电力行业多核平台虚拟化的测试与应用

按照×××的要求，“十一五”期间，单位国内生产总值的能耗要降低20%左右，主要污染物排放总量减少10%。据有关权威部门统计，在我国每年800亿元的政府能源消耗中，仅IT产品能耗就已经达到了50%。按照IDC统计，全球每一美元的计算机硬件成本开销，约有50美分花在了电力使用上，并且，这种趋势在今后4年内还将增长54%。届时，计算机系统的运营成本将远远超过其硬件的购买成本，IT已经成为了名副其实的能耗大户，降低IT系统能耗，提高系统效率，已经成为了国内行业用户迫在眉睫的事情。

与国内大多数行业发展状况相同，电力行业信息化也存在“烟筒式”的发展状况，各应用系统之间缺乏有效沟通，数据信息难于共享，信息孤岛的现象严重。系统应用的效率不高，信息资源浪费严重。据有关调查人员测算，服务器处理器的平均利用率不足20%。打破信息孤岛，构建协同一体化的信息化应用环境，以及成为了电力行业迫在眉睫的任务。

在众多的技术解决方案中，多核处理器以及虚拟化技术的成熟，为电力行业提供了最具有性价比的解决方案平台。虚拟化技术一来可以有效降低系统的成本，因为成本不仅仅是一次性的建设投入，更多的是系统日后的升级、扩容以及管理维护和运营成本，涉及系统安全、部署等无形管理成本，也包扩电能消耗、空间占用等有形成本。采用服务器虚拟化，用户不需要再花费大量时间来搭建测试环境、系统升级的重新安装部署、各种应用和数据迁移等，使人力资源效率将得到极大提高。二来，虚拟化技术可以极大提高系统效率，通过虚拟化资源调度，应用系统可根据应用需要，自动调配硬件资源，使硬件资源效率得到充分发挥。对于虚拟化技术而言，由于采用了集中一体化的应用方式，其自身所具有的整合备份、HA和Vmotion等一系列基本功能，可进一步降低因为系统故障所导致的宕机，各项应用的可靠性以及信息化的服务质量都将得到极大提高，业务连续性将得到充分的保障。

虚拟化技术 百闻一见

虚拟化技术如今已经成为业内的发展方向，但是对于电力行业用户而言，多核平台虚拟化技术是否适用于电力行业？目前电力行业基于英特尔单核至强处理器，甚至是Pentium 4处理器所开发的各种应用系统，是否可以顺利迁移到多核虚拟化平台是行业用户所关注的服务器应用效率不高的难题，是否可以得到有效克服？所有这一切深深困扰着国内的电力用户。

有国内电力用户坦言，对于系统的稳定可靠，电力行业有着超乎想象的严格要求，只有那些成熟并已经被行业应用所证实的技术，电力行业才会加以采用。稳定可靠是电力信息化应用的前提。为了对虚拟化的效果进行考察，在英特尔公司的大力支持下，华电集团对多核虚拟化平台进行了严格的测试，并实地挑选了华电统计信息系统、华电电子地图信息系统、华电信息中心知识平台等三个关键业务应用，对虚拟化应用平台进行了在线压力测试。

测试结果表明，多核虚拟化架构中的虚拟机与传统服务器在操作和使用上并没有根本区别；虚拟机完全可以胜任物理服务器的全部工作。与物理服务器相比，部署简单、方便，用类似于拷贝文件的方式，可以将应用从一台虚拟机轻松迁移到另外一台虚拟机服务器，不仅管理效果显著，由于虚拟机服务器所提供的Vmotion、HA技术，系统的可靠性、稳定性显著提高。其结论是，多核虚拟化平台完全可以有计划、有步骤地在电力行业加以推广和应用，特别是对于CPU和内存敏感的统计信息系统应用，虚拟化应用的效果显著，对于磁盘以及网络I/O敏感的应用，如电子地图信息系统应用，多核虚拟化平台同样可以胜任，在着力改善存储访问的性能的情况下，效果更为出色。

虚拟化写真

基于多核平台的虚拟化测试，不仅为电力行业虚拟化应用提供一手数据和经验，与此同时，其测试的步骤与过程，也使得虚拟化应用的脉络显得愈发的清晰起来。

据有关技术人员介绍，多核平台虚拟化需要用到的软件包括VMware Infrastructure 3（VI3）企业版、VMware Converter迁移工具，以及其他动态负载均衡软件。其中，VI3包括ESX Server和VirtualCenter两个最为基本的软件。

