油田服務(wù)器虛擬化集中管理構(gòu)想

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服務(wù)器虛擬化技術(shù)是通過硬件與軟件協(xié)同工作,允許一臺物理服務(wù)器模擬多臺服務(wù)器,同時運(yùn)行多個操作系統(tǒng),其所有應(yīng)用程序都可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)運(yùn)行而互不影響,從而顯著提高計算機(jī)的工作效率。經(jīng)過幾年的發(fā)展,眾多企業(yè)開始看到了在單個物理服務(wù)器上運(yùn)行多套虛擬服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng)帶來的好處:提高了資源利用率,加快了服務(wù)器的部署速度,減少了需要管理的設(shè)備數(shù)量,管理成本也相應(yīng)減少,數(shù)據(jù)中心的使用空間、電源消耗、日常維護(hù)費(fèi)用都可降低。

目前,服務(wù)器虛擬化技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,其中包括財富100強(qiáng)中的全部企業(yè)。由于油田信息化建設(shè)的復(fù)雜性及過去分散建設(shè)的歷史,虛擬化技術(shù)帶來的安全與效率的提高,在石油行業(yè)還沒有非常成功的實(shí)例,還處在探索與實(shí)踐的階段。

在油田信息化建設(shè)進(jìn)程中,由于各個二級單位分散投資、分散建設(shè)、分別購置設(shè)備,而且各個二級單位購買設(shè)備時,往往按照極端的情況配置服務(wù)器及存儲設(shè)備,導(dǎo)致服務(wù)器與存儲設(shè)備使用效率不高,資源浪費(fèi)嚴(yán)重,“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在。據(jù)統(tǒng)計,油田服務(wù)器平均使用率只達(dá)到10%~20%。分散投資、分散管理的現(xiàn)狀,不但使基礎(chǔ)設(shè)施資源難以共享,而且系統(tǒng)性能難以切實(shí)地得到利用,能源消耗也極大。同時,各個二級單位的硬件基礎(chǔ)設(shè)施都需要技術(shù)人員維護(hù),人力物力成本高,而各單位的技術(shù)水平不一,造成基礎(chǔ)設(shè)施管理難度加大,基礎(chǔ)設(shè)施在信息化建設(shè)中的作用難以充分發(fā)揮。

油田信息化基礎(chǔ)設(shè)施的分散部署與管理,在一定程度上,也為油田信息系統(tǒng)各自分散建設(shè)、重復(fù)投資提供了溫床,使得部分信息系統(tǒng)物理分散。從技術(shù)與管理角度來說,油田勘探開發(fā)數(shù)據(jù)備份管理與應(yīng)用的運(yùn)行保障都比較困難,難以實(shí)現(xiàn)信息資源與應(yīng)用服務(wù)狀態(tài)監(jiān)控、資源動態(tài)調(diào)配等有效管理,不但信息應(yīng)用存在安全隱患,同時不利于具有共性的油田專業(yè)信息系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮、統(tǒng)一建設(shè)。

據(jù)IBM統(tǒng)計,虛擬化實(shí)施后,通過基礎(chǔ)設(shè)施的整合,可降低40%軟硬件成本,服務(wù)器平均利用率從5%~15%提高到60%~80%,數(shù)據(jù)中心空間、機(jī)柜、網(wǎng)線、耗電量、冷氣空調(diào)和人力成本在內(nèi)的運(yùn)營成本也將降低70%~80%。

1、油田服務(wù)器虛擬化集中管理可行性分析

虛擬化技術(shù)是綠色I(xiàn)T的關(guān)鍵技術(shù),是存儲與服務(wù)器高效管理的發(fā)展方向,那么油田網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)條件、信息系統(tǒng)運(yùn)行需求是否適合虛擬化環(huán)境呢?

1.1信息系統(tǒng)虛擬化支持可行性分析

以大港油田為例,目前信息應(yīng)用主要包括門戶、綜合管理系統(tǒng)(如合同、公文、項(xiàng)目管理)、專業(yè)信息系統(tǒng)(如錄井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時傳輸、錄井專業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、測井專業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、油水井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)等)。絕大多數(shù)信息系統(tǒng),其用戶并發(fā)量不太大,單次連接的傳輸數(shù)據(jù)量較多,用戶端與服務(wù)器端的交互事務(wù)時間比較短,如果服務(wù)器集中部署在油田信息中心機(jī)房,以虛擬機(jī)的方式支撐,就目前大港油田千兆主干、百兆桌面的網(wǎng)絡(luò)狀況,各信息系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)不會有任何網(wǎng)絡(luò)瓶頸,也不會有任何不便,而且由于油田信息中心機(jī)房提供了標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)房環(huán)境條件、技術(shù)力量密集的系統(tǒng)運(yùn)維保障,虛擬化的技術(shù)框架部署更有利于高效、合理應(yīng)用,可保障系統(tǒng)不停機(jī)運(yùn)行。

