湖北國(guó)稅四路虛擬化系統(tǒng)應(yīng)用測(cè)試報(bào)告

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測(cè)試背景

客戶應(yīng)用

隨著IT技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)稅信息化建設(shè)也在與時(shí)俱進(jìn)，不斷深入。目前，已建立起包括小型機(jī)、PC服務(wù)器、存儲(chǔ)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(guó)稅信息中心中目前包含PC服務(wù)器80余臺(tái)，主要運(yùn)行前端Web進(jìn)入和中間件Weblogic處理，后端使用小型機(jī)系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)搭建數(shù)據(jù)庫(kù)。

前端應(yīng)用系統(tǒng)主要包括：出口退稅網(wǎng)上申報(bào)系統(tǒng)App、出口退稅網(wǎng)上申報(bào)系統(tǒng)、出口退稅網(wǎng)上申報(bào)系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)審系統(tǒng)、機(jī)動(dòng)車(chē)銷(xiāo)售開(kāi)票系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、稅收?qǐng)?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(gè)省級(jí)國(guó)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(guó)稅信息化建設(shè)帶來(lái)了一些困擾，主要表現(xiàn)在機(jī)房空間、電力供應(yīng)接近上限，運(yùn)維成本高，系統(tǒng)可靠性較低等方面。

國(guó)稅機(jī)房占地面積在260平米左右，目前已容納了30余臺(tái)機(jī)柜(包括PC服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等)、多臺(tái)UPS設(shè)備和制冷設(shè)備，目前機(jī)房空間已接近滿載，進(jìn)一步增加服務(wù)器數(shù)量就可能對(duì)機(jī)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(yán)峻。國(guó)稅信息中心機(jī)房的設(shè)計(jì)電力負(fù)荷在80KW，目前在常規(guī)時(shí)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(jī)房的電力消耗已經(jīng)接近滿載。

同時(shí)，新的應(yīng)用又等待加入，這勢(shì)必帶來(lái)服務(wù)器數(shù)量的進(jìn)一步增加。受制于以上兩個(gè)因素，機(jī)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(yùn)維成本方面，國(guó)稅信息中心目前每年服務(wù)器的電力消耗在50萬(wàn)度，再加上相配套的制冷、照明、UPS等設(shè)備的功耗，每年電費(fèi)的支出就接近百萬(wàn)。機(jī)房服務(wù)器數(shù)量多，也給管理帶來(lái)了壓力，目前國(guó)稅信息中心機(jī)房負(fù)責(zé)服務(wù)器維護(hù)的人員在3到4名，機(jī)房管理員工作繁雜，需要進(jìn)行大量的硬件維護(hù)、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(jī)房進(jìn)行操作。

系統(tǒng)可靠性低，大部分應(yīng)用存在著單點(diǎn)故障的隱患。傳統(tǒng)的雙機(jī)熱備HA方式，需要一臺(tái)專(zhuān)門(mén)的服務(wù)器作為備機(jī)，這樣，全被使用雙機(jī)熱備的方式，機(jī)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(guó)稅機(jī)房目前只能對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)等關(guān)鍵應(yīng)用實(shí)行雙機(jī)熱備，大部分的前端應(yīng)用處于無(wú)保障狀態(tài)，存在著單點(diǎn)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(shí)間較長(zhǎng)(一般換件周期在幾個(gè)小時(shí)左右)，造成應(yīng)用停頓，業(yè)務(wù)受損。

測(cè)試過(guò)程

系統(tǒng)診斷

為解決國(guó)稅客戶面臨的問(wèn)題，浪潮聯(lián)合Intel、VMware共同為客戶信息系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)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(jī)房中增加一臺(tái)監(jiān)測(cè)服務(wù)器，進(jìn)負(fù)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(wèn)題并加以解決。

經(jīng)過(guò)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(tái)分析結(jié)果為例)：

操作系統(tǒng)和服務(wù)器類(lèi)型狀況如下所示：

各項(xiàng)資源利用情況：

處理器等資源的峰值狀況見(jiàn)下圖：

以上測(cè)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(jìn)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(guó)稅信息化建設(shè)目前面臨問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

測(cè)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(jìn)行了實(shí)際環(huán)境測(cè)試。

