基于虚拟化技术网络优化解决方案

第２２卷第４期　ｖｏ１．２２　Ｎｏ．４　四川职业技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　２０１２年８月　

Ａｕｇ．２０１２　

基于虚拟化技术网络优化解决方案　唐权　（四川职业技术学院计算机科学系，四川遂宁　６２９００）　

摘要：虚拟化技术改变了传统的资源分配方式，根据业务量的大小实现按需分配．采用虚拟化技术解决　方案实现对现有网络服务环境进行优化，达到资源共享、提高资源利用率与网络系统的运行效率．　关键词：虚拟化；网络优化；解决方案　中图分类号：　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７２－２０９４（２Ｏｌ２）Ｏ４＿０１３８—０３　

１引言　虚拟化技术通过细化ＣＰＵ、内存等资源颗粒度，　使得计算机资源不再按照传统方式以服务器为单　位进行分配，而是根据业务量的大小实现按需分配　资源．这一技术有助于提高资源利用率，减少物理　设备数量，节约建设成本，降低运维难度，把运维人　员从繁杂的日常维护中解放出来．成熟的虚拟化技　术作为云计算的基础得到了广泛的应用．近几年云　计算成为ＩＴ行业最热门的话题，各种云计算应用　也随之产生，亚马逊、谷歌、微软等大型国际公司已　经开始提供各种云应用；阿里巴巴、腾讯等国内公　司也推出了相应的云计算产品；公安、质监等部门　也将自己的数据中心部署到了云计算环境．虚拟　化、云计算已经成为未来ＩＴ数据中心发展的趋势，　在此背景下，将虚拟化技术引入到数据中心来，通　过虚拟化技术达到资源集约化共享、提高资源利用　率、降低运维成本．　２网络化现状分析　目前有８片思科Ｂ系列刀片服务器没有加载　应用，均配置２ＣＰＵ＊４核处理器，其中４片配置９６Ｇ　内存，４台配置３８４Ｇ内存。４片配置９６Ｇ内存的服　务器放置在一个机箱内，其余４片服务器放置在一　个机箱内，２个机箱分别通过光纤连接２台控制器，　控制器通过ｌＯＧＥ光纤与一台交换机连接形成对外　出口．网络架构如图１所示．　３虚拟化建设思路　以现有相对空闲的服务器为基础，搭建虚拟化　平台．首先将非核心应用部署到虚拟化平台进行试　图１网络现状　点，待积累了一定的经验后，逐步将现有应用迁往　虚拟化平台，最终达到所有资源集约化共享、提高　设备利用率、降低运维成本、节能减排的目的．为了　使虚拟化优势得到充分发挥，需要利用一定规模的　服务器、存储以及网络设备构建计算、存储、网络资　源池．资源池按需为应用提供弹性计算、存储和网　络资源服务，并可及时回收多余资源．通过虚拟资　源池为应用提供的弹性计算能力，加快应用上线速　度、缩短上线周期，提升服务器的使用效率，改善服　务的应用环境．　４虚拟化解决方案　４．１整体解决方案　根据虚拟化平台特点设计的整体方案可以分　为基础设施层、资源层、管理层和应用层，如下图２　所示．　（１）基础设施层：主要包括支撑虚拟化平台的　物理设备正常运行所需的机架、电源、空调和相应　的机房监控设备等．　

收稿日期：２０１２—０６—２７　．　…．　著简介：唐权（１９７１－），四川遂宁人，四川职业技术学院计算机科学系讲师，硕士。研究方向：计算机软件技术与理论，虚拟化技　

