借力虛擬化電信企業(yè)沖破數(shù)據(jù)藩籬

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虛擬化散發(fā)誘人的芬芳已經(jīng)有幾個年頭了，但對于電信運營商來說，對虛擬化這個螃蟹還基本是淺嘗輒止。目前吃螃蟹膽子比較大的主要是一些中小企業(yè)。這些企業(yè)的的數(shù)據(jù)中心規(guī)模中等，是虛擬化的主要客戶。這樣的虛擬化客戶在過去一年內(nèi)增長很快。虛擬化提高了這些企業(yè)的設(shè)備運行效率，便于管理，減少了IT運維支出的特性。另一方面，根據(jù)第三方的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和測算，如果虛擬化技術(shù)達到最好的節(jié)能效果，在機房內(nèi)運維成本和管理成本最大能減少80%。這就是虛擬化在綠色IT中的應(yīng)用。

精髓在于利用

虛擬化之所以有此功效，還是在于虛擬化能夠?qū)Y源進行有效利用，這是虛擬化的精髓所在。它能夠?qū)Y源進行切割和整合。隨著技術(shù)的不斷進步，虛擬化對主機的資源切割粒度甚至能達到“核”級，可以預見，在不久的將來，虛擬化對資源切割的精巧甚至可以達到手術(shù)刀的水平。在資源整合方面，虛擬化能夠沖破廠家的藩籬、突破品牌型號的界限、實現(xiàn)異構(gòu)平臺的融合。

3G的上馬，除了給消費者帶來各種實用、新穎的業(yè)務(wù)，同時更是給企業(yè)帶來巨大但不可預期的市場。虛擬化技術(shù)是企業(yè)盈利利器之一。3G發(fā)牌后，數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)資源管理、計費營賬、經(jīng)營分析和容災(zāi)備份支撐需求將進一步提升，面臨新一輪升級與擴建。同時，除全業(yè)務(wù)產(chǎn)品線的融合外，各類增值業(yè)務(wù)的開發(fā)也將是運營商轉(zhuǎn)型重要的一環(huán)。由于產(chǎn)品不斷增多以及用戶數(shù)量的不斷擴張，各類增值業(yè)務(wù)的運營支撐也將對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生更大壓力。虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，將解決這個問題。虛擬化技術(shù)將有效地提高服務(wù)器的利用率，降低硬件購置的成本，有效地節(jié)約數(shù)據(jù)中心能耗，縮小數(shù)據(jù)中心占用的空間，提高維護人員的工作效率，加快新應(yīng)用的部署。

虛擬化，解決運營商采購痼疾的利器

對于系統(tǒng)的升級和擴容，在商務(wù)方面運營商面臨非常棘手的問題。很多從事過設(shè)備采購的人員都有這樣的經(jīng)歷：在系統(tǒng)準備上線進行第一次采購時，運營商處于商務(wù)上優(yōu)勢地位，各設(shè)備供貨商往往會展開一番血腥的價格廝殺，運營商這時可以坐收漁人之利。而一旦系統(tǒng)上線，隨著業(yè)務(wù)的不斷擴展，系統(tǒng)壓力增加，需要對設(shè)備升級、擴容時，則價格的主動權(quán)轉(zhuǎn)到了供貨商手里，運營商優(yōu)勢地位不再。以某省公司一個BOSS系統(tǒng)為例，原來配置256GB內(nèi)存的某品牌主機總價為200來萬，后來擴容需要增加內(nèi)存256G，廠家給出的價格是1GB內(nèi)存1萬，總共要256萬，僅僅擴充的內(nèi)存價格竟然高過原先的整個系統(tǒng)！最后省公司高層領(lǐng)導親自出馬，廠家總算動了“惻隱之心”，將價格降到100多萬，但這個價格仍然不可思議。而虛擬化的應(yīng)用，為運營商解決這個采購痼疾帶來了利器。這里跟大家分享兩個案例。

1.使用虛擬化進行遠程容災(zāi)

