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云计算大讲堂| 深信服小型机平台迁移解决方案

/ 2019-10-12

云计算大讲堂

深信服云计算大讲堂定期推出不同主题分享,旨在聚焦当下热门话题及技术原理,传递深度剖析的云计算解决方案。本期围绕“超融合小型机承载”专题,将详细介绍深信服实现小型机平台迁移的解决方案。


小型机与Unix系统的挑战与瓶颈

从发展历程看,小型机产品面世至今已超过30年,其产品硬件架构、Unix操作系统的稳定性及成熟度在早年间远超x86服务器和Linux操作系统,曾是各类用户的主流选择。随着技术的发展变化,小型机与Unix系统的的弊端逐步显现:

1.迁移/升级难度大小型机产品的操作系统与底层硬件互为整体,强制绑定,导致迁移难度巨大。用户当初选择的是IBM AIX或HP-UX11i v3 等版本操作系统,那意味着底层硬件只能选择同厂商的小型机产品进行升级。

2. 运维难度大:小型机产品运行的操作系统会不定期进行“释放系统补丁、程序修订”等更新,这需要运维人员掌握小型机及操作系统知识,并进行专业操作,运维难度无形增加。

3. 成本高昂:选择小型机产品,不仅在IT建设初期需要投入高昂的采购成本,后续每年仍要支付可观的运维服务费用。

从Gartner发布的报告可看出,在服务器整体市场份额占比中,小型机和Unix系统以每年下滑30%的幅度逐步减少,而基于x86平台的Linux系统市场份额逐步扩大。与此同时,用户使用虚拟化技术承载业务系统的比率逐年上升。合理预测,未来的业务系统承载的趋势一定是x86+虚拟化技术,以此为基础构建私有云平台。

▲  WW installed workloads virtualized

Source:Gartner

Unix to Sangfor aCloud解决方案

平滑迁移,打造稳定融合的基础架构

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方案概述

深信服超融合aCloud通过标准的x86服务器设备组建集群高可用性资源池平台,通过服务器虚拟化实现Web系统、应用系统、中间件系统、数据库系统、开发测试系统的承载,数据在底层存放时全部采用本地聚合副本,集群内其它节点散列副本的多副本机制,保证数据自身的高可靠性和可用性。

▲基于小型机的传统三层架构向虚拟化+分布式存储转变

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迁移步骤

1、搭建深信服超融合aCloud平台,组建Cluster高可用性集群,并新建好部分数量的虚拟机系统,按照用户的特定要求,在每台虚拟机上安装好Linux操作系统(例如Redhat、SUSE等),并安装好相应的aSV vmtools工具;配置好相应的IP地址等;具体细节不再重复。

2、原有小型机平台上的业务软件通过导出导入的方式,部署到新构建的aCloud超融合虚拟机上,并做好安装调试。

3、在新构建的超融合aCloud平台上将数据库虚拟机搭建好,并调试好,分配好aSAN中的存储空间,等待数据库数据迁移到该虚拟机下。

4、在原有小型机平台针对例如oracle数据库执行“exp_db.sh”操作,将数据库文件导出并形成文件,在新构建的oracle数据库上执行“create_db.sh”命令,并执行“imp_db.sh”命令到aCloud平台上的目标虚拟机。

5、配置之前已经构建好的应用系统,将aCloud平台上迁移过来的数据执行挂载操作。

6、整个迁移流程完成。

如上迁移示例,重点阐述了数据库的迁移流程,针对用户的实际业务软件迁移部分,可以借助深信服的生态合作伙伴共同为用户解决。

      超融合稳定承载业务背后的关键技术

超融合aCloud平台CPU NUMA机制

小型机平台上承载的部分关键核心业务系统需要频繁访问内存,例如,Oracle、IBM DB2等需要大量内存做缓存并且频繁地对内存进行读写操作,这类业务对计算性能要求很高,如果迁移时性能不能满足这类业务需求,将导致业务运行卡顿缓慢。而深信服为保障业务顺利迁移并稳定运行在超融合aCloud集群平台上,aCloud平台提供了NUMA绑定技术,相较于小型机性能可提高7% ~ 30%,能够更好地承载对这类要求较高的业务系统运行,保证用户访问体验。

大页内存机制

如果在普通超融合一体机上新建虚拟化,一般CPU默认使用容量较小的(例如4k)内存页面,深信服超融合aCloud中aSV服务器虚拟化平台通过启用大页内存机制(huge page技术)以后,可以针对从小型机平台迁移下来的核心业务系统,提供容量更大的内存页支持(例如2MB)。