术，信息安全．　・１３８・　唐权　基于虚拟化技术网络优化解决方案　（２）资源层：资源层分为物理资源层和虚拟资　源层两个子层，其中物理资源池包括服务器、存储、　网络设备等；虚拟资源层主要包括虚拟化后的资源　池，主要包括计算资源池、存储资源池和网络资源　池．　（３）管理层：管理层分为资源管理和应用管理　两个子层，其中资源管理层主要负责管理硬件设备　资源、软件资源和相应的模板、镜像；应用管理主要　负责管理应用所需资源的分配与调度、管理人员权　限等．　（４）应用层：应用层主要是指加载在虚拟化环　境上的具体应用．　，一…一…１　ｒ……………～１　ｒ………一…ｌ、　川　：　Ｉ　ｉ　搬川：　Ｉ　｝　…Ｉ划ｕｎ　ｌ　ｊ　＼　：：：：＝＝＝＝＝＝　——　＝＝＝＝＝＝：＝：　一　＝＝＝＝＝：＝：：：　一一　，／一＝＝＝二＝＝＝＝二二■—　＝＝＝＝二＝二二＝＿—＝＝＝＝ｌ圳＝二＿＿、　ｆ　麻川错理　ｉ　发仝管州　Ｉ　…　、　喾　联　＝＿＝＿～＝？一＝——　一　：—＝一＝矗＿．＝＝—　一Ｌ＝＿＝＿＝＿：一ｌ　圆　磊　Ｉ＿丽　］ｊ　、　一～一　一一一一一～　／：：：二＝二二二二二　．　＿¨　一＝　一；＝＝＝＝：：＝：：：：＝　、、　ｆ　—Ｉ　ｌ！竺　ｌ竺竺竺　Ｉ　疑湃　—　二—二］　—＝—＝＝—　二＿Ｉ＿＝　ｒ＝　＿＝＿＿—　１二一　二　一｝　Ｉ　』ｌ　ＩＬ！：兰　ｊｌ　竺ｆ　：：：Ｉ　剁　、三　Ｅ　图２虚拟化平台分层方案　４．２服务器方案　多台服务器被虚拟化后形成计算资源池，通过　网络按需为用户提供计算资源服务．要充分发挥计　算资源池高可用、资源动态分配等优势，需要一定　规模的服务器来匹配．大量的服务器构建成资源　池，资源池内的虚拟机可以在资源池内的服务器上　任意迁移而不影响业务．　利用现有８片空闲的服务器，通过将现有服务　器通过虚拟化技术构建一个计算资源池，一方面可　以充分发挥计算资源的优势，另一方面也可为后期　发展云计算奠定基础．服务器方案如下图３所示．　ＩＩ弹疆澎池　图３服务器方案架构图　根据虚拟化工程相关经验，内存大小比ＣＰＵ的　计算能力更容易成为瓶颈，因此如果按照每虚拟机　２ＶＣＰＵ、８Ｇ内存的标准进行配置，且资源利用率不超　过７０％，则９６Ｇ内存的服务器大概可以承载１２台标　准虚拟机，３８４Ｇ内存的服务器大概可以承载４８台　标准虚拟机，则本期大概可以虚拟出１４４台标准虚　拟机（２ＶＣＰＵ、８Ｇ内存）．　４．３存储方案　虚拟化资源池中的存储根据性能不同，可以分　为本机存储和共享存储．　（１）本机存储　服务器本机存储主要用于存储底层操作系统、　虚拟化服务器软件、其他基础软件所需的存储空　间，以及其他临时数据存储所需空间，建议配备１　个３００Ｇ以上磁盘，在共享存储中为硬盘上的数据　做Ｒａｉｄｌ备份．　（２）共享存储　虚拟化环境采用共享存储方式构建存储资源　池，存放其所承载应用的数据．共享存储结构主要　有ＮＡＳ存储、ＳＡＮ存储等几种方式，其中ＳＡＮ存储结　构的存储性能、可扩展性较好，且成熟稳定，目前各　种类型的磁盘均能安装到ＳＡＮ存储网络中，在对存　储性能要求不高的情况下，可以通过采用性价比高　的ＳＡＳ／ｓＡＴＡ磁盘来有效降低成本．对于性能要求　很高的场景，则采用ＦＣ磁盘进行存储．单纯从技术　角度考虑建议本工程的共享存储采用ＦＣ　ＳＡＮ存储　网络架构，但从节约资金的角度考虑，本次使用ＩＰ　ＳＡＮ存储架构，使用ＳＡＴＡ磁盘．服务器通过交换机　与共享存储连接．共享存储网络架构如图４所示．　