由于業(yè)務(wù)的不斷增長，某省公司的IPOS系統(tǒng)需要建設(shè)一個異地容災(zāi)系統(tǒng)。災(zāi)備主要包括兩個方面，數(shù)據(jù)復制和應(yīng)用切換。限于主客觀原因，許多低層次的災(zāi)備并沒有應(yīng)用切換，只是數(shù)據(jù)復制。因此，數(shù)據(jù)復制是災(zāi)備的基礎(chǔ)乃至災(zāi)備的全部。IPOS的容災(zāi)是較高層次的同步鏡像容災(zāi)，這種容災(zāi)如果用傳統(tǒng)的方案實現(xiàn)，需要在生產(chǎn)端的盤陣和容災(zāi)端的盤陣之間建立同步鏡像關(guān)系。當生產(chǎn)端主機對生產(chǎn)端盤陣進行寫操作時，生產(chǎn)端的盤陣同時把得到的數(shù)據(jù)復制到容災(zāi)端的盤陣。要求生產(chǎn)端的盤陣和容災(zāi)端的盤陣必須是同廠家的設(shè)備，甚至是同一型號的設(shè)備。其實，即使不是做同步鏡像，做異步鏡像或者通過盤陣進行數(shù)據(jù)復制，都必須要求生產(chǎn)端和容災(zāi)端的盤陣是同構(gòu)的。IPOS以前使用的是A廠家的磁盤陣列，因此，如果使用傳統(tǒng)的容災(zāi)方案，容災(zāi)中心也必須使用A廠家的盤陣。傳統(tǒng)的容災(zāi)解決方案如圖1所示。

圖1  傳統(tǒng)容災(zāi)解決方案

當初IPOS上線前，A廠家憑借雄厚財力，半賣半送，如愿使得IOPS系統(tǒng)跑在了自己的盤陣上。當IPOS建立災(zāi)備中心需要再購買A廠家盤陣時，諳熟這“一般情況”的A廠家開出了天價。但是，虛擬化這一利器的出現(xiàn)，使得情況不再“一般”。該省公司購買了價格低很多的B廠家盤陣，使用StorageFoundation。其實現(xiàn)方案如圖2所示。

圖2  主機端虛擬化的容災(zāi)解決方案

在生產(chǎn)端的主機和容災(zāi)端的主機安裝StorageFoundation，這樣就在A廠家的盤陣A和B廠家的盤陣B之上建立了虛擬層，在主機看來，這兩個盤陣是同樣的盤陣。StorageFoundation可以同時對生產(chǎn)端的盤陣和容災(zāi)端的盤陣進行同步寫操作，這樣就實現(xiàn)了兩端數(shù)據(jù)的同步鏡像。由于B廠家一心要進入IPOS系統(tǒng)，所以開出的價格比A廠家要遠遠優(yōu)惠。這樣，虛擬化就使得IPOS以低得多的成本建立了容災(zāi)中心。

2.使用虛擬化進行數(shù)據(jù)遷移

由于數(shù)據(jù)的快速增長，某省公司的長途計費和綜合結(jié)算系統(tǒng)硬件的數(shù)量和體積不斷增加，能耗和重量已經(jīng)逐漸接近機房的極限，需要進行硬件設(shè)備搬遷更換機房。硬件設(shè)備搬遷前，需要先進行數(shù)據(jù)遷移，這是搬遷中最主要最危險的環(huán)節(jié)。為了保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，數(shù)據(jù)遷移時不能停機中斷業(yè)務(wù)，這更增加了數(shù)據(jù)遷移的危險和難度。解決方案是在需要搬遷進去的新機房部署好盤陣，然后將現(xiàn)在生產(chǎn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復制到新機房的盤陣。數(shù)據(jù)復制完成后，在新機房先啟動應(yīng)用，然后才能把原機房的應(yīng)用停掉，最后進行物理設(shè)備的搬遷。

