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          湖北國稅四路虛擬化系統(tǒng)應(yīng)用測試報告
          摘要: 國稅信息中心中目前包含PC服務(wù)器80余臺,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)和存儲系統(tǒng)搭建數(shù)據(jù)庫。

          測試背景

          客戶應(yīng)用

          隨著IT技術(shù)的進(jìn)步,國稅信息化建設(shè)也在與時俱進(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(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(jī)動車銷售開票系統(tǒng)、、稅收執(zhí)法系統(tǒng)、內(nèi)部網(wǎng)站和等。

          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(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。

          國稅機(jī)房占地面積在260平米左右,目前已容納了30余臺機(jī)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(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。國稅信息中心機(jī)房的設(shè)計電力負(fù)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(jī)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(jìn)一步增加。受制于以上兩個因素,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(fèi)的支出就接近百萬。機(jī)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(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,需要一臺專門的服務(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,國稅機(jī)房目前只能對數(shù)據(jù)庫等關(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,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VMwareCapacityPLANner工具,在客戶機(jī)房中增加一臺監(jiān)測服務(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(xiàng)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(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(jìn)行了實(shí)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(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的虛擬系統(tǒng),并進(jìn)行性能對比。

          測試方案的幾個重要特點(diǎn):

          ?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CPUXeonMP7450,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VMwareHA、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?fù)洌?P>

          其中,VirtualCenter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XeonMP7450(2.4GHz)CPU;

          32GBFBDDDR2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);

          256MSASRAID組件,支持SASRAID0、1、5;

          四個千兆網(wǎng)絡(luò)接口,支持網(wǎng)卡冗余、負(fù)載均衡、WOL(WaleOnLine)、IOAT;

          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(kuò)至256盤位;

          主機(jī)通道FC4Gb×4,或FC4Gb×8,磁盤通道FC4Gb×4;

          可選FC4Gb73146300GB磁盤,可選FC2Gb146300GB磁盤,可選500GB或750GBSATA磁盤;

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

          支持?jǐn)?shù)據(jù)快照、本地數(shù)據(jù)復(fù)制和遠(yuǎn)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(biāo)配BBU(緩存數(shù)據(jù)保護(hù)模塊,72小時)

          功能測試

          本次測試主要對如下幾個方面進(jìn)行功能性驗(yàn)證。

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

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

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

          ?虛擬機(jī)的在線實(shí)時遷移(Inspur-VmwareVMotion)

          ?虛擬化服務(wù)器的高可用性(Inspur-VmwareHA)

          ?實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的動態(tài)平衡與資源分配(Inspur-VmwareDRS)

          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(shí)測結(jié)果

          創(chuàng)建并管理Inspur-VmwareCluster利用兩臺ESX服務(wù)器,組建Inspur-VMwareHA和DRS群集,正常狀態(tài)下,每臺服務(wù)器運(yùn)行6個虛擬機(jī),各司其職

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

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

          DRS功能測試Inspur-VmwareDRS可以正常配置,在對某一臺服務(wù)器加壓以達(dá)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(jī)在兩臺服務(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工具測試結(jié)果見下表:

          工作內(nèi)容說明實(shí)測結(jié)果

          安裝Converter可成功安裝VmwareConverter

          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(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)用狀況及磁盤容量和數(shù)據(jù),都保持和原有物理機(jī)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(diǎn)故障隱患VMwareHA實(shí)現(xiàn)高可用性保障

          服務(wù)器管理OS級別:遠(yuǎn)程桌面

          硬件級別:機(jī)房操作

          逐一管理,無統(tǒng)一界面OS級別:遠(yuǎn)程客戶端

          硬件級別: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(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(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(dá)成以下目標(biāo):

          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(yùn)營成本,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(hù)需要之前的數(shù)天周的變更管理準(zhǔn)備和1到3小時維護(hù)窗口,現(xiàn)在可以進(jìn)行零宕機(jī)硬件維護(hù)和升級。

          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(jìn)行管理,并按需自動進(jìn)行動態(tài)資源調(diào)配;

          ?無中斷的按需擴(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)和升級等一系列問題。

          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

          ?通過零當(dāng)機(jī)維護(hù)改善服務(wù)等級

          ?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(jìn)入虛擬環(huán)境,客戶進(jìn)一步將進(jìn)行整個數(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(diǎn)故障區(qū),配合后端小型機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),達(dá)到完善的虛擬化應(yīng)用效果。


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