虚拟化技术在企业网络中的应用

2019-11-试题二 虚拟化技术在企业网络中的应用

虚拟化技术已经广泛应用于各类应用中，结合自己参与设计的系统加以评估，写出一篇有自己特色的论文。请围绕“虚拟化技术在企业网络中的应用”论题，依次从以下三个方面进行论述。

1、简要叙述你参与的虚拟化项目，以及目前系统状况。

2、详细叙述你参与设计和实施的虚拟化设计方案。

3、分析和评估你所实施的虚拟化系统的效果、系统的性能与局限。

参考范文

摘要

为了实现政务数字化转型，保障各类业务快速上线，方便民众办理各类业务，同时解决现有网络瓶颈、服务器存储资源紧张、网络分区规划不合理等问题，2017年我市进行了政务云建设，项目金额1500万。我作为该项目技术负责人，负责整体规划设计和落地工作。项目中考虑到提升资源利用效率和灵活扩容，同时平滑对接云平台，运用了大量虚拟化技术，比如网络虚拟化，服务器虚拟化，存储虚拟化。通过虚拟化技术将各类IT资源虚拟成统一资源池，实现按需调度，各委办单位不必再单独购买服务器和存储等硬件资源，只需要通过网络向政务云申请资源即可。此外，还做了100个虚拟化云桌面试点，用以测试云桌面替代办公终端的可行性。项目完工后经集成测试顺利通过业主验收，并被评为省级信息化建设示范项目。

正文

1、项目背景与基本情况

经过前期调研，我市各类主要政务应用大概有160个，以前大部分应用均由物理服务器承载，大量服务器利用率常年不足20%，造成极大资源浪费；另外各类硬件资源由各委办局自行维护，由于技术水平参差不齐，导致IT服务水平低下。为了解决这些问题，我们决定采用虚拟化技术构建政务云。其中，服务器虚拟化是整个政务云的基础，将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至几十台相互隔离的虚拟服务器，让CPU、内存、磁盘等硬件变成可以动态管理的“资源池”，让所有委办局都可以使用政务云资源，从而提高资源的利用率。服务器虚拟化后，要实现虚拟机在不同物理机的迁移，传统三层网络架构设计已经不能满足需求，必须引入大二层网络技术。由于资源和业务需要海量存储空间，且不同业务需要不同类别的存储，但又必须实现统一管理。

基于前期沟通和调研，我们设计了如下解决方案：采用CSS和iStack堆叠，SDN+VXLAN技术构建大二层网络，从而保障虚拟机迁移；采用服务器虚拟化技术，提升服务器利用率；利用存储虚拟化技术，整合各存储资源，简化存储管理；通过桌面云技术，提高桌面运维效率。下面我们分析这些技术的具体应用和方案。

2、服务器虚拟化技术应用

根据前期业务统计，将业务分为两类：普通业务和精品业务。普通业务包含：OA办、网站等轻量级应用，精品业务包含：GIS、数据库等对性能要求较高的应用。本次规划设计中，通过普通两路服务器承载普通业务，经过性能评估和计算，同时参考兄弟单位建设情况，本次一共采购50台华为两路服务器，前期虚拟出120台虚拟机，并保留一定资源富余，方便未来灵活扩展。本次采购了8台华为四路服务器，通过安装华为服务器虚拟化软件，形成精品资源池，用以承载前期规划的精品业务。最后通过华为FusionSphere进行计算资源统一管理。

2、网络虚拟化技术应用

数据中心由于服务器虚拟化，且虚拟机迁移需要二层网络环境，传统网络接入、汇聚、核心三层架构，网关部署在汇聚层交换机，无法实现虚拟机迁移。本次数据中心采用核心、接入两层架构，首先在接入层使用了华为iStack横向虚拟化技术，将4台万兆接入交换机，虚拟成1台，同时利用华为CSS横向虚拟化技术，将两台CE12800虚拟成一台。通过横向虚拟化技术，替代传统VRRP+MSTP组网，能有效简化网络管理，同时避免阻塞端口，让所有链路都能利用起来，提升网络性能。

通过传统IP技术构建underlay网络后，还要实现租户隔离，项目通过VXLAN技术，构建overlay网络，并结合SDN技术，平滑对接云平台，将网络资源也虚拟成资源池，可以为租户动态、灵活、快速，并且图形化的方式进行网络资源分配。

4、存储虚拟化技术应用

企业级存储技术有DAS、SAN、NAS，考虑到DAS技术扩展性较差，NAS更适合文件存储，本次项目中存储主要采用SAN。IP-SAN成本低，带宽高，I/O读取延时较高，更适合文件、视频等读I/O要求不高，对带宽要求较高的应用。FC-SAN成本较高，更适合数据库对这类频繁进行I/O读取的应用。项目中，通过购买4台超融合服务器，配置10G接口，通过底层ceph存储服虚拟化技术，构建IP-SAN存储资源池，用以承载普通业务。另外采购2台华为Oceastor统一存储，配置16G FC接口，构建FC-SAN资源池。最后通过云平台对IP-SAN和FC-SAN两个存储资源池进行统一管理。

5、桌面虚拟化技术应用

考虑到信息中心人少事多，且政务内部数据敏感，PC硬盘故障，容易造成数据丢失，本次建设100个虚拟化云桌面作为试点。采用3台深信服超融合云桌面一体机，提供计算和存储资源，为用户提供桌面虚拟机，前端用户只需要配置瘦终端，通过用户名和密码在有网络的地方都可以登录自己的桌面，另外还可以通过收集客户端，远程访问云桌面，实现了移动办公，颇受用户好评。用户桌面出现死机或蓝屏状态，也可以通过后端web管理界面，进行一键重置和恢复，极大提升了运维效率。

通过云桌面试点与应用，也总结出一些经验，比如针对某些软件和外设兼容性不是特别好。云桌面整体性能一般，可满足日常offer办公应用，对需要长期使用或编辑音视频的用户不建议使用云桌面，对性能要求较高的用户，建议使用配置独立显卡的PC。由于用户所有数据都在后端服务器中存储，基于服务器的存储虚拟化和RAID技术，能有效提升数据安全性，但对网络的要求也更高，需要将内部网络改造成千兆到桌面，同时交换机上需要开启隔离安全功能，尽量防止出现网络故障，导致云桌面无法访问。

通过厂商、集成商、设计院等各方同力配合，组织方案设计、论证和实施，项目按期交付验收，并上线稳定运行2年多，满足日常业务应用的同时，具有一定资源富余，满足将来扩展要求。在项目实施过程中有很多成功的方面，当然也存在需要改进的地方。如服务器分区最早比较简单，后期通过对业务安全等级进行评估，按照不同要求划分成了多个安全域，提升整体安全性。虚拟化云桌面虽然可以简化日常运维管理，但前期也出现了一些软件和外设兼容性问题，经过云桌面厂商售后研发同力配合，最终解决了问题。总体来说，项目是成功的，我也通过这个项目学习到了不少经验，为数字政务和智慧城市建设打下坚实的基础。