為了最大程度地減少對主機的性能影響，一方面進行數(shù)據(jù)復制的時間要選在業(yè)務(wù)比較空閑的時段，更重要的是復制方案要采用存儲級的復制，不能占用主機的CPU時間，使得對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響僅限于存儲操作。存儲級的復制是使用盤陣的跨盤柜卷復制功能。跨盤柜的遠程卷復制，要求數(shù)據(jù)源盤陣和目標盤陣必須是同一個廠家的設(shè)備。這種解決方案如圖3所示。

圖3  傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)遷移解決方案

這又牽涉到和上面第一個案例同樣的問題，如果還是購買和原先盤陣同廠家的設(shè)備，廠家會開出讓人難以承受的高昂價格。但是，歷史的經(jīng)驗和教訓讓數(shù)據(jù)遷移工程師根本沒考慮再使用同廠家的設(shè)備，而是借助于虛擬化這一利器，讓數(shù)據(jù)在異構(gòu)平臺之間遷移。這種解決方案如圖4所示：

圖4 使用虛擬化的數(shù)據(jù)遷移解決方案

這種方案下，先將PSV和主機連接，再斷開原機房的盤陣和主機的連接，將原機房盤陣連接到PSV。使用PSV的虛擬化功能，對原機房盤陣進行虛擬化；連接PSV和新機房的盤陣，對新機房的盤陣進行虛擬。這時，由于建立了虛擬層，掩蓋了不同廠家設(shè)備之間的差異，無論物理上源盤陣和目標盤陣來自哪個廠家，在虛擬層上，數(shù)據(jù)源盤陣和目標盤陣都會感覺對方是和自己相同的設(shè)備，能夠進行遠程卷拷貝操作，從而使得數(shù)據(jù)能夠透明遷移。PSV可以配置多個光口，相當于SAN交換機，因此通過PSV進行盤陣之間數(shù)據(jù)復制的速度，在大部分情況下不比盤陣之間直接進行數(shù)據(jù)復制的速度慢，甚至還超過直接復制。這樣，在新機房就不再必須采購A廠家的盤陣，而是可以采購價格低得多的B廠家的盤陣。

虛擬化，發(fā)展遭遇瓶頸

虛擬化技術(shù)誕生于大型主機，幾十年前IBM就在他們的大型主機上使用了邏輯分區(qū)，這可以看作當前虛擬化技術(shù)的雛形。虛擬化的思想和技術(shù)從大型主機向下遷移到UNIX主機，進而再向下遷移到Windows主機；虛擬化的思想又從主機發(fā)展到存儲，產(chǎn)生了使用于存儲的虛擬化技術(shù)。對高端設(shè)備包括UNIX服務(wù)器和存儲設(shè)備的最佳利用，是虛擬化的重要目的，而高端設(shè)備也才是虛擬化的最佳土壤。電信行業(yè)的高端IT設(shè)備遍布全國的大小機房。如果從技術(shù)角度看，對這些設(shè)備使用虛擬化技術(shù)，可以極大提高設(shè)備的利用效率，從整體上提高設(shè)備的能力，理論上也可以降低維護成本。電信運營商對于IT新技術(shù)的采用，相對于金融、電力等行業(yè)來說，尚屬比較激進，但不知是不是出于對“虛擬化”這個“虛”字的擔憂，對于虛擬化還是以“坐而論道”為主，實際應(yīng)用方面還是“搜索前進”。既然虛擬化虛擬能帶來這么多的好處，而電信應(yīng)用場景又特別適合虛擬化，那么為什么虛擬化在電信行業(yè)的應(yīng)用還沒有上規(guī)模呢？原因可能有兩個：