据了解，ESX Server主要用于创建虚拟机服务器。在这个过程中，需要首先创建一个称为VMFS（Virtual Machine File System）的文件系统，用于解决常规文件系统在给定时间只允许一台服务器读写同一文件的限制，VMFS是一个群集文件系统，它利用共享存储，为多个虚拟机服务。当这一步骤完成之后，就可以着手采用虚拟化软件对现有CPU资源进行虚拟化分，划分出虚拟CPU。它是执行一个线程最为基本的运算单元，一个虚拟机可以配置多路虚拟CPU，具有并行处理多线程程序的能力。技术人员指出，针对虚拟化虚拟机CPU资源划分，需要根据部署应用的特性进行评估、基础整合、定制评估，才能够最终确认物理机服务器部署虚拟机应用的数量和相关资源容量的分配，其结果还需要经过反复实践验证，最终找到最合理的分配结果。它是虚拟化应用系统保持可靠稳定的关键。

当虚拟机构建完成之后，就可以在虚拟机安装各种操作系统了，可以是Windows，也可以是Linux操作系统。通过上述过程，细心的用户可以发现，虚拟化首先安装的是ESX Server，后安装各种操作系统，而不是先安装操作系统，再安装虚拟化软件。其差别就在于英特尔在多核处理器平台所内建的英特尔?虚拟化技术。

英特尔虚拟化技术对于虚拟化提供了芯片级的技术支持，如此，诸如VMware等虚拟化软件就可以直接调用CPU芯片各种资源，而不用通过操纵系统。否则，虚拟化还要通过操纵系统调用CPU资源，不仅非常复杂，还需要占用部分系统开销，虚拟化的效率不高。因此，英特尔基于芯片级的虚拟化技术支持，成就了虚拟化技术的蓬勃发展。

有关VirtualCenter，它是一个虚拟化服务器的管理平台，为了实现客户端（Client）远程登录管理，除了VirtualCenter Server之外，还需要安装VirtualCenter Client。与此同时，需要额外安装一台License Server，进行有关虚拟化软件的授权管理，当用户采用Host License方式时，就不需要单独安装License Server了。

应用迁移部署与压力测试

对于虚拟化应用而言，除了整合之外，其更为突出的作用在于应用迁移，以及系统可靠性有效提升。其中，Vmotion（热迁移）使得应用在不中断的情况下，从一个虚拟机顺利迁移到备用的虚拟机。

在测试中，技术人员使用VMware Converter管理工具对其中的一台虚拟机进行迁移，由于测试环境所使用的是百兆网络，并不符合Vmotion所推荐使用的千兆网络，但是在给出提示的前提下，迁移仍然可以进行。测试中，当迁移过程完成了94%的时候，管理界面显示，虚拟机已被顺利迁移，有关访问已经指向了新的虚拟机服务器，说明Vmotion功能测试顺利。

Vmotion完成之后，技术人员进行了另外一项测试：人为删除Vmotion后的虚拟机服务器，结果显示，系统自动找到并切回到之前的虚拟机，继续提供服务，系统应用不中断。从而，在不同的虚拟机服务器之间，构建了双机容错（HA）的功能和特性。

在统计信息系统的压力测试中，技术人员用20个并发虚拟用户测试脚本，以及每个模拟操作30循环次数的频率，对虚拟服务器进行加压，它相当于实际生产系统中200个用户同时在线。其测试结果表明，虚拟环境系统事务平均相应时间对比实际环境提高了15倍。在电子地图信息系统测试中，有关各种访问操作，如查询定位、地图平移、圆选查询以及点击查询等，虚拟机环境较之生产系统其性能有所降低，但是考虑到测试环境没有采用HBA存储卡，而是借助网卡，采用iSCSI方式访问存储的事实，此类对于磁盘以及网络I/O具有较高的要求应用，其结果也在情理之中，可以通过改善存储，提高系统的性能。虚拟机环境下的华电信息中心知识平台现在已正式投入运行，系统性能、稳定性等应用情况良好。

透过科学地测试实践，不难得出这样的结论，多核平台虚拟化的时机已经成熟，电力行业信息化应用即将进入虚拟化的春天。

 

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