升級、遷移實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

筆者所在企業(yè)IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件采用的是Aspen公司IP.21產(chǎn)品，版本為V2006，服務(wù)器使用的是DELL公司服務(wù)器，操作系統(tǒng)采用的是Windows Server 2003，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為生產(chǎn)方面的數(shù)據(jù)倉庫，在生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、平衡、預(yù)警和信息系統(tǒng)集成等方面應(yīng)用廣泛。但由于該系統(tǒng)建設(shè)時(shí)間早、采集數(shù)據(jù)范圍廣，在硬件及應(yīng)用方面存在諸多問題。

圖1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.服務(wù)器數(shù)量多，硬件資源分散，無法實(shí)現(xiàn)硬件資源共享。

2.服務(wù)器操作系統(tǒng)版本陳舊，存在安全隱患。

3.IP.21軟件產(chǎn)品版本較低，無法使用軟件新功能。

4.IP.21數(shù)據(jù)庫服務(wù)器硬件資源尤其是硬盤資源接近飽和，無法動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，無法支持系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

如何對IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件升級，滿足系統(tǒng)安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)資源動(dòng)態(tài)調(diào)度成為運(yùn)行人員急需解決的問題，而服務(wù)器虛擬化技術(shù)是其有效的解決方案之一。

服務(wù)器虛擬化技術(shù)

服務(wù)器虛擬化可以提高資源利用率，簡化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合。

VMware公司的vSphere產(chǎn)品有其獨(dú)特產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)，其主要組件及技術(shù)特點(diǎn)如下：

1.ESX/ESXi

VMware vSphere ESX/ESXi是vSphere服務(wù)器虛擬化基礎(chǔ)功能組件,是在物理服務(wù)器上安裝的虛擬化管理程序，用于管理物理服務(wù)器底層硬件資源，安裝ESXi物理服務(wù)器成為ESXi主機(jī)，是VMware vSphere虛擬化架構(gòu)的基礎(chǔ)。

2.vCenter

vCenter即VMware vCenter Server，其提供可伸縮、可擴(kuò)展平臺(tái)，為虛擬化管理奠定基礎(chǔ)，可集中管理VMware vSphere環(huán)境，統(tǒng)一管理ESX/ESXi等虛擬機(jī)，它把多臺(tái)物理服務(wù)器整合成一個(gè)集群，協(xié)助功能組件實(shí)現(xiàn)高級管理功能。

3.vMotion虛擬機(jī)主機(jī)遷移

vMotion實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)在物理服務(wù)器間遷移，無需中斷應(yīng)用服務(wù)。虛擬機(jī)會(huì)保留網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和連接，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)無縫遷移。vMotion遷移時(shí)間很短，虛擬機(jī)運(yùn)行服務(wù)不會(huì)中斷，客戶端沒有任何感知。

4.Storage vMotion虛擬機(jī)存儲(chǔ)遷移

Storage vMotion實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)在存儲(chǔ)設(shè)備間遷移，遷移過程對用戶透明，無需中斷應(yīng)用服務(wù)。vMotion改變的是虛擬機(jī)所屬主機(jī)，Storage vMotion改變的是虛擬機(jī)所屬存儲(chǔ)。

5.DRS動(dòng)態(tài)資源分配

DRS實(shí)現(xiàn)邏輯資源池中硬件資源平衡計(jì)算和動(dòng)態(tài)分配，其通過監(jiān)視資源利用率，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)間自動(dòng)、智能平衡資源。DRS功能是自動(dòng)運(yùn)作的，無需管理員干預(yù)。

6.Storage DRS

Storage DRS實(shí)現(xiàn)持續(xù)平衡存儲(chǔ)空間使用量和存儲(chǔ)I/O負(fù)載，避免出現(xiàn)資源瓶頸，滿足應(yīng)用服務(wù)分級保障要求。