1.2虛擬化實(shí)施基礎(chǔ)條件

大港油田數(shù)據(jù)中心具備東、西兩大設(shè)施先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房,新機(jī)房具備容納新增服務(wù)器350臺的服務(wù)能力;機(jī)房溫度、濕度條件控制嚴(yán)格、供電保障機(jī)制健全;東、西兩區(qū)機(jī)房72芯光纖聯(lián)接,網(wǎng)路暢通,為東、西區(qū)機(jī)房統(tǒng)一規(guī)劃,邏輯一體化管理創(chuàng)造了條件。

東、西兩區(qū)機(jī)房為油田企業(yè)網(wǎng)的兩個核心節(jié)點(diǎn),它們與井下作業(yè)公司節(jié)點(diǎn)構(gòu)成油田企業(yè)網(wǎng)的環(huán)路核心,幾乎油田所有企業(yè)網(wǎng)上網(wǎng)單位以千兆光纖接入環(huán)路,重點(diǎn)的企業(yè)網(wǎng)接入單位建立了不同接入點(diǎn)的冗余鏈路,所有企業(yè)網(wǎng)用戶通過千兆光纖與存儲服務(wù)器的數(shù)據(jù)鏈路基本不存在瓶頸。

機(jī)房出口部署了防火墻、入侵監(jiān)測設(shè)備,通過精細(xì)、有效的安全策略,把對數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)的竊取與損害阻擋于數(shù)據(jù)中心之外,另外部署了負(fù)載均衡設(shè)備,為實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵系統(tǒng)(如DNS解析)的負(fù)載均衡提供了便利條件,保障了這些系統(tǒng)的24h服務(wù)。

1.3集中管理成功經(jīng)驗(yàn)

大港油田公司重組之前,集團(tuán)公司所有單位的門戶系統(tǒng)統(tǒng)一部署在信息中心,門戶一直運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),各個單位的應(yīng)用情況也非常好;A1(油田勘探數(shù)據(jù)庫管理) 和A2(油田開發(fā)數(shù)據(jù)庫管理)系統(tǒng)等勘探開發(fā)相關(guān)的近100套應(yīng)用系統(tǒng)、QHSE等近50套綜合管理系統(tǒng),目前集中部署在信息中心西區(qū)與東區(qū)機(jī)房,絕大多數(shù)系統(tǒng)提供每天24h的不間斷服務(wù)。幾年來,基本沒出現(xiàn)過由于集中部署涉及的網(wǎng)絡(luò)條件、機(jī)房條件等引起的系統(tǒng)停機(jī)或其他問題。油田虛擬化項(xiàng)目的實(shí)施,不但能提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)與機(jī)房條件,同時為靈活的管理與資源調(diào)控創(chuàng)造了更為便利的條件。

油田信息中心有承擔(dān)存儲與服務(wù)器管理的專業(yè)技術(shù)人員10名,他們不但具有專業(yè)的理論知識,也擁有存儲與服務(wù)器日常管理的豐富經(jīng)驗(yàn),同時經(jīng)過多年的實(shí)踐鍛練,在處理緊急狀況上,其心理素質(zhì)高、技巧熟練。總之,以大港油田的現(xiàn)狀,已完全具備在油田范圍內(nèi)進(jìn)行存儲、服務(wù)器虛擬化統(tǒng)一管理的技術(shù)實(shí)力和物理?xiàng)l件。

2、實(shí)施方案構(gòu)想

2.1建設(shè)原則

遵循統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一投資、統(tǒng)一建設(shè)的原則,通過集中、規(guī)模建設(shè),建成大港油田虛擬服務(wù)器集中管理平臺,面向油田范圍,集中共享服務(wù)器資源,按需調(diào)配、動態(tài)管理。通過集中建設(shè)、管理與使用,實(shí)現(xiàn)降低IT總投資、降低系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)總支出的目的。

2.2服務(wù)器虛擬化集中方案要點(diǎn)

服務(wù)器虛擬化技術(shù)是一套解決方案,其核心是利用計算機(jī)并行技術(shù),將多臺物理服務(wù)器的資源邏輯統(tǒng)一,支撐如地震處理、油藏建模等需要大量CPU處理能力、由單一物理服務(wù)器難以實(shí)現(xiàn)的計算任務(wù)的技術(shù)。

深化應(yīng)用虛擬化、并行計算等技術(shù),在目前初具規(guī)模的虛擬化平臺框架下,通盤考慮油田整體需求,以大港油田為有機(jī)整體,根據(jù)信息化建設(shè)需求,有計劃地統(tǒng)一購置、替換、升級服務(wù)器與存儲資源,建立集中管理的虛擬化服務(wù)器支撐環(huán)境。

如圖1所示,搭建由光纖磁盤陣列、冗余光纖交換機(jī)、高性能服務(wù)器集群構(gòu)成的虛擬化集中平臺;通過統(tǒng)一管控平臺的協(xié)調(diào)管理和策略制定與優(yōu)化,可實(shí)現(xiàn)隨時、隨需地在油田范圍內(nèi)提供CPU、內(nèi)存、I/O等資源的動態(tài)共享與分配。

