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摘 要：通过目前成熟的x86虚拟化技术来建立一个虚拟化资源池，采用“滚雪球”的方式逐步整合黑龙江联通信息化现有的x86设备，达到节能降耗，降低维护成本的目的。本文结合黑龙江省联通公司对x86虚拟化技术的利用降低企业投资运营成本的情况进行介绍，仅供参考。
关键词：x86虚拟化技术；降低成本；运营
1 背景
随着近几年x86技术在计算能力、高可用性、可靠性和标准化等方面的提升，同时又具有开放性和低成本的先天优势，x86资源在联通信息系统中的比重呈现不断增长的趋势。而大量以业务拓扑作为唯一维度部署的x86设备也造成了资源能耗的浪费和运维成本的提升。
服务器虚拟化技术发展到现在已经是一个比较成熟的技术，行业内部已经有诸多产品，如VMware的vSphere，微软的Hyper-V等。选择其中适合电信行业的产品，通过在电信公司范围内（如企业信息化部、网络运维部）应用虚拟化技术，可以有效解决目前存在的问题，整合服务器资源，提升管理水平，提高资源利用率。
因此通过目前成熟的x86虚拟化技术来建立一个虚拟化资源池，采用“滚雪球”的方式逐步整合黑龙江联通信息化现有的x86设备，达到节能降耗，降低维护成本的目的。
2 黑龙江联通公司x86设备使用情况
黑龙江联通信息化系统目前在用x86设备共有93台，其中PC服务器32台，刀片服务器61台。目前在用的x86服务器按照用途基本可以分为接口服务器和中间件服务器（极少数的x86服务器用作数据库服务器）两大类。接口服务器的CPU、内存利用率都在10%以下，资源利用率极低；中间件服务器由于运行JAVA虚拟机，采用预占的方式分配内存，一般内存使用率都超过50%，但CPU使用率不超过20%。
3 x86资源池演进步骤
为了最终整合现有的x86资源，在降低成本的同时尽量减少投入，本方案分批整合x86资源，并利用整合后闲置的x86设备扩充资源池。本方案计划分三个阶段实施：
第一阶段：x86资源池的初步搭建。黑龙江联通在2012年基础设施扩容项目中已经购买的4台DELL刀片服务器并购买了部分VMWARE的LICENSE用于构建X86资源池；同时，存储资源池的搭建已经完成，可以为X86资源池提供存储资源。目前已经初步具备了构建X86资源池的硬件条件，正在完成x86资源池的建设和测试工作。预计2013年7月中旬前x86资源池的建设工作全部完成，初步建成的虚拟化资源池可以提供4台设备（128C/512GB）的业务承载能力。
第二阶段：高端x86资源设备整合及x86资源池扩充。在第一阶段完成后x86资源池初具规模的基础上，对现有的x86设备中，设备型号较新，配置较好，支持x86虚拟化技术的x86资源进行整合，整合过程中遵循以下原则：
优先整合资源利用率低的x86设备，以尽快扩大资源池规模，加快资源整合进度。所有业务系统迁移到虚拟化资源池后都采用VMWARE的高可用技术进行部署。虚拟化资源池中的物理设备资源使用率（从目前x86设备资源的使用情况来看，x86资源的瓶颈是内存利用率）不低于70%，不高于90%。整合扩容预计于2014年10月完成。第二阶段完成后预计虚拟化资源池内的x86设备将达到60台设备（1472C/2304GB），资源池中40%的设备分配给现有业务使用，资源池中其余的60%设备可供其他业务部署使用。
第三阶段：老旧x86资源整合。第二阶段的x86资源整合完成后，x86资源池已经基本建成并承载了大部分的x86业务。同时，我省信息系统中尚存30多台老旧的x86设备，这些设备已经没有利用价值，因此在本阶段将全部迁移至x86资源池后进行下电报废工作。
预计本阶段的迁移工作于2014年底前全部完成。预计完成后x86资源池的规模不变，设备分配率达到55%，30多台老旧设备全部下电。
4 x86资源池目前已经具备的高级功能
经过配置和测试验证，目前虚拟化资源池在能够大幅提升硬件资源利用率，节约硬件、运维成本的基础上，具备了以下的高级功能：
VMOTION功能：已经实现了虚拟机在运行业务不中断的前提下动态的在不同物理主机间进行迁移的功能。
DRS功能：在VMOTION的基础上，实现虚拟主机部署的负载均衡，将资源紧张的物理主机上的虚拟主机自动迁移至相对空闲的物理主机上，在提升资源池内主机资源利用率的前提下确保虚拟主机的性能。
DPM功能：开启后实现自动的电源管理，在集群负载较低时自动将虚拟主机集中并关闭空闲物理主机的电源，待负载较高时自动唤醒关闭电源的物理主机，并将虚拟主机迁移至新开启的物理主机。该功能在x86资源池大规模部署后可以进一步降低机房能耗。
HA功能：在虚拟层提供高可用性保障，在集群中因硬件故障导致物理主机突然宕机的情况下，能够迅速让其他物理主机启动故障物理主机上的全部虚拟主机，确保将业务故障时间降至最低。
虚拟主机快速部署功能：对于x86上经常部署的操作系统版本，可以建立统一的虚拟主机模板，有业务需求时能在10分钟内生成满足业务需要的虚拟主机并交付使用。