測(cè)試內(nèi)容：將10臺(tái)現(xiàn)有應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行整合，由原有的物理系統(tǒng)整合進(jìn)入基于浪潮四路六核虛擬化平臺(tái)的虛擬系統(tǒng)，并進(jìn)行性能對(duì)比。

測(cè)試方案的幾個(gè)重要特點(diǎn)：

? 浪潮最新的四路服務(wù)器平臺(tái)NF560D2，基于最新Dunningtown平臺(tái)，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(chǔ)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(jí)服務(wù)器虛擬化軟件VI3，并基于兩臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)和一臺(tái)存儲(chǔ)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(dòng)態(tài)調(diào)度等高級(jí)功能。

測(cè)試方案拓?fù)洌?/P>

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(kù)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(pán)(最大支持5個(gè)熱插拔SAS硬盤(pán));

256M SAS RAID組件，支持SAS RAID 0、1、5;

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

服務(wù)器專(zhuān)用1+1熱插拔冗余電源;

磁盤(pán)陣列浪潮 AS10004Gb 體系架構(gòu)的光纖磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng),冗余雙控制器;緩存2GB至 4GB;系統(tǒng)可擴(kuò)至256盤(pán)位;

主機(jī)通道FC 4Gb×4,或FC 4Gb×8,磁盤(pán)通道FC 4Gb×4;

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

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

支持?jǐn)?shù)據(jù)快照、本地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)鏡像等高級(jí)數(shù)據(jù)應(yīng)用;

冗余熱插拔電源風(fēng)扇模塊;標(biāo)配BBU(緩存數(shù)據(jù)保護(hù)模塊,72小時(shí))

功能測(cè)試

本次測(cè)試主要對(duì)如下幾個(gè)方面進(jìn)行功能性驗(yàn)證。

? 實(shí)現(xiàn)從物理機(jī)向虛擬機(jī)的遷移(Inspur -Vmware Converter)

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

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

? 虛擬機(jī)的在線實(shí)時(shí)遷移 (Inspur-Vmware VMotion)

? 虛擬化服務(wù)器的高可用性 (Inspur-Vmware HA)

? 實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的動(dòng)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(cè)試屬于基本測(cè)試，在此不再贅述，我們著重于方案的高可用性測(cè)試和工具性測(cè)試。

虛擬架構(gòu)高可用性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表：

工作內(nèi)容說(shuō)明實(shí)測(cè)結(jié)果

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

VMotion功能測(cè)試?yán)肰Motion技術(shù)，在虛擬機(jī)不關(guān)機(jī)甚至應(yīng)用沒(méi)有絲毫停頓的情況下，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)從一臺(tái)主機(jī)到另一臺(tái)主機(jī)的在線遷移

HA功能測(cè)試Inspur-Vmware HA可以正常配置，在模擬實(shí)現(xiàn)主機(jī)故障(拔除電源線)時(shí)，其上虛擬機(jī)在另一主機(jī)上的自動(dòng)恢復(fù)

DRS功能測(cè)試Inspur-Vmware DRS可以正常配置，在對(duì)某一臺(tái)服務(wù)器加壓以達(dá)到兩臺(tái)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(shí)，群集自動(dòng)調(diào)整虛擬機(jī)在兩臺(tái)服務(wù)器上的分布狀況，最終達(dá)到雙方資源利用效率均衡(CPU利用率均為50%)

Converter工具測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表:

工作內(nèi)容說(shuō)明實(shí)測(cè)結(jié)果

安裝Converter可成功安裝Vmware Converter

采用本地或遠(yuǎn)程在線克隆技術(shù)將舊有服務(wù)器導(dǎo)入到虛擬化目標(biāo)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(biāo)環(huán)境中

(基于客戶的百兆網(wǎng)絡(luò)，20G數(shù)據(jù)遷移的時(shí)間在30分鐘左右，150G數(shù)據(jù)遷移的時(shí)間在3個(gè)小時(shí)左右，整個(gè)遷移過(guò)程不會(huì)對(duì)客戶現(xiàn)有應(yīng)用造成停頓和影響)

配置并測(cè)試新的虛擬機(jī)原有的舊服務(wù)器系統(tǒng)在虛擬化后可以穩(wěn)定運(yùn)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(pán)容量和數(shù)據(jù)，都保持和原有物理機(jī)狀況一致

