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卷烟工厂虚拟化数据中心建设研究

范文

卫倩平

摘要：随着IT技术的高速发展，卷烟工厂应用的信息系统也越来越多，随之需要部署的硬件也越来越多，从而导致设备利用率低、运维成本不断增加。因此，如何提高设备利用率，降低IT运维总成本成为卷烟工业企业构建数据中心的研究重点，为解决这一难题，该文从网络、服务、存储三个层次来探讨如何构建卷烟工厂的虚拟化数据中心。

关键词：卷烟工厂；数据中心；虚拟化

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）14-0007-02

IT技术的不断发展，尤其是以大数据、云计算、虚拟化等新兴技术的崛起，极大的推动了卷烟工厂的生产效率和管理水平。但是，随着应用系统的数量和种类的增多，迫切需要更多的可以部署应用系统的硬件资源。软件及硬件的数量增多给数据中心的架构以及运维带来了严重的挑战。在卷烟工厂数据中心空间受限，以及省级公司节能降耗的要求下，如何构建高效、节约的数据中心每一家卷烟工业企业需要解决的难题，而虚拟化技术的发展以及应用的深化为解决该难题提供了技术的可能性。

本文正是基于上述背景，探讨了如何构建虚拟化的卷烟工厂数据中心。首先，本文介绍了卷烟工厂数据中心虚拟化建设的背景以及当前主流的虚拟化技术，然后提出了卷烟工厂虚拟化数据中心的基础框架图，并且从存储、服务器、网络三个层面来探讨如何构建卷烟工厂的虚拟化数据中心。

1卷烟工厂虚拟化建设背景

随着省级工业公司提出的“十三五”信息发展规划，指出所属的各个卷烟工厂要紧紧围绕烟草总公司提出的“卷烟上水平”的基本方略，要以“一体化数字烟草”为建设目标要求，要以“构建智能工厂，建设信息化企业”为建设目标，要以“网络化、数字化、虚拟化”为技术方向，要不遗余力的推进大数据、物联网、云技术以及移动互联等新技术在烟草行业的实践应用，要实现烟草行业与信息化的高度融合，达到行业先进企业的信息化水平。同时，省级公司关于降本增效的工作指出，所属各卷烟厂要深入贯彻“严细实”、“四精准”的工作方针，做好精益管理，扎实开展全员、全过程、全方位的降本增效工作。

对于旬阳卷烟厂而言，在工厂技改后要部署各类的信息系统，为保证信息系统的正常运行，需要为每个系统配备的硬件资源要按照系统对峰值资源需求进行配备，如果通过不断增加新硬件资源，如服务器、及相配套的网络、存储、电源、空调等，会导致硬件利用率较低，同样，也会带来运维和管理的困难。在机房空间有限的条件下，如何提高数据中心设备灵活性及利用率，减少运维工作量，降低数据中心建设成本和运维成本，保证数据中心稳定安全运行，成为卷烟工厂数据中心建设的首要任务。

2虚拟化技术介绍

所谓虚拟化技术就是把计算以及存储等资源，通过抽象、转换后高效利用的技术，实体资源包括网络、存储以及服务器等资源。通过虚拟化技术，可以打破实体构件的障碍，使用户可以更加便捷的使用这些资源。目前的虚拟化技术主要分类有：服务器、网络、桌面、应用和存储五种虚拟化技术。

2.1服务器虚拟化

服务器虚拟化是利用VMware等服务器虚拟化软件，把服务器等硬件资源抽象为逻辑资源。并且通过对资源的优先顺序进行排序，将服务器资源分配给最需要它的任务。通过虚拟化软件，一台物理服务器可以被分成多个独立的逻辑服务器，或者让若干台物理服务器变成一台逻辑服务器来用。服务器虚拟化的优点有不受物理限制、简化管理等。目前常用的服务器虚拟化软件除了上述的VMware外，还有Microsoft的Hyper等。目前常用的虚拟化技术有全虚拟化技术、半虚拟化技术、

硬件辅助虚拟化技术等。

2.2桌面虚拟化

桌面虚拟化就是利用虚拟化软件等把计算机运行环境和桌面的操作系统进行分离，使两者保持较高的独立性，将桌面的操作系统保存的数据中心。此时，用户的桌面镜像文件就是一个操作系统，其自带应用程序，用户可以随时通过协议来访问自己的桌面系统。

桌面虚拟化的完整框架包括四部分，分别是连接代理、服务器、虚拟化的桌面主机、瘦客户机。其中服务器的作用是对桌面操作系统进行虚拟化，它具有资源分配、数据备份、应用部署等功能；虚拟化桌面主机的主机环境通过服务器虚拟化软件来提供，虚拟主机环境部署操作系统和各类的应用软件，客户可以通过远程连接的方式来访问虚拟化桌面环境；连接代理的作用是决定用户可以访问哪个虚拟化桌面；瘦客户机一般由陷入是芯片和操作系统构成。

2.3应用虚拟化

应用虚拟化技术利用虚拟化技术把底层的操作系统和其上层的应用程序进行分离，其目的是把应用程序转化为一种服务，提供给需要的用户。应用虚拟化的基本原理是将应用的计算和显示进行分离，将存储和显示进行分离。在应用的虚拟化中，不仅包括应用程序的可执行文件，还包括运行该程序所需要的运行环境。应用虚拟化的主要优点是通过把應用程序虚拟化，客户不需要安装应用程序，只需通过网络来访问，从而可以降低应用程序的兼容性测试成本，减少运维人员的工作量。

