Пятница, 15.02.2019, 23:57

ALEX-STUDIO
Творческая Мастерская Василия А.Федотова 
- - - Linkedin

Меню

Проекты | Модернизация вычислительных ресурсов предприятия. Создание ЦОД (частное облако)

Сокращения

ВМ – Виртуальная машина.

ОС – Операционная система.

СХД – Система хранения данных.

ЦОД – Центр обработки данных.

 

Цель

Запустить на предприятии «ветку» технической и системной инфраструктуры, построенной на принципах промышленной виртуализации и масштабируемой транспарентной работы, что должно позволить ИТ подразделению в среднесрочной перспективе развертывать необходимое количество промышленных и тестовых информационных ресурсов без дополнительных инвестиций в материально-техническое оснащение.

Схема индивидуального размещения сервисов  (исходный вариант)   Схема с распределенными виртуализированными сервисами  (целевой вариант)


Задача

Исследовать текущую серверную инфраструктуру и методы администрирования на соответствие требованиям, сформулированным по итогам выполнения проекта по анализу потока данных (информационных пространств).  

Определить круг оборудования подходящего для частичного (с модернизацией) или полного применения в режиме промышленной виртуализации. Составить план закупок оборудования и системного ПО, утвердить график монтажных работ и проработать этапы удобной и безопасной миграции системных сред и информационных ресурсов.

Все работы (монтаж, модернизация, миграция и т.д.) проводить в установленные соглашением об уровне обслуживании (SLA) технологические периоды. В случае применение временных схем размещения сервисов, качество работы информационных ресурсов должно быть для пользователей предприятия на удовлетворительном уровне.

 

Требования

Для работы в режиме промышленной виртуализации необходимо применение серверов, где установлена соответствующая поддержка на уровне BIOS и реализована Virtualization Technology (VT) на центральных процессорах (CPU).

На каждом сервере, где будет развернута система виртуализации, следует выровнить объемы оперативной памяти, а также создать равные или близкие к равным дисковые области (storage) с целью обеспечения в будущем гарантированной миграции ВМ между серверами. При этом на каждом сервере важно предусмотреть в обязательном порядке три области: небольшую область для размещения самого гипервизора; область размещения системных виртуальных дисков ВМ; и область повышенной ёмкости для оперативных данных ВМ.

Группа серверов, настроенная в качестве площадки виртуализации, должна иметь возможность использовать общее дополнительное дисковое пространство, которое необходимо для существенного увеличения емкости за рамками сервера и применение возможности высокоскоростной миграции виртуальных машин и их данных путем переключения доступа серверов к разделам на СХД.

В качестве гипервизора должна быть выбрана система, имеющая достаточно развитую оболочку управления, удобную и понятную для администратора среднего уровня владения ОС Unix/Linux. Помимо этого система должна быть от одного из ведущих мировых брендов на рынке виртуализации и иметь опцию использования в свободном (бесплатном) варианте.

 

Матрица работ

Подобранное для модернизации имеющееся оборудование Оборудование, которое необходимо закупить Окончательная схема монтажа и функционирования оборудования после модернизаций

Необходимые приобретения

  • Требуемое количество высокоскоростных и надёжных коммутационных устройств (Switch), использующих широкополосные оптические каналы, для установки в узловых точках сети передачи данных предприятия и в точке коммутации будущего ЦОД.
  • Современная управляемая СХД на 24 Тб (2U), позволяющая организовать собственные разделы (storage) для каждого из 4х серверов и/или общие разделы (storage) для всей группы серверов.
  • Набор дополнительных жестких дисков по 1Тб для создания на каждом из модернизируемых серверов, подключаемых к СХД, собственной дисковой ёмкости (storage) равного объема.
  • Набор дополнительной оперативной памяти для серверов с учётом модели сервера и скорости процессора.
  • Набор контроллеров и кабелей стандарта SAS (6 Гб/с) для связи по двум каналам каждого сервера с СХД, состоящей также их двух независимых дисковых контроллеров.
  • Сервер управления (1U) с мощностью достаточной для управления консолью гипервизора XenServer и утилитой управления корзиной СХД.
  • Источник бесперебойного питания для увеличения емкости резервного питания с учётом увеличения мощности оборудования в рассматриваемой стойке.

