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《中國金融電腦雜志》2015年第一期

一、unix計算資源池主要特性

UNIX計算資源池，可按需提供服務器資源，以UNIX為操作系統，一般主要由CPU、內存和操作系統等關鍵組件組成，所提供的服務器資源可以是采用虛擬化技術的虛擬服務器，也可以是物理服務器。UNIX計算資源池應具有以下主要特性：按需分配；靈活擴展；靈活響應業務的部署要求；提供面向服務的彈性資源供給。從技術架構構成來講，可將計算資源統一抽象為由CPU、MEM、I/O構成細顆粒度資源。其核心理念就是將這些資源以細顆粒度為單位進行資源配置，改變以單體物理機為主的部署方式。另一方面，為了滿足特別高性能或安全合規等方面的特殊需要，服務器資源池也可以提供傳統的物理服務器部署方式。UNIX計算資源池基于服務器硬件資源及虛擬化等技術手段提供可靈活調整的計算資源。由于技術平臺本身兼容性差異，異構平臺的資源尚無法跨平臺轉換和共享，按平臺劃分可分為IBMAIX、HP-UX、OracleSolaris等資源。

二、UNIX計算資源池架構及關鍵技術

如圖2所示，在UNIX計算資源池架構圖中，由UNIX服務器硬件提供了硬件資源，這些資源構成了計算資源池最基本的運算能力，同時與企業數據中心的存儲、網絡、備份等基礎設施以及各類運維流程平臺進行集成。UNIX服務器硬件不同于以往的硬件設備，而是通過虛擬化及統一的池化管理對外提供計算資源，通過容量管理進行資源分配及使用情況的分析，提供資源優化調整的依據。整個資源池通過服務門戶提供UNIX計算資源服務。以下對其中的關鍵技術進行說明。

1.統一的池化管理統一的池化管理使得資源池的管理更為便捷，提供了統一的渠道全面掌控資源池的運行狀況，按需進行必要的資源調整及分區遷移的干預工作。總體來講，UNIX資源池池化管理由異構服務器硬件及操作系統接口與池化管理工具構成，主要功能有以下幾方面。（1）提供面向管理員用戶的統一界面；（2）實現硬件資源及分區配置信息收集，如CPU、內存、I/O及其分配狀況等；（3）管理硬件配置信息，通過配置管理器將新的資源集成到被管環境中；（4）實現服務器資源虛擬化和資源動態調整遠程集中調度及分區遷移；（5）實時查看資源使用情況，包括CPU、內存、I/O資源實時運行情況，資源使用效率等。

2.配置的自動采集資源池必須實現資源配置信息自動采集，通過統一的管理接口予以呈現，為容量管理等管理模塊提供基礎源數據。因此，需要提供關于現有資源池和池內業務應用的配置信息，其范圍包括服務器層面的硬件配置及網絡區域，分區層面的CPU、內存、IO設備等分配狀況以及服務器和分區的映射關系，提供資源池整體的完整配置視圖。技術實現方面，資源配置視圖可采用硬件廠商提供的硬件管理接口工具以及操作系統層面的Agent插件，共同提供與設備和虛擬機相關的配置和信息。其中硬件管理接口工具主要是對于服務器硬件資源池方面的基本信息收集和管理功能，而對于資源池中較為復雜的虛擬環境，可采用Agent或者虛擬機管理工具進行統一管理。所有配置信息都可以保存至數據庫，并可提供至企業統一的CMDB或其他用途，也可以在統一的管理工具界面上提供完整的配置視圖。

