(yè)務(wù)和IT資源之間的關(guān)系，使IT和業(yè)務(wù)優(yōu)先級對應(yīng);

? 將所有服務(wù)器作為大的資源統(tǒng)一進行管理，并按需自動進行動態(tài)資源調(diào)配;

? 無中斷的按需擴容。

? 舊硬件和操作系統(tǒng)的投資保護

? 不再擔心舊系統(tǒng)的兼容性，維護和升級等一系列問題。

綜上所述，浪潮虛擬化方案可協(xié)助客戶達成以下目標：

? 整合空閑服務(wù)器和存儲資源，為新項目重新部署這些資源

? 提升運作效率

? 改進服務(wù)器的管理靈活性

? 通過零當機維護改善服務(wù)等級

? 標準化環(huán)境和改進安全

? 災(zāi)難狀態(tài)下，減少恢復(fù)時間

? 更少冗余的情況下，確保高可用性

? 更有效的適應(yīng)動態(tài)商業(yè)的需求

? 在技術(shù)支持和培訓(xùn)方面降低成本

前景展望

目前測試的結(jié)果僅將一小部分客戶應(yīng)用遷移進入虛擬環(huán)境，客戶進一步將進行整個數(shù)據(jù)中心的虛擬架構(gòu)改造，一旦實施數(shù)據(jù)中心虛擬化，每年僅電費一項支出，就將節(jié)約幾十萬資金，整體TCO降低的效果將更加顯著。

同時，可在現(xiàn)有測試方案基礎(chǔ)上增加全冗余SAN環(huán)境設(shè)計，徹底消除單點故障區(qū)，配合后端小型機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，達到完善的虛擬化應(yīng)用效果。