当前市场主流的应用虚拟化技术主要有两类：一是基于客户端的应用模式，利用虚拟化技术，把需要的应用程序打包为含有系统虚拟运行环境的可执行文件，并在客户的终端设备中运行，其优点是使用方式灵活，对网络依赖程度低；二是基于服务器的应用模式，在该模式下，把应用程序统一部署在服务器上，并通过数据流等形式将服务返回给用户，其优点是具有较强的安全性，维护效率高。

2.4存储虚拟化

存储虚拟化是利用虚拟化软件对存储硬件设备进行抽象，通过抽象、转换后，将服务器和存储设备进行分离，并且为用户提供一个统一的虚拟存储池。从而达到扩充容量、提高数据访问量以及传输性能等目的。

现如今，市场上常用的存储虚拟化技术有：基于网络的存储虚拟化，即利用网络来实现虚拟化，通过在存储区域网中采用智能化的路由器、交换机来实现虚拟化工作，由于存储虚拟化的实施既不在存储设备也不再主机端，因此可以支持异构主机和存储设备，具有高扩展性和开放性；基于存储设备的虚拟化，利用磁盘阵列的控制器来实现，即利用内建的虚拟化软件磁盘控制技术，把一个阵列上的存储空间划分成多个存储空间，从而可以让多个不同的主机访问；基于主机的虚拟化技术，磁盘上的物理块被映射成逻辑卷号，然后再利用逻辑卷管理软件，把多个不同的磁盘阵列再映射成一个虚拟的逻辑块空间，基于主机的虚拟化技术的优点是容易实现，缺点是兼容性不好，扩展性差。

2.5网络虚拟化

网络虚拟化是利用虚拟化技术在一个共享的物理网络上创建多个独立的虚拟网络，其中物理网络设备包括路由器、交换机等。网络虚拟化的结构一般包括物理网络层、虚拟网络层和虚拟网络三层，物理网络层通过虚拟网络层映射成多个虚拟网络，不同的虚拟网络为不同的用户提供对应的服务。通过网络虚拟化技术一个物理网络可以被分成多个逻辑网络，也可以把若干个物理网络映射成一个虚拟网络。

网络虚拟化的优点是提高网络资源利用率、简化网络管理。目前网络虚拟化技术有虚拟化叠加组网、流量调度以及虚拟化集群组网等技术。

3卷烟工厂虚拟化数据中心构建

通过分析卷烟工厂虚拟化的背景以及当前虚拟化的主流技术，本节从存储、网络、服务器三个层面来构建卷烟工厂虚拟化数据中心，具体的基础架构图见图1所示。

1）存储层

存储层的主要功能是将物理设备和逻辑存储设备进行映射，其逻辑存储设备使面向用户，可以满足不同用户不同的存储需求。虚拟化的存储层通过集中化管理，将各种硬件的平台的存储资源加入到存储池中。通过屏蔽系统的复杂性，从而使用户不用关心存储硬件怎样实现。

在存储虚拟化的过程中，主要利用SAN方式，将存储设备从服务器中分离开来，直接连接到可用于存储操作的高性能局域网上组成存储虚拟网络，从而把可用的物理存储空间分为虚拟的磁盘，其优点是不需要考虑物理存储设备的机构及布局。在本文的虚拟化数据中心架构中，通过采用共享文件的方式来挂载共享存储，从而保证系统的高可用性。

21网络层

IT新技术的不断涌现和应用，对卷烟工厂的数据中心提出了更高的要求，如云计算和大数据的应用，要求数据中心的信息交互更加灵活、工作效率更加高效。而网络虚拟化技术的应用，可以为用户提供一种封装在容器中的网络技术，该技术的资源调配和底层的网络拓扑结构无关。在图1的卷烟工厂数据中心网络层虚拟化技术主要是利用虚拟交换机，根据使用目的将网络分为管理、存储、业务网络等等，不同的网络承担不同的数据流。在网络规划中要合理规划管理地址、存储地址以及业务地址。

3）服务器层

本在节的虚拟化数据中心的架构图中，其主要特点是利用现有的服务器设备，在此基础上，再通过增加适当的服务器设备，以及利用虚拟化管理软件对服务器资源进行整合和再分配，从此提高设备的利用率，降低硬件成本，满足节能增效的目的。

本文的服务器虚拟化需要规划三个方面的内容：一是规划主机池，应用虚拟化技术，将性能比较高的服务器加入到主机池，将位于同一网络层的业务服务器加到同一主机池，此外，在主机池中创建共享文件系统，具体映射为网络存储，从而可以实现迁移以及动态资源共享；二是规划集群，主要方法是不将主机直接导入到主机池中，而是在主机池中创建多个集群，并开启集群的动态资源调度功能；三是服务器规划，主要包括主机名和密码规划，根据工厂需要，对主机名和密码进行统一规划，从而加强安全性。

4总结

卷烟工厂的信息化发展要符合省级公司的十三五信息规划，同时也要符合烟草行业节能降耗的整體要求。而虚拟化技术的发展为其提供了的技术上的可能性。因此，本文在分析了现有的虚拟化技术后，从网络、服务器以及存储三层来构建卷烟工厂的虚拟化数据中心的架构图。通过构建虚拟化数据中心，来实现提高设备利用率、降低运维成本的目标。

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