7.High Availability HA高可用

HA實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的自動(dòng)化重啟，當(dāng)硬件和操作系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，無需人工干預(yù)自動(dòng)重啟所有應(yīng)用，從而保證服務(wù)器高可用。

鑒于VMware公司的服務(wù)器虛擬化產(chǎn)品能夠解決IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)軟硬件升級、資源動(dòng)態(tài)調(diào)度、安全可靠、穩(wěn)定運(yùn)行等問題，因此，IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫升級通過VMware vSphere產(chǎn)品的服務(wù)器虛擬化技術(shù)解決其存在問題。

系統(tǒng)實(shí)施方案

鑒于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中問題和服務(wù)器虛擬化技術(shù)優(yōu)越性，對于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)升級采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)。

虛擬化產(chǎn)品采用VMware vSphere、服務(wù)器采用DELL服務(wù)器、存儲(chǔ)采用華為S2600、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)采用博科光纖交換機(jī)，其中四臺(tái)DELL服務(wù)器硬 件配置均相同，SAN光纖交換機(jī)采用雙機(jī)冗余配置，存儲(chǔ)采用SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2 服務(wù)器虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)圖

每臺(tái)服務(wù)器通過2個(gè)HBA光纖卡分別與兩臺(tái)光纖交換機(jī)互聯(lián)、每臺(tái)存儲(chǔ)主副控制器通過4個(gè)HBA光纖卡分別與兩臺(tái)光纖交換機(jī)互聯(lián)，每臺(tái)ESX服務(wù)器通過6根千兆網(wǎng)線與服務(wù)器交換機(jī)互聯(lián)，形成高速冗余數(shù)據(jù)傳輸鏈路，具體架構(gòu)示意圖如圖2所示。該實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)了硬件冗余，通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)和應(yīng)用的高可用。此升級方案優(yōu)點(diǎn)為：

1.用虛擬化遷移技術(shù)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)和應(yīng)用遷移，降低升級難度和停機(jī)時(shí)間。

2.實(shí)現(xiàn)硬件資源共享。

3.實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的高穩(wěn)定性和高可用。

4.杜絕因硬件問題導(dǎo)致應(yīng)用中斷。

5.享受虛擬化DRS、HA、vMotion技術(shù)優(yōu)越性。

6.便于系統(tǒng)運(yùn)維，提升操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)備份效率。

虛擬化服務(wù)器

為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供虛擬化服務(wù)的平臺(tái)采用4臺(tái)DELL服務(wù)器，每臺(tái)服務(wù)器4*8CPU，256G 內(nèi) 存，16*300G硬盤，硬盤采用Raid6進(jìn)行磁盤冗余陣列配置。

因篇幅所限，虛擬化平臺(tái)安裝步驟簡述如下：

1.安裝、配置ESXi

(1)服務(wù)器BIOS設(shè)置啟用虛擬化功能。

(2)在服務(wù)器中運(yùn)行安裝光盤安裝ESXi。

(3)設(shè)置ESXi ROOT密碼。

(4)配置管理地址具備遠(yuǎn)程配置條件。

2.安裝vCenter

(1)新建vCenter管理虛擬主機(jī)。

(2)映射vCenter安裝光盤。

(3)安裝vCenter管理軟件。

(4)登陸vCenter遠(yuǎn)程管理。

3.安裝vSphereClient

(1)在管理客戶端計(jì)算機(jī)上拷貝安裝介質(zhì)。

(2)安裝vSphereClient軟件。

(3)通過vSphereClient登陸管理虛擬機(jī)。

4.VMware vCenter建立數(shù)據(jù)中心和集群

(1)通過vSphereClient登陸vCenter。

(2)創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心。

(3)創(chuàng)建虛擬化集群（集群功能啟用vSphere HA和DRS）。

(4)創(chuàng)建主機(jī)，將所有4臺(tái)服務(wù)器均加入集群并啟用HA和DRS。

5.創(chuàng)建虛擬機(jī)并安裝操作系統(tǒng)

