湖北國稅四路虛擬化系統(tǒng)應用測試報告

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測試背景

客戶應用

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)十種稅務和辦公應用。

國稅信息中心中目前包含PC服務器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)自動預審系統(tǒng)、機動車銷售開票系統(tǒng)、財務系統(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)作為稅務和辦公的核心系統(tǒng)，承載起了整個省級國稅的稅務信息化應用。

客戶困惑

隨著信息化建設(shè)的不斷深入，服務器數(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，進一步增加服務器數(shù)量就可能對機房散熱、服務器操作等造成影響。

電力供應的瓶頸更加嚴峻。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，服務器功率已占用到了75%左右，考慮到峰值的預留功率，目前機房的電力消耗已經(jīng)接近滿載。

同時，新的應用又等待加入，這勢必帶來服務器數(shù)量的進一步增加。受制于以上兩個因素，機房服務器數(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服務器維護的人員在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器作為備機，這樣，全被使用雙機熱備的方式，機房服務器數(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)鍵應用實行雙機熱備，大部分的前端應用處于無保障狀態(tài)，存在著單點故障的隱患。另一方面，一旦發(fā)生硬件損壞，服務器的換件等響應時間較長(一般換件周期在幾個小時左右)，造成應用停頓，業(yè)務受損。

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)測服務器，進負責收集現(xiàn)有服務器設(shè)備的配置信息和資源利用狀況，以期找出客戶應用的問題并加以解決。

經(jīng)過兩周的資源利用情況收集，其中涵蓋了客戶應用高峰期(月初)的相應情況，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：在目前單服務器單操作系統(tǒng)的應用模式下，服務器硬件資源并未得到充分的利用，服務器CPU占用率在10%以下，大量的服務器資源被閑置，并未得到充分有效的利用。如何有效的進行服務器整合，提升服務器資源應用效率，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)有應用服務器進行整合，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器平臺NF560D2，基于最新Dunningtown平臺，高性能的服務器為系統(tǒng)整合提供應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)級服務器虛擬化軟件VI3，并基于兩臺服務器系統(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服務器使用客戶現(xiàn)有的兩路服務器。

方案配置如下：

數(shù)據(jù)庫服務器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)復制和遠程數(shù)據(jù)鏡像等高級數(shù)據(jù)應用;

冗余熱插拔電源風扇模塊;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服務器，組建Inspur-VMware HA和DRS群集，正常狀態(tài)下，每臺服務器運行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

DRS功能測試Inspur-Vmware DRS可以正常配置，在對某一臺服務器加壓以達到兩臺服務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)將舊有服務器導入到虛擬化目標環(huán)境中可成功完成在線將舊服務器導入到虛擬目標環(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)有應用造成停頓和影響)

配置并測試新的虛擬機原有的舊服務器系統(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

服務器數(shù)量10臺2臺減少80%

服務器空間占用27U8U降低70%

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

整合后的服務器資源利用狀況：

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

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器到一個物理服務器降低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

部署服務器的時間從小時級到分鐘級， 服務器重建和應用加載時間從 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. 提高服務水平

? 幫助企業(yè)建立業(yè)務和IT資源之間的關(guān)系，使IT和業(yè)務優(yōu)先級對應;

? 將所有服務器作為大的資源統(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

? 改進服務器的管理靈活性

? 通過零當機維護改善服務等級

? 標準化環(huán)境和改進安全

? 災難狀態(tài)下，減少恢復時間

? 更少冗余的情況下，確保高可用性

? 更有效的適應動態(tài)商業(yè)的需求

? 在技術(shù)支持和培訓方面降低成本

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用效果。