5 x86资源池目前已经部署的业务
x86资源池建设完成后，目前除作为偏重于测试VSPHERE功能的实验环境外，已经开始部署了一些业务的测试及生产环境：GIS地图信息系统业务测试环境：目前分配了4台虚拟主机，全部安装RHEL 6.4操作系统，单台主机配置为4C/16GB 300GB硬盘。BSS F5分發服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装RHEL6.4操作系统，主机配置为4C/8GB 80GB硬盘。经分数据压缩服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装RHEL6.4操作系统，主机配置为16C/32GB 2TB硬盘。一卡充接口服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装了WINDOWS SERVER2003操作系统，主机配置为4C/4GB 30GB硬盘。交互式探索演示服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装了RHEL6.4操作系统，主机配置为4C/64GB 500GB硬盘。数据库测试主机：目前分配了2台虚拟主机，安装RHEL6.4操作系统，单台主机配置为4C/8GB 80GB硬盘。
6 x86资源池目前资源使用率
经统计，在部署了上述10台业务虚拟机后，目前x86资源池CPU平均使用率为0.225%，内存平均使用率为15.073%，远未达到资源池承载极限。
7 x86资源池收益估算
在x86设备全部进行整合后，预计可以获得如下收益：x86资源池还可以承载120台以上x86设备的业务部署，可节省硬件投资约360万元。可节省30台老旧x86设备的耗电，可年节约耗电26万千瓦时（含机房制冷能耗），年节省电费23万元。开启DPM功能实现分布式电源管理，在业务量低的时段关闭部分物理主机电源，预计可以年节约耗电39万千瓦时（含机房制冷能耗），年节省电费34.5万元。可节省现有30台老旧设备的维护成本，预计年节约维护成本6万元。x86资源池底层实现虚机的HA，新系统建设不需要考虑双机（集群）冗余和HA软件购买，可大幅节约建设成本。可以大幅提升维护效率，缩短业务部署时间，减少业务中断频率。根据以上估算，预计完成现有x86设备整合后可一次性节约硬件成本360万元，年节约运维成本63.5万元。
结束语
x86虚拟化技术可以帮助电信运营商充分发挥网络基础设施方面的优势，建设性能高、服务可靠、使用安全、用户体验好的虚拟化资源池，值得广泛推广和借鉴。
作者简介：杨宝秋（1979，8-），男，哈尔滨工程大学电子与通信工程硕士，工程师，现从事IT技术管理岗位。
关键词：x86虚拟化技术；降低成本；运营
1 背景
随着近几年x86技术在计算能力、高可用性、可靠性和标准化等方面的提升，同时又具有开放性和低成本的先天优势，x86资源在联通信息系统中的比重呈现不断增长的趋势。而大量以业务拓扑作为唯一维度部署的x86设备也造成了资源能耗的浪费和运维成本的提升。
服务器虚拟化技术发展到现在已经是一个比较成熟的技术，行业内部已经有诸多产品，如VMware的vSphere，微软的Hyper-V等。选择其中适合电信行业的产品，通过在电信公司范围内（如企业信息化部、网络运维部）应用虚拟化技术，可以有效解决目前存在的问题，整合服务器资源，提升管理水平，提高资源利用率。
因此通过目前成熟的x86虚拟化技术来建立一个虚拟化资源池，采用“滚雪球”的方式逐步整合黑龙江联通信息化现有的x86设备，达到节能降耗，降低维护成本的目的。
2 黑龙江联通公司x86设备使用情况
黑龙江联通信息化系统目前在用x86设备共有93台，其中PC服务器32台，刀片服务器61台。目前在用的x86服务器按照用途基本可以分为接口服务器和中间件服务器（极少数的x86服务器用作数据库服务器）两大类。接口服务器的CPU、内存利用率都在10%以下，资源利用率极低；中间件服务器由于运行JAVA虚拟机，采用预占的方式分配内存，一般内存使用率都超过50%，但CPU使用率不超过20%。
3 x86资源池演进步骤
为了最终整合现有的x86资源，在降低成本的同时尽量减少投入，本方案分批整合x86资源，并利用整合后闲置的x86设备扩充资源池。本方案计划分三个阶段实施：
第一阶段：x86资源池的初步搭建。黑龙江联通在2012年基础设施扩容项目中已经购买的4台DELL刀片服务器并购买了部分VMWARE的LICENSE用于构建X86资源池；同时，存储资源池的搭建已经完成，可以为X86资源池提供存储资源。目前已经初步具备了构建X86资源池的硬件条件，正在完成x86资源池的建设和测试工作。预计2013年7月中旬前x86资源池的建设工作全部完成，初步建成的虚拟化资源池可以提供4台设备（128C/512GB）的业务承载能力。