(1)根據(jù)規(guī)劃創(chuàng)建所需虛擬機(jī)。

(2)配置虛擬機(jī)硬盤、CPU、內(nèi)存、網(wǎng)卡等相關(guān)硬件資源。

(3)安 裝Windows Server2008操作系統(tǒng)并配置分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)地址等信息。

6.通過遷移工具遷移實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

7.配置虛擬機(jī)

虛擬化存儲(chǔ)

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)虛擬化存儲(chǔ)采用華為S2600T存儲(chǔ)，總共60*300G硬盤，其中主機(jī)框12塊硬盤，主機(jī)籠24塊硬盤，輔機(jī)籠24塊硬盤。目前，主流存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有直連式存儲(chǔ)DAS、網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)NAS、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN三種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，由于DAS可擴(kuò)展性差，NAS數(shù)據(jù)傳輸和備份對于本地網(wǎng)絡(luò)環(huán)境依賴性強(qiáng)等缺點(diǎn)，本存儲(chǔ)實(shí)施方案采用SAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

控制框：每臺(tái)控制框有2個(gè)控制器進(jìn)行冗余，控制框與存儲(chǔ)主機(jī)籠、輔機(jī)籠雙鏈路冗余連接。

RAID組設(shè)置：為了保證數(shù)據(jù)安全，主機(jī)框、主機(jī)籠和輔機(jī)籠均采用RAID5進(jìn)行磁盤冗余，并設(shè)置2塊熱備盤進(jìn)行熱備。

主機(jī)組設(shè)置：根據(jù)應(yīng)用情況劃分主機(jī)組，并將主機(jī)組與規(guī)劃LUN進(jìn)行映射。

LUN規(guī)劃：根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況劃分3個(gè)LUN提供虛擬化存儲(chǔ)服務(wù)，分別為IP.21數(shù)據(jù)庫服務(wù)器A、IP.21數(shù)據(jù)庫服務(wù)器C、其他IP.21服務(wù)器所使用，規(guī)劃LUN的存儲(chǔ)空間分別為5T、5T、5T。

虛擬化網(wǎng)絡(luò)

服務(wù)器虛擬化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境包括服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)提供ESXi主機(jī)連接的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)提供ESX主機(jī)與存儲(chǔ)之間數(shù)據(jù)交互的網(wǎng)絡(luò)。

1.服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)

虛擬化服務(wù)器管理網(wǎng)絡(luò)直接連接到企業(yè)服務(wù)器區(qū)交換機(jī)上，其中每臺(tái)服務(wù)器通過6根千兆網(wǎng)卡互聯(lián)，并在交換機(jī)上設(shè)置端口聚合，提供足夠網(wǎng)絡(luò)吞吐量，保證數(shù)據(jù)正常傳輸，其交換機(jī)端口聚合配置命令示例如下：

(1)定義聚合組

2.存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)采用的是光纖交換機(jī)，其是一種高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸中繼設(shè)備，采用了光纖電纜作為傳輸介質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)是速度快、抗干擾能力強(qiáng)。

本實(shí)施方案光纖交換機(jī)為博科光纖交換機(jī)，采用雙機(jī)冗余設(shè)置，光纖交換機(jī)、存儲(chǔ)、ESX服務(wù)器互聯(lián)均采用雙鏈路設(shè)計(jì)，其中每臺(tái)服務(wù)器通過2個(gè)HBA卡與光纖交換機(jī)A/B互聯(lián)，每臺(tái)存儲(chǔ)上通過2個(gè)冗余控制器4個(gè)HBA卡與光纖交換機(jī)A/B互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備、鏈路冗余。

