湖北国税四路虚拟化系统应用测试报告

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测试背景

客户应用

随着IT技术的进步，国税信息化建设也在与时俱进，不断深入。目前，已建立起包括小型机、PC服务器、存储系统、网络系统为一体的大型数据中心，承载了数十种税务和办公应用。

国税信息中心中目前包含PC服务器80余台，主要运行前端Web进入和中间件Weblogic处理，后端使用小型机系统和存储系统搭建数据库。

前端应用系统主要包括：出口退税网上申报系统App、出口退税网上申报系统、出口退税网上申报系统自动预审系统、机动车销售开票系统、财务系统、税收执法系统、内部网站和办公系统等。

这些系统作为税务和办公的核心系统，承载起了整个省级国税的税务信息化应用。

客户困惑

随着信息化建设的不断深入，服务器数量急剧增加，也给国税信息化建设带来了一些困扰，主要表现在机房空间、电力供应接近上限，运维成本高，系统可靠性较低等方面。

国税机房占地面积在260平米左右，目前已容纳了30余台机柜(包括PC服务器、网络设备、存储设备等)、多台UPS设备和制冷设备，目前机房空间已接近满载，进一步增加服务器数量就可能对机房散热、服务器操作等造成影响。

电力供应的瓶颈更加严峻。国税信息中心机房的设计电力负荷在80KW，目前在常规时间，服务器功率已占用到了75%左右，考虑到峰值的预留功率，目前机房的电力消耗已经接近满载。

同时，新的应用又等待加入，这势必带来服务器数量的进一步增加。受制于以上两个因素，机房服务器数量不可能再大幅度增加，这就给现有的信息化建设模式提出了挑战。

运维成本方面，国税信息中心目前每年服务器的电力消耗在50万度，再加上相配套的制冷、照明、UPS等设备的功耗，每年电费的支出就接近百万。机房服务器数量多，也给管理带来了压力，目前国税信息中心机房负责服务器维护的人员在3到4名，机房管理员工作繁杂，需要进行大量的硬件维护、系统部署等重复性工作，需要经常在环境嘈杂的机房进行操作。

系统可靠性低，大部分应用存在着单点故障的隐患。传统的双机热备HA方式，需要一台专门的服务器作为备机，这样，全被使用双机热备的方式，机房服务器数量可能就需要翻番。受制于成本、空间、电力等方面的因素，国税机房目前只能对数据库等关键应用实行双机热备，大部分的前端应用处于无保障状态，存在着单点故障的隐患。另一方面，一旦发生硬件损坏，服务器的换件等响应时间较长(一般换件周期在几个小时左右)，造成应用停顿，业务受损。

测试过程

系统诊断

为解决国税客户面临的问题，浪潮联合Intel、VMware共同为客户信息系统现状进行诊断分析，寻找解决方案。

系统诊断选用VMware Capacity PLANner工具，在客户机房中增加一台监测服务器，进负责收集现有服务器设备的配置信息和资源利用状况，以期找出客户应用的问题并加以解决。

经过两周的资源利用情况收集，其中涵盖了客户应用高峰期(月初)的相应情况，得出以下分析结果(以其中10台分析结果为例)：

操作系统和服务器类型状况如下所示：

各项资源利用情况：

处理器等资源的峰值状况见下图：

以上测试结果显示：在目前单服务器单操作系统的应用模式下，服务器硬件资源并未得到充分的利用，服务器CPU占用率在10%以下，大量的服务器资源被闲置，并未得到充分有效的利用。如何有效的进行服务器整合，提升服务器资源应用效率，成为解决国税信息化建设目前面临问题的关键所在。

测试方案

依据前期数据收集的结果，浪潮联合Intel、VMware共同为客户提出了“六核+虚拟化”的解决方案，并进行了实际环境测试。

测试内容：将10台现有应用服务器进行整合，由原有的物理系统整合进入基于浪潮四路六核虚拟化平台的虚拟系统，并进行性能对比。

测试方案的几个重要特点：

? 浪潮最新的四路服务器平台NF560D2，基于最新Dunningtown平台，高性能的服务器为系统整合提供应用性能和整合密度的保障;

? 浪潮AS1000全光纤4Gb存储系统，为数据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核数的增加为系统整合提供了更好的性能保证;

? VMware最新版企业级服务器虚拟化软件VI3，并基于两台服务器系统和一台存储系统搭建VMware HA、DRS群集，在虚拟化的基础上提供HA高可用、DRS资源动态调度等高级功能。

测试方案拓扑：

其中，Virtual Center服务器使用客户现有的两路服务器。

方案配置如下：

数据库服务器NF560D22颗Intel 六核Xeon MP 7450(2.4GHz)CPU;

32GB FBD DDR2内存(最大支持192GB内存);

2块300G10000转3.5'' SAS硬盘(最大支持5个热插拔SAS硬盘);

256M SAS RAID组件，支持SAS RAID 0、1、5;

四个千兆网络接口，支持网卡冗余、负载均衡、WOL(Wale On Line)、I/OAT;

服务器专用1+1热插拔冗余电源;

磁盘阵列浪潮 AS10004Gb 体系架构的光纤磁盘存储系统,冗余双控制器;缓存2GB至 4GB;系统可扩至256盘位;

主机通道FC 4Gb×4,或FC 4Gb×8,磁盘通道FC 4Gb×4;

可选FC 4Gb 73/146/300GB 磁盘,可选FC 2Gb 146/300GB磁盘,可选500GB或750GB SATA 磁盘;