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图４共享存储网络架构　鉴于目前部署虚的拟化环境加载应用较少，占　用存储空间不大，建议本期工程先按照每虚拟机　ＩＯＯＧ的存储空间来配置存储，则１４４台标准虚拟机　需要１４Ｔ的有效存储．本期采用ＩＰ　ＳＡＮ的存储架　构，当存储空间不能满足应用需求时，可以在很短　

・１３９・　第２２卷第４期　ｖｏ１．２２　Ｎｏ．４　四川职业技术学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｉｅｈｕａｎ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ＣｏＵｅｇｅ　２０１２年８月　

Ａｕｇ．２０１２　

的时间内快速扩容存储空间，将影响降低到最低．　４．４网络方案　（１）组网结构：８片服务器中的４片（配置９６Ｇ　内存）放置在１个机箱内，其余的４片放置在１个　机箱内，２个机箱通过光纤分别连接２个控制器，控　制器通过光纤与交换机连接形成对外出口；所有服　务器均通过交换机与共享存储互联．　（２）网络设备硬件配置：配置４８个千兆以太网　端口／２４个万兆以太网端口／支持ｖＬＡＮ／支持模　块化扩展／支持堆叠交换机２台，可先部署１台，　应用量增长以后再增加１台配置双机模式．　（３）组网的物理拓扑结构图：采用ＶＭｗａｒｅ的虚　拟化解决方案，在８片Ｐｃ服务器上安装部署　ＹＭｗａｒｅ的虚拟化软件，为了便于后期扩容，建议购　买满足１０片２ｃＰｕ服务器的虚拟化软件；使用　Ｖ￣ａｒｅ　ｖＣｅｎｔｅｒ对虚拟化环境进行统一集中管理；　存储采用ＩＰ　ＳＡＮ方式用于存储系统数据；８片物理　服务器安装ｖＦｏｇｌｉｇｈｔ、ｖＲａｎｇｅｒ、ｖＲｅｐｌｉｃａｔｏｒ组　建监控、备份和容灾环境控制，使用存储设备做为　容灾环境的共享存储；通过在８片物理服务器安　装ｖＯＰｔｉｍｉｚｅｒ实现存储性能优化，发现并回收超　出分配的ＶＭ存储空间；通过迁移工具将目前的物　理应用服务器和数据库迁移到虚拟化环境中；户通　过客户端对虚拟化环境进行管理和使用，所图５所　示．　特别说明：４片３８４Ｇ内存的服务器的内存已超　出内存授权范围（每ＣＰＵ授权９６Ｇ内存，每台服务　器共授权１９２Ｇ内存），建议将超出授权的内存平均　

分配到其他４片服务器，每片服务器的内存均为　１９２Ｇ，否则超出授权部分的内存将收费．　结束语　本文采用虚拟化技术，对一个中小规模的服务　器网络环境进行优化设计，提供了一种优化解决方　案，大大改善了网络服务性能，降低了系统的硬件　维护成本，提升了工作效率．　

参考资料：　［１］金海．计算系统虚拟化原理与应用［Ｊ］．北京：清华大学出　版社，２００８．　［２］（美）吕斯特．虚拟化技术指南［Ｍ］．陈奋，译．北京：机械工　业出版社，２０１１．　［３］董耀祖，周正伟．基于Ｘ８６架构的系统虚拟机技术与应　用［Ｊ］．计算机工程，２００６，３２（１３）：１－７３．　

ＮｅｔｗｏｒｋＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎＳｏｌｕｔｉｏｎｓＢａｓｅｄｏｎＶｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉＯｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ＴＡＮＧＱｕａｎ　（ＳｉｃｈｕａｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，ＳｕｉｎｉｎｇＳｉｃｈｕａｎ６２９００）　

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