SAN交換機(jī)需要規(guī)劃ZONE以保證數(shù)據(jù)傳輸性能和安全性，ZONE配置示例命令如下：

虛擬機(jī)規(guī)劃

根據(jù)IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)服務(wù)器實(shí)際資源利用情況，參考系統(tǒng)數(shù)據(jù)增長預(yù)期，在虛擬化平臺(tái)上建立IP.21數(shù)據(jù)庫A/B/C、認(rèn)證服務(wù)器、Web21服務(wù)器、SCADA接口機(jī)、SIS接口機(jī)、CCS 接口機(jī)、LIMS接口機(jī)等虛擬機(jī)，操作系統(tǒng)安裝Windows Server 2008。在虛擬機(jī)故障時(shí)，為保證各虛擬服務(wù)器實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)遷移，IP.21數(shù)據(jù)庫A使用存儲(chǔ)LUNA中，IP.21數(shù)據(jù)庫C使用存儲(chǔ)LUNB中，其他服務(wù)器使用存儲(chǔ)LUNC中。

虛擬化實(shí)踐

至此，IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)升級需要存儲(chǔ)、SAN交換機(jī)、虛擬化環(huán)境已經(jīng)部署完畢，具備了虛擬化和系統(tǒng)升級所需條件。

為了節(jié)省虛擬化遷移時(shí)間，公司實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中軟件版本高的服務(wù)器可以通過VMware遷移工具進(jìn)行虛擬化遷移，對于無法通過工具遷移的服務(wù)器采用創(chuàng)建虛擬機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移方法升級。

下面簡要介紹虛擬化遷移工作步驟。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器虛擬化遷移

利用VMware遷移工具（VMware vCenter Converter Standalone Client）遷移實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫物理服務(wù)器。

1.運(yùn)行VMware遷移工具。

2.填寫需要遷移主機(jī)IP、用戶名、密碼。

3.選擇vCenter并填寫用戶名和密碼驗(yàn)證。

4.選擇vCenter主機(jī)。

5.配置待遷移目的虛擬機(jī)資源，包括CPU、內(nèi)存、分區(qū)、IP地址等信息。

6.進(jìn)行服務(wù)器遷移，遷移完畢后，關(guān)閉原有服務(wù)器，啟動(dòng)遷移后服務(wù)器測試應(yīng)用是否正常。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器升級遷移

利用VMware虛擬化平臺(tái)創(chuàng)建新的虛擬機(jī)，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫虛擬化數(shù)據(jù)遷移工作。

1.創(chuàng)建虛擬機(jī)，安裝服務(wù)器操作系統(tǒng)，配置虛擬機(jī)CPU、內(nèi)存、硬盤分區(qū)、IP地址等信息。

2.按照系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)置操作系統(tǒng)，掛載系統(tǒng)所需硬盤并分區(qū)。

3.安裝IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件，安裝版本為V7.3版本。

4,安裝IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫軟件補(bǔ)丁。

5.安裝IP.21接口軟件。

6.備份原有IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器歷史庫、Services、hosts、def、ADSA data source、Snapshot、Group文件。

7.在目的IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上導(dǎo)入歷史庫、Services、hosts、def、ADSA data source、Snapshot、Group。

8.備份接口機(jī)的數(shù)據(jù)，安裝接口機(jī)的接口軟件、重建接口，測試數(shù)據(jù)傳輸是否正常。

9.確認(rèn)IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、展示功能是否正常。

結(jié)語：本文介紹了IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和服務(wù)器虛擬化技術(shù)，利用VMware虛擬化技術(shù)通過存儲(chǔ)、SAN交換機(jī)、服務(wù)器構(gòu)建服務(wù)器虛擬化平臺(tái)，創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)升級需要的虛擬機(jī)。依托服務(wù)器虛擬化，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)操作系統(tǒng)、IP.21軟件升級工作，利用VMware虛擬化平臺(tái)的vMotion、DRS、HA等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了IP.21實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的故障轉(zhuǎn)移、資源動(dòng)態(tài)調(diào)整、高可用和及時(shí)便捷的系統(tǒng)備份和數(shù)據(jù)備份。N