如圖2所示,通過服務(wù)器的集群技術(shù)與虛擬化特性有效結(jié)合,可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵信息應(yīng)用系統(tǒng)連續(xù)(7d)可用支持,如錄井實(shí)時采集、數(shù)字油田、上游生產(chǎn)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫、現(xiàn)場監(jiān)控等。以錄井現(xiàn)場傳輸為例,過去系統(tǒng)的部署方式是底層數(shù)據(jù)庫、接收服務(wù)、WEB應(yīng)用服務(wù)分別或獨(dú)立安裝在物理服務(wù)器上,一旦物理服務(wù)器出現(xiàn)問題,勢必影響數(shù)據(jù)的傳輸,影響技術(shù)人員及領(lǐng)導(dǎo)對鉆井過程的監(jiān)控與分析,如果按傳統(tǒng)方式部署集群與容災(zāi),不但需要投入雙倍的硬件、集群軟件等,也使體系架構(gòu)的復(fù)雜性帶來的管理難度大幅增加。利用虛擬服務(wù)器技術(shù),服務(wù)器間的宕機(jī)切換、應(yīng)用的快速接管,實(shí)現(xiàn)起來非常容易,通過簡單的管理,能輕易實(shí)現(xiàn)錄井實(shí)時傳輸這類應(yīng)用的不停機(jī)。

應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù),由于資源以池的方式共享,能實(shí)現(xiàn)真正的動態(tài)共享,消峰平谷,極大提高基礎(chǔ)設(shè)施利用率;通過虛擬化平臺動態(tài)管理,使得信息系統(tǒng)的部署更為容易,同時能將大港油田信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與使用帶入良性循環(huán)的軌道,避免每年不定時的購買硬件所造成的硬件型號、性能參差不齊和難以統(tǒng)一規(guī)劃的局面。

2.3服務(wù)器虛擬化實(shí)施難點(diǎn)

大港油田的虛擬化實(shí)施難點(diǎn),存在于兩個層面,一是虛擬化建設(shè)技術(shù)框架與規(guī)模的規(guī)劃;二是實(shí)施過程及實(shí)施后的運(yùn)維管理。

虛擬化的管理被公認(rèn)是最大的關(guān)鍵所在。面對虛擬服務(wù)器的管理,很多企業(yè)IT管理人員發(fā)現(xiàn),在傳統(tǒng)系統(tǒng)與硬件領(lǐng)域積累多年的理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有相當(dāng)一部分已失去了用武之地。虛擬化項(xiàng)目實(shí)施后,存儲、服務(wù)器、信息系統(tǒng)構(gòu)成不可分的整體,對這一套系統(tǒng)的有效管理,涉及存儲服務(wù)器硬件知識、存儲與系統(tǒng)管理知識、數(shù)據(jù)庫知識等,各個環(huán)節(jié)的工作相關(guān)性非常強(qiáng),要求運(yùn)行維護(hù)人員具有多種知識、綜合運(yùn)用能力與應(yīng)急處理經(jīng)驗(yàn)。在虛擬服務(wù)器環(huán)境下,系統(tǒng)管理人員還必須通盤考慮運(yùn)行于物理服務(wù)器上的所有應(yīng)用與進(jìn)程,如包括系統(tǒng)重啟或補(bǔ)丁分發(fā)等任務(wù)應(yīng)盡可能安排在非生產(chǎn)時間進(jìn)行,因?yàn)檫@類操作可能影響到所有運(yùn)行于該物理服務(wù)器系統(tǒng)的虛擬服務(wù)器?？梢哉f,虛擬服務(wù)器管理除了需要IT管理人員有足夠的專業(yè)知識外,更需要有豐富的系統(tǒng)管理經(jīng)驗(yàn)。

3、結(jié)論

虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源,以打破物理結(jié)構(gòu)之間的壁壘,應(yīng)用虛擬化技術(shù),能幫助油田解決3個關(guān)鍵方面的問題——安全性、性能和成本。

從安全角度來講,虛擬化的成功實(shí)施使整個油田公司的所有系統(tǒng)和數(shù)據(jù)都被整合到一起,從而消除了在設(shè)備層面上數(shù)據(jù)被盜或數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險;虛擬化技術(shù)提供了更強(qiáng)大的備份系統(tǒng),因而企業(yè)容災(zāi)備份恢復(fù)能力也顯著增強(qiáng)。

服務(wù)器虛擬化的實(shí)施,有益于油田信息系統(tǒng)性能改善,應(yīng)用虛擬化技術(shù)可以將關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)集中部署在性能卓越的光纖存儲之上,服務(wù)器的所有資源均可以被充分利用,同時在信息系統(tǒng)建設(shè)過程中,能夠在幾分鐘或幾小時內(nèi)讓新系統(tǒng)上線,快速提供服務(wù)?？傊?服務(wù)器虛擬化的實(shí)施,對于油田信息化建設(shè)將是極大的促進(jìn), 當(dāng)然對服務(wù)器、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫的精細(xì)管理也隨之提出了更高要求。