ActiveStorage SANManager 管理软件,基于GUI、CLI的多种管理模式;

支持数据快照、本地数据复制和远程数据镜像等高级数据应用;

冗余热插拔电源风扇模块;标配BBU(缓存数据保护模块,72小时)

功能测试

本次测试主要对如下几个方面进行功能性验证。

? 实现从物理机向虚拟机的迁移(Inspur -Vmware Converter)

? 虚拟化服务器、存储及网络(Inspur-Vmware ESX Server)

? 虚拟基础架构的集中管理、自动化和优化(Inspur-Vmware VirtualCenter)

? 虚拟机的在线实时迁移 (Inspur-Vmware VMotion)

? 虚拟化服务器的高可用性 (Inspur-Vmware HA)

? 实现虚拟机的动态平衡与资源分配 (Inspur-Vmware DRS)

VirtualCenter服务器安装及基本功能测试属于基本测试，在此不再赘述，我们着重于方案的高可用性测试和工具性测试。

虚拟架构高可用性测试结果见下表：

工作内容说明实测结果

创建并管理Inspur-Vmware Cluster利用两台ESX服务器，组建Inspur-VMware HA和DRS群集，正常状态下，每台服务器运行6个虚拟机，各司其职

VMotion功能测试利用VMotion技术，在虚拟机不关机甚至应用没有丝毫停顿的情况下，实现虚拟机从一台主机到另一台主机的在线迁移

HA功能测试Inspur-Vmware HA可以正常配置，在模拟实现主机故障(拔除电源线)时，其上虚拟机在另一主机上的自动恢复

DRS功能测试Inspur-Vmware DRS可以正常配置，在对某一台服务器加压以达到两台服务器资源利用情况不平衡的状态(CPU占用率分别为30%和70%)时，群集自动调整虚拟机在两台服务器上的分布状况，最终达到双方资源利用效率均衡(CPU利用率均为50%)

Converter工具测试结果见下表:

工作内容说明实测结果

安装Converter可成功安装Vmware Converter

采用本地或远程在线克隆技术将旧有服务器导入到虚拟化目标环境中可成功完成在线将旧服务器导入到虚拟目标环境中

(基于客户的百兆网络，20G数据迁移的时间在30分钟左右，150G数据迁移的时间在3个小时左右，整个迁移过程不会对客户现有应用造成停顿和影响)

配置并测试新的虚拟机原有的旧服务器系统在虚拟化后可以稳定运行在新的虚拟架构环境中，所有操作系统和应用状况及磁盘容量和数据，都保持和原有物理机状况一致

测试结果

整合效果

整合前后的数据对比：

对比内容整合前整合后对比

服务器数量10台2台减少80%

服务器空间占用27U8U降低70%

服务器功耗5400W1200W降低78%

可用性单点故障隐患VMware HA 实现高可用性保障

服务器管理OS级别：远程桌面

硬件级别：机房操作

逐一管理，无统一界面OS级别：远程客户端

硬件级别：远程客户端

所有虚拟机及物理设备统一界面管理所有虚拟服务器统一管理，虚拟硬件更改可远程操作

资源调度各服务器独立，无服务器间的资源动态调度利用DRS构建多服务器资源池，工作负载在不同服务器间达到平衡孤立的资源调度模式转变为多服务器动态负载均衡模式

整合后的服务器资源利用状况：

CPU利用率曲线

内存利用率曲线

硬盘利用率曲线

网络利用率曲线

资源利用对比

类别整合前整合后

平均CPU利用率5%-10%30%-50%

平均内存利用率30%-40%70%-80%

平均磁盘利用率不到10%10%-20%

平均网络利用率不到5%10%-20%

可以看出，通过服务器的整合，减少和服务器数量和相应带来的运维成本，提升了服务器资源利用效率。在现有服务器增加内存的情况下，整合应用数量可还可进一步提升，最终达到每台服务器整合10-20台虚拟服务器的密度。

测试总结

客户收益

浪潮虚拟化方案架构让国税信息中心达成以下目标：

1. 节省约60% TCO

通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40%软件硬件成本;

整合比：生产环境10到15 : 1 ，开发测试环境15到20 : 1;

每个服务器的平均利用率从5%-15%提高到60%-80%;

降低70-80%运营成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。

2. 提高运营效率

部署服务器的时间从小时级到分钟级， 服务器重建和应用加载时间从 20-40小时到15-30分钟， 每年节省10,000 人/小时(以300台服务器为例);

以前硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1到3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。

3. 提高服务水平

? 帮助企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应;

? 将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需自动进行动态资源调配;

? 无中断的按需扩容。

? 旧硬件和操作系统的投资保护

? 不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。

综上所述，浪潮虚拟化方案可协助客户达成以下目标：

? 整合空闲服务器和存储资源，为新项目重新部署这些资源

? 提升运作效率

? 改进服务器的管理灵活性

? 通过零当机维护改善服务等级

? 标准化环境和改进安全

? 灾难状态下，减少恢复时间

? 更少冗余的情况下，确保高可用性

? 更有效的适应动态商业的需求

? 在技术支持和培训方面降低成本

前景展望

目前测试的结果仅将一小部分客户应用迁移进入虚拟环境，客户进一步将进行整个数据中心的虚拟架构改造，一旦实施数据中心虚拟化，每年仅电费一项支出，就将节约几十万资金，整体TCO降低的效果将更加显著。

同时，可在现有测试方案基础上增加全冗余SAN环境设计，彻底消除单点故障区，配合后端小型机数据库系统，达到完善的虚拟化应用效果。