1.虛擬化技術(shù)本身不夠完善

例如，對存儲進行虛擬化，有一個重要的方法就是使用稱之為虛擬存儲網(wǎng)關(guān)的設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)層對磁盤陣列進行虛擬化。但引入網(wǎng)關(guān)后，相對于高端存儲設(shè)備，這些網(wǎng)關(guān)往往成為整個存儲系統(tǒng)可靠性的瓶頸。這還不是最可怕的，當網(wǎng)關(guān)出現(xiàn)故障不能正常工作時，如果可以撤下網(wǎng)關(guān)，讓主機和存儲直連也就避免了網(wǎng)關(guān)可靠性相對薄弱的問題。最可怕的是，很多網(wǎng)關(guān)設(shè)備不具備完善的回退功能，網(wǎng)關(guān)一旦連上，則無法撤下，因為網(wǎng)關(guān)為了對存儲進行虛擬化，對存儲設(shè)備進行了格式轉(zhuǎn)換操作，網(wǎng)關(guān)一旦撤下，則主機無法識別原來的存儲。這讓運維人員面臨“騎虎難下”的尷尬。唯一的解決辦法似乎就是購置2臺同樣的網(wǎng)關(guān)，當一臺出現(xiàn)問題時，用另一臺頂上。但目前的存儲虛擬網(wǎng)關(guān)技術(shù)還不能做到A-A和負載均衡，候補網(wǎng)關(guān)平時只能閑著。但讓一臺十幾萬甚至幾十萬的設(shè)備在那閑著，也是不能容忍的。

2.電信的絕大多數(shù)生產(chǎn)系統(tǒng)無法忍受應(yīng)用中斷

現(xiàn)在電信業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)復雜、系統(tǒng)龐大，牽涉到政府、企業(yè)、生產(chǎn)和生活各個方面，一旦中斷，可能帶來巨大損失，影響極壞。有關(guān)決策人員肩負重大責任，一般不會輕易在生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用虛擬化技術(shù)。

就中國電信整個集團公司而言，尚沒有對虛擬化的規(guī)模應(yīng)用，但電信的IT工程師們是充滿激情和創(chuàng)造力的群體，他們無疑是虛擬化“搜索前進”的尖兵。在部分非核心系統(tǒng)或者個別核心系統(tǒng)的非關(guān)鍵部分，制定了虛擬化解決方案，使用了虛擬化技術(shù)和虛擬化設(shè)備，取得了很大成功。

虛擬化，潛伏著風險

當然，使用虛擬化來降低采購成本，也需要做仔細的考量，要防止雖然打破了主機或存儲廠家的價格壟斷，卻導致了虛擬化設(shè)備廠家的壟斷，避免剛剛“前門拒虎”，轉(zhuǎn)而就“后門來狼”。如果考慮不周，可能不但不能達到降低成本的目的反而加大成本。

上述第一個案例是使用軟件進行存儲虛擬化，在這樣的方案中要充分考慮雖然消除了盤陣廠家的價格壟斷，但會不會導致虛擬軟件廠家的價格壟斷。這種危險并不低，因為目前市場上能夠?qū)Υ鎯M行虛擬的軟件產(chǎn)品似乎只有一個，廠家處于一家獨大的地位。對這個問題，現(xiàn)在似乎還沒有很好的結(jié)局方案，只能是兩害相權(quán)擇其輕。

上述第二個案例，使用的是高端存儲設(shè)備的虛擬化功能。這時要特別注意虛擬化設(shè)備的回退功能如何。所謂回退，就是拆掉虛擬化設(shè)備，恢復主機和原存儲設(shè)備的直接連接?；赝斯δ芡晟?，就是拆掉虛擬化設(shè)備后，主機能夠方便地連接到原存儲設(shè)備，原來盤陣中的數(shù)據(jù)格式?jīng)]有發(fā)生改變，原來的數(shù)據(jù)沒有丟失，應(yīng)用可以持續(xù)正常運行。如果回退功能完善，就可以最大程度的避免對具體某個虛擬化設(shè)備的依賴，從而避免虛擬設(shè)備廠家的價格壟斷。

虛擬化，任重而道遠

雖然，虛擬化在電信行業(yè)的應(yīng)用還是“小荷才露尖尖角”，但隨著虛擬化技術(shù)的不斷成熟，不斷地為更多的領(lǐng)導和技術(shù)人員所認識，身處3G越來越熱的夏季，我們相信“映日荷花別樣紅”的日子已為時不遠。