 

Этапы интеграции

В качестве ведущего гипервизора выбрана официальная редакция промышленной платформы управления виртуальными операционными средами XenServer от компании Citrix.

Для каждого из 4х промышленных серверов, выбранных из общего парка оборудования ИТ подразделения в качестве площадок виртуализации, подготовлен индивидуальный план по временному выводу из эксплуатации, полному пересобиранию дискового пространства с учетом приобретённых и/или перемещаемых жёстких дисков и установки гипервизора XenServer.

На новом сервере управления комплексом промышленной виртуализации развёрнута консоль Citrix XenCenter, где согласно плану миграции были зарегистрированы все 4 виртуализированных сервера по мере ввода их в эксплуатацию. Консоль Citrix XenCenter позволяет проводить с ВМ все необходимые операции по созданию/удалению, установке/переустановке, настройке, архивации/восстановлению, клонированию/миграции. В целях обеспечения размещения данных «экспортов» ВМ на сервере управления предусмотрена защищённая собственная дисковая область.

Также на сервере управления развернут жёстко ограниченный сетевой ресурс, куда размещены все ISO образы, используемые в работы ИТ отдела и планируемые к применению с 4х серверов в рамках виртуализированного ЦОД. В консоли Citrix XenCenter для каждого сервера произведена регистрация созданной сетевой ISO библиотеки.

После монтажа дискового массива и подключения контроллеров SAS к ЛВС на сервере управления установлена утилита управления СХД, в которой произведены работы по подключению к контроллерам СХД через сеть с присвоением им новых IP адресов.  Выполнены настройки группы RAID5 на все имеющееся дисковое пространство в 24Тб (12х2 Тб) и созданы требуемые виртуальные пространства (LUN) для регистрации их в гипервизорах XenServer на каждом из целевых серверов.

Работы по остановке работы серверов и их последующей полной технической и системной модернизации были разбиты на этапы:

Первый этап. Начат с сервера №4, который необходим как «донор» 8 жестких дисков по 160 Гб, предназначаемых согласно матрице работ для установки в каждый их 4х серверов в качестве локального системного пространства гипервизора. Помимо этого именно на сервер №4 не рассчитано количество дисков по 300 ГБ, имеющихся на работающих серверах №2 и №3. Функции, которые сервер выполнял, были временно перенесены на другие ресурсы ИТ отдела, сервер был демонтирован, прошел полную диагностику и профилактику, получил дополнительную оперативную память и полностью «пересобран» в части дискового наполнения.

  • Для дисков 2х160Гб сформирован раздел RAID1, для дисков 4х1Тб - RAID5.
  • На сервер установлен гипервизор XenServer, настроены требуемые области (ISO, HBA – 160Гб, HBA – 3Тб, хHBA – для пространств с СХД).

Второй этап. Продолжен на серверах №1 и №2. Данные сервера находились под управлением ОС Windows и обеспечивали работу довольно важных информационных систем, но объем данных позволял перенести их целиком, как на ранее модернизованный сервер №4, так и на сервер №3, который имел существенно большее дисковое пространство и был под управлением Citrix XenServer еще модернизации ЦОД (пилотный виртуализированный сервер). Сервера «пережили» те же работы, что и сервер №4. 

 

  • Для дисков 2х160Гб сформирован раздел RAID1, для дисков 2х300Гб создан RAID1, для дисков 4х1Тб - RAID5.
  • На сервер установлен гипервизор XenServer, настроены требуемые области (ISO, HBA – 160Гб, HBA – 300Гб, HBA – 3Тб, хHBA – для пространств с СХД).

Третий этап. Завершен на сервере №3 путем предварительного переноса всего функционала на другие ресурсы ИТ отдела, в том числе и на запущенные в работу обновленные сервера  №1 и №2. После описанных ранее работ по модернизации на сервере № 3:

  • Для дисков 2х160Гб сформирован раздел RAID1, для дисков 2х300Гб создан RAID1, для дисков 4х1Тб - RAID5.
  • Также установлен гипервизор XenServer, настроены требуемые области (ISO, HBA – 160Гб, HBA – 300Гб, HBA – 3Тб, хHBA – для пространств с СХД).

В итоге, в ходе дальнейшей эксплуатации среды промышленной виртуализации XenServer на указанных 4