启动大页内存机制后将带来几点变化:

  •  内存页的数量会减少,从而节省页表及占用的内存数量;

  • 减少所需的地址转换,随着TLB缓存失效次数的减少,带来内存访问性能的提高;

  • 地址转换信息减少将降低CPU缓存的使用,让CPU缓存能更多地用于应用程序的数据缓存,进而提高整个虚拟化平台的使用性能,让从小型机迁移下来的关键业务系统能够保证充足的性能。

▲深信服aCloud配置管理平台,内存分配界面

数据双副本机制

小型机平台的数据全部存放到后台磁盘阵列LUN上,第三方集中式存储采用传统RAID技术,而RAID技术存在诸多弊端,小型机平台上的业务系统迁移到深信服超融合aCloud平台之后,数据存放到分布式存储系统aSAN中,通过多副本技术,在写入一段数据时,该数据依次经过条带化和分片之后,会再经过副本复制模块,分别写入到不同的主机中,这样每个数据块在整个集群平台中就具有2个一模一样的数据存放在aSAN中,即使某个硬盘、或节点发生故障时,可以通过aSAN的数据重建机制将数据还原回来。保证了数据的高可用性和安全性。

CDP秒级备份技术

传统小型机平台通常会采用备份软件+物理磁带库的方式,实现本地数据保护解决方案,但这种方案备份窗口后期长,采用的一般是定时备份,时间间隔可以达到数小时甚至全天,一旦发生数据丢失,业务故障恢复至少要丢失数个小时的数据,这对用户的关键业务造成巨大损失。

深信服超融合aCloud平台的CDP持续数据保护是IO秒级别的高级备份技术,记录用户的每一次数据改动,可通过零丢失的数据恢复实现业务保护,比传统小型机平台的备份窗口时间更短,恢复速度更迅速。通过对CDP技术进行优化,将CDP模块做到虚拟机的Qcows2文件层能更好为用户提供CDP数据保护,为用户提供了一种低成本、易部署、高价值、更适合虚拟机业务使用的数据备份方式。

      超融合aCloud替换小型机价值收益

1. 实现软硬件的一体化管理

与传统小型机平台只能选择专用Unix操作系统相比,深信服超融合aCloud可以通过高兼容性管理工具aCenter,实现基础x86服务器、aSV服务器虚拟化软件、aSAN分布式存储、CDP本地备份系统的统一化管理,并能可视化查看到超融合集群平台的CPU、内存、网络、存储空间、数据库系统、中间件系统、应用系统的管理和指标,大幅提升了用户在后续运维管理的效率。

2. 降低平台建设周期,提高运维服务保障能力

深信服超融合技术实现小型机平台的迁移和高效整合,用户能够非常清晰的控制和减少物理服务器的数量,提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率,从而降低硬件成本。通过x86系统平台加快服务器和应用系统集群的部署,大大降低服务器重建和应用加载时间,大幅缩短系统平台的建设周期。

以前小型机平台硬件维护需要数天或数周的变更管理准备和至少几个小时以上的维护窗口,现在通过深信服超融合aCloud平台可以进行快速的硬件维护和升级。为降低运维人员操作难度,超融合aCloud平台将系统运行的核心、非核心业务系统作为一个整体的资源统一进行管理,并提供整体化的服务能力,能够针对用户业务不同的服务诉求,按需进行资源调配和服务。

3. 大幅降低整体建设成本

随着硬件和操作系统软件成本的降低,采购成本支出和运营运维成本也会随之降低。基于x86的服务器与同类小型机产品相比,成本支出至少会降低45%以上;而小型机迁移下来的业务系统服务器承载平台由于采用业界标准的硬件和软件,用户能够拥有更加宽泛的选择权,并且这些x86硬件设备并非由单一的供应商所提供,因此用户无需受到被迫实施纵向集成等受到的种种限制,所以更多的选择,对于用户来说,意味着更大的议价空间和进一步降低成本。

往期回顾

1期丨超融合解决方案实现传统物理架构升级改造、小型机迁移

2期丨小型机平台迁移技术与方法解析

下期预告

4期丨小型机迁移项目,典型客户案例分享


深信服云计算用创新打造极简、稳定、高性能的超融合新架构,包含私有云、混合云、托管云的整体解决方案,致力于为政府及企事业单位提供从本地到云端、从私有云到混合云完整的云计算方案与服务,为数字化转型构建稳固的基石。有效节省投资成本、缩短应用上线时间、降低运维复杂程度,帮助用户解放生产力,专注业务创新。

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