虚拟化技术在气象业务中应用

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1、虚拟化技术在气象业务中应用　　摘要：通过分析现有服务器资源使用情况，利用虚拟化及Trunk技术，采用ESXI加光纤交换机和光纤盘阵进行业务试点系统的设计与实现；通过实施前后的性能对比分析，阐述虚拟化技术在提升系统资源利用率、方便用户日常维护管理、降低能耗以及节省开支等方面的优势。关键词：虚拟化；资源整合；ESXI；vCenter；vSphereClient；HA；FaultTolerance中图分类号：TP338文献标识码：A1引言8本着节约成本、提高资源利用率、提高标准化管理程度以及高性能高可靠性的原则，北京市气象局于2012年实

2、施了虚拟化技术业务应用试验。虚拟化把操作系统和应用程序与服务器硬件分离开来，提供了很强的灵活性。不用关闭及拆卸物理服务器，就可以实现虚拟机系统资源的动态调整。通过服务器虚拟化试验，大大提高了服务器资源利用率，增强了业务运行可靠性，提高了机房空间和各种端口的利用率，方便了系统管理员管理，同时大大降低了能源消耗。服务器虚拟化实验运行以来，在北京市气象信息中心和部分直属业务单位得到了应用，各虚拟服务器运行稳定，服务器的管理变得更简单，虚拟化实验取得了很好的效果，得到了大家的认可。2现状分析目前北京市气象局业务系统大多数是单应用一台服务器或

3、者多台服务器的运行模式，随着应用越来越多，服务器数量急剧增加，一方面服务器资源分配不合理的现象层出不穷，磁盘空间、内存I/O使用率的不足也随着业务系统的增加日益突显，另一方面部分服务器资源却得不到有效的利用，硬件系统的扩容维护必须停机等问题日益严重。在进行虚拟化部署前，通过部署系统资源监控软件Ganglia，对北京市气象局部分服务器CPU、MEM、硬盘利用率、I/O负载、网络流量等情况做了统计，统计结果见图1。通过统计结果来看，大部分服务器资源闲置严重，73%的服务器CPU使用率不到10%，48%的服务器内存使用率不足50%，67%

4、的服务器磁盘使用率不到50%，90%的服务器网络带宽使用率不到10%。尽管如此，还有一些开发人员的需求无法满足。由此看来，进行服务器资源整合，合理化利用迫在眉睫。4应用情况8目前试点部署了两个虚拟化集群，一个用于实时业务，另外一个用于移动办公和业务实验。总共部署了25个虚拟服务器，12个实时业务虚拟服务器分别是Micaps数据处理服务器两台，县站服务器，风云2D2E处理服务器，细网格处理服务器，雷达Pub服务器，一体化试点服务器，自动站处理服务器，文件共享服务器，后置机服务器，自动站服务器两台；3个业务测试虚拟服务器分别是开发试验服

5、务器，2台地面气象观测自动化试点服务器；移动办公虚拟服务器8个。虚拟服务器分别部署WindowsXP、Window2003、Windows2008、Suse、Centos、Redhat等操作系统。下面就四个方面分析虚拟化技术在气象业务应用方面的优势。4.1大幅度缩减系统部署的时间成本在实际应用中，我们是通过虚拟机模板克隆方式来部署虚拟服务器。相比传统方式，克隆模板部署虚拟机极大地提高了服务器部署效率，传统部署模式下服务器上架、连线、申请端口、安装系统、安装驱动等步骤需要4-10个小时，25台服务器需要两个人至少10个工作日才能完成部

6、署，此外，物理服务器维护重启过程耗时较长。采用虚拟化技术，一台服务器部署时间缩减到几分钟，25台虚拟服务器的部署实际仅需半天既可完成。具体数据对比见图3，服务器自检时间参考IBM36502分钟HP580G73分钟。图中“虚拟化”是指虚拟主机，“物理机”是指未虚拟化的主机。4.2虚拟机在资源利用率方面的优势分析8根据虚拟机运行情况统计来看，所有虚拟机的内存，IO，网络资源都能通过调节满足应用需求，只有细网格处理服务器的CPU资源不能满足需求，分析应该是解码程序对多线程多CPU支持不好，而其他虚拟服务器的CPU资源都能通过调节满足应用需

7、求。按照一周运行数据统计，虚拟化集群CPU最大使用量14GHz，内存最大使用量60GB，网络带宽最大占用150Mbps，跟物理机对比数据见图4，物理服务器内存参考政采标配内存。物理服务器系统资源使用情况通过Ganglia获取，虚拟机资源使用情况通过vCenter获取。可以直观的看出，不管是虚拟机还是物理机，内存的利用率都很高，但是CPU和网络带宽利用率低下。可见我们在做虚拟化的时候可以在主机数量满足冗余需求的时候，主机内存尽量要大，以达到充分利用其他资源的目的。4.3方便管理，节能减排，实现绿色IT从机房空间利用率来看，7台物理服务

8、器占用机柜空间14U，SAN交换机和盘阵占用6U，网络和PDU端口各14个；如果不做虚拟化需要25台物理服务器至少需要50U的机柜空间、网络接口至少25个、PDU端口50个；从能耗的角度来看，按照每台服务器200W的功耗计算，25台物