第二阶段：高端x86资源设备整合及x86资源池扩充。在第一阶段完成后x86资源池初具规模的基础上，对现有的x86设备中，设备型号较新，配置较好，支持x86虚拟化技术的x86资源进行整合，整合过程中遵循以下原则：
优先整合资源利用率低的x86设备，以尽快扩大资源池规模，加快资源整合进度。所有业务系统迁移到虚拟化资源池后都采用VMWARE的高可用技术进行部署。虚拟化资源池中的物理设备资源使用率（从目前x86设备资源的使用情况来看，x86资源的瓶颈是内存利用率）不低于70%，不高于90%。整合扩容预计于2014年10月完成。第二阶段完成后预计虚拟化资源池内的x86设备将达到60台设备（1472C/2304GB），资源池中40%的设备分配给现有业务使用，资源池中其余的60%设备可供其他业务部署使用。
第三阶段：老旧x86资源整合。第二阶段的x86资源整合完成后，x86资源池已经基本建成并承载了大部分的x86业务。同时，我省信息系统中尚存30多台老旧的x86设备，这些设备已经没有利用价值，因此在本阶段将全部迁移至x86资源池后进行下电报废工作。
预计本阶段的迁移工作于2014年底前全部完成。预计完成后x86资源池的规模不变，设备分配率达到55%，30多台老旧设备全部下电。
4 x86资源池目前已经具备的高级功能
经过配置和测试验证，目前虚拟化资源池在能够大幅提升硬件资源利用率，节约硬件、运维成本的基础上，具备了以下的高级功能：
VMOTION功能：已经实现了虚拟机在运行业务不中断的前提下动态的在不同物理主机间进行迁移的功能。
DRS功能：在VMOTION的基础上，实现虚拟主机部署的负载均衡，将资源紧张的物理主机上的虚拟主机自动迁移至相对空闲的物理主机上，在提升资源池内主机资源利用率的前提下确保虚拟主机的性能。
DPM功能：开启后实现自动的电源管理，在集群负载较低时自动将虚拟主机集中并关闭空闲物理主机的电源，待负载较高时自动唤醒关闭电源的物理主机，并将虚拟主机迁移至新开启的物理主机。该功能在x86资源池大规模部署后可以进一步降低机房能耗。
HA功能：在虚拟层提供高可用性保障，在集群中因硬件故障导致物理主机突然宕机的情况下，能够迅速让其他物理主机启动故障物理主机上的全部虚拟主机，确保将业务故障时间降至最低。
虚拟主机快速部署功能：对于x86上经常部署的操作系统版本，可以建立统一的虚拟主机模板，有业务需求时能在10分钟内生成满足业务需要的虚拟主机并交付使用。
5 x86资源池目前已经部署的业务
x86资源池建设完成后，目前除作为偏重于测试VSPHERE功能的实验环境外，已经开始部署了一些业务的测试及生产环境：GIS地图信息系统业务测试环境：目前分配了4台虚拟主机，全部安装RHEL 6.4操作系统，单台主机配置为4C/16GB 300GB硬盘。BSS F5分發服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装RHEL6.4操作系统，主机配置为4C/8GB 80GB硬盘。经分数据压缩服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装RHEL6.4操作系统，主机配置为16C/32GB 2TB硬盘。一卡充接口服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装了WINDOWS SERVER2003操作系统，主机配置为4C/4GB 30GB硬盘。交互式探索演示服务器：目前分配了1台虚拟主机，安装了RHEL6.4操作系统，主机配置为4C/64GB 500GB硬盘。数据库测试主机：目前分配了2台虚拟主机，安装RHEL6.4操作系统，单台主机配置为4C/8GB 80GB硬盘。
6 x86资源池目前资源使用率
经统计，在部署了上述10台业务虚拟机后，目前x86资源池CPU平均使用率为0.225%，内存平均使用率为15.073%，远未达到资源池承载极限。
7 x86资源池收益估算
在x86设备全部进行整合后，预计可以获得如下收益：x86资源池还可以承载120台以上x86设备的业务部署，可节省硬件投资约360万元。可节省30台老旧x86设备的耗电，可年节约耗电26万千瓦时（含机房制冷能耗），年节省电费23万元。开启DPM功能实现分布式电源管理，在业务量低的时段关闭部分物理主机电源，预计可以年节约耗电39万千瓦时（含机房制冷能耗），年节省电费34.5万元。可节省现有30台老旧设备的维护成本，预计年节约维护成本6万元。x86资源池底层实现虚机的HA，新系统建设不需要考虑双机（集群）冗余和HA软件购买，可大幅节约建设成本。可以大幅提升维护效率，缩短业务部署时间，减少业务中断频率。根据以上估算，预计完成现有x86设备整合后可一次性节约硬件成本360万元，年节约运维成本63.5万元。
结束语
x86虚拟化技术可以帮助电信运营商充分发挥网络基础设施方面的优势，建设性能高、服务可靠、使用安全、用户体验好的虚拟化资源池，值得广泛推广和借鉴。
作者简介：杨宝秋（1979，8-），男，哈尔滨工程大学电子与通信工程硕士，工程师，现从事IT技术管理岗位。