3.資源池容量管理相對于傳統“煙囪式”架構，支持資源動態調整是資源池很重要的一個特性。容量管理的功能就是依據對資源使用的情況進行分析，為資源的分配或調整提供依據，以實現資源使用率的安全提升——基于較為精準的容量管理，使得資源使用率較傳統情況大幅提升，同時避免資源不足的情況。如圖3所示，容量管理主要由源數據獲取及存儲層、容量分析及管理層和展示層等構成。源數據獲取及存儲層通過各種接口獲取被管資源的性能和配置數據，其中配置數據可以由CMDB或者前述的池化管理工具提供，性能數據一般由企業的統一性能數據庫或者性能監控工具提供。獲取到的源數據存儲在容量數據庫中，供容量分析管理模塊使用。容量分析及管理層能夠根據不同的分析需求，基于容量數據庫中的數據，進行資源使用率、現狀、放置建議、未來預測等各類分析工作。展示層提供交互界面提供分析策略定義的操作界面，通過柱狀圖、餅狀圖、折線圖、表單等形式展現資源池的容量狀態、趨勢分析等容量分析結果。容量管理主要功能有：趨勢分析，對資源池進行容量預測（主要包括經驗建模和仿真建模），結合資源池容量的歷史趨勢以及未來需求，有效預測未來的資源負載；What-if分析，根據不同假設場景進行容量分析，以判斷容量調整的合理性和可行性；新增資源需求服務的放置建議，根據新增資源的需求，結合自定義的資源部署策略，在What-if分析基礎上，給出新增資源需求服務的放置建議；預警功能，結合趨勢分析和What-if分析結果，對資源可能耗盡的情況提前預警，供資源管理員判斷是否需要采取預防措施。

4.資源的動態調整隨著虛擬化技術的發展，UNIX服務器各硬件廠商基本都提供了較好的資源動態調整能力。鑒于原廠商的虛擬化技術本身對資源動態調整提供了較好支持，筆者在此不展開討論。

5.Sanboot及分區遷移企業級運算環境中，業務數據基本上都存放在外置的共享存儲中，在進行分區遷移的時候只需要將原有的外置共享存儲重新掛載到新的運算環境即可。運算環境中除了業務數據外，還有一類重要的提供系統運算環境本身的系統軟硬件數據，對于UNIX計算資源池，快速實現這類數據遷移的比較理想的解決方案是實現Sanboot，通過Sanboot將系統環境數據存放到外置共享存儲，進一步將系統環境數據和由CPU、內存等硬件構成的運算能力進行解耦。

以OS為主的系統環境數據通過Sanboot存放在外置存儲上之后，分區遷移的技術就是將能提供運算能力的原有CPU、內存等資源予以釋放，而將Sanboot及業務數據映射到新的計算資源上運行。分區遷移可以支持一個分區從一臺物理服務器向另一臺兼容服務器移動，類似于x86架構上VMware提供的VMotion功能，在一些虛擬化的場景下可以通過內存復制及數據差量同步技術，部分UNIX服務器的虛擬化技術也可提供在線的分區遷移能力，因此不會產生應用停機時間，避免在計劃內系統維護、配置和工作負載管理過程中出現應用中斷。對于UNIX計算資源池中的非虛擬化環境，基于同樣的原理，可以對分區遷移的步驟予以標準化，可以實現短暫停機情況下的標準化分區遷移。分區遷移技術可以在以下方面發揮重要作用。（1）當服務器系統資源負載超過既定閾值，同時服務器無法進一步提供足夠資源時，可通過分區遷移將分區從負載較重的服務器移動到具有空閑容量的服務器，以應對不斷變化的工作負載和業務需求。（2）服務器計劃重大升級和維護安排時，可通過分區遷移把分區從待維護服務器移動到其他服務器，以減少應用系統計劃停機時間。（3）服務器淘汰時，通過分區遷移將分區從淘汰服務器上遷移到較新的服務器上，實現分區上的應用平穩遷移至新服務器。本文分析了UNIX計算資源池建設的必要性及技術可行性，并對其中的關鍵技術進行了論證說明。結合技術可行性驗證及企業項目建設實踐說明，UNIX計算資源池是在銀行等一些計算性能及可靠性要求都非常高的企業計算環境中，解決傳統“煙囪式”資源配置方式不足的有效實踐途徑。通過容量管理為企業數據中心資源配置精細化管理提供量化依據，支撐設備資源使用率的安全提升，在綠色機房建設方面是很有意義的探索。

作者：江波單位：上海浦東發展銀行股份有限公司新一代信息系統建設領導小組辦公室