測(cè)試結(jié)果

整合效果

整合前后的數(shù)據(jù)對(duì)比：

對(duì)比內(nèi)容整合前整合后對(duì)比

服務(wù)器數(shù)量10臺(tái)2臺(tái)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(diǎn)故障隱患VMware HA 實(shí)現(xiàn)高可用性保障

服務(wù)器管理OS級(jí)別：遠(yuǎn)程桌面

硬件級(jí)別：機(jī)房操作

逐一管理，無(wú)統(tǒng)一界面OS級(jí)別：遠(yuǎn)程客戶端

硬件級(jí)別：遠(yuǎn)程客戶端

所有虛擬機(jī)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(yuǎn)程操作

資源調(diào)度各服務(wù)器獨(dú)立，無(wú)服務(wù)器間的資源動(dòng)態(tài)調(diào)度利用DRS構(gòu)建多服務(wù)器資源池，工作負(fù)載在不同服務(wù)器間達(dá)到平衡孤立的資源調(diào)度模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾?wù)器動(dòng)態(tài)負(fù)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(pán)利用率曲線

網(wǎng)絡(luò)利用率曲線

資源利用對(duì)比

類(lèi)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(pán)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(guò)服務(wù)器的整合，減少和服務(wù)器數(shù)量和相應(yīng)帶來(lái)的運(yùn)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(jìn)一步提升，最終達(dá)到每臺(tái)服務(wù)器整合10-20臺(tái)虛擬服務(wù)器的密度。

測(cè)試總結(jié)

客戶收益

浪潮虛擬化方案架構(gòu)讓國(guó)稅信息中心達(dá)成以下目標(biāo)：

1. 節(jié)省約60% TCO

通過(guò)將整合多個(gè)物理服務(wù)器到一個(gè)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(kāi)發(fā)測(cè)試環(huán)境15到20 : 1;

每個(gè)服務(wù)器的平均利用率從5%-15%提高到60%-80%;

降低70-80%運(yùn)營(yíng)成本， 包括數(shù)據(jù)中心空間、機(jī)柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本。

2. 提高運(yùn)營(yíng)效率

部署服務(wù)器的時(shí)間從小時(shí)級(jí)到分鐘級(jí)， 服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時(shí)間從 20-40小時(shí)到15-30分鐘， 每年節(jié)省10,000 人/小時(shí)(以300臺(tái)服務(wù)器為例);

以前硬件維護(hù)需要之前的數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和1到3小時(shí)維護(hù)窗口，現(xiàn)在可以進(jìn)行零宕機(jī)硬件維護(hù)和升級(jí)。

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(jí)對(duì)應(yīng);

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

? 無(wú)中斷的按需擴(kuò)容。

? 舊硬件和操作系統(tǒng)的投資保護(hù)

? 不再擔(dān)心舊系統(tǒng)的兼容性，維護(hù)和升級(jí)等一系列問(wèn)題。

綜上所述，浪潮虛擬化方案可協(xié)助客戶達(dá)成以下目標(biāo)：

? 整合空閑服務(wù)器和存儲(chǔ)資源，為新項(xiàng)目重新部署這些資源

? 提升運(yùn)作效率

? 改進(jìn)服務(wù)器的管理靈活性

? 通過(guò)零當(dāng)機(jī)維護(hù)改善服務(wù)等級(jí)

? 標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境和改進(jìn)安全

? 災(zāi)難狀態(tài)下，減少恢復(fù)時(shí)間

? 更少冗余的情況下，確保高可用性

? 更有效的適應(yīng)動(dòng)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(cè)試的結(jié)果僅將一小部分客戶應(yīng)用遷移進(jìn)入虛擬環(huán)境，客戶進(jìn)一步將進(jìn)行整個(gè)數(shù)據(jù)中心的虛擬架構(gòu)改造，一旦實(shí)施數(shù)據(jù)中心虛擬化，每年僅電費(fèi)一項(xiàng)支出，就將節(jié)約幾十萬(wàn)資金，整體TCO降低的效果將更加顯著。

同時(shí)，可在現(xiàn)有測(cè)試方案基礎(chǔ)上增加全冗余SAN環(huán)境設(shè)計(jì)，徹底消除單點(diǎn)故障區(qū)，配合后端小型機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，達(dá)到完善的虛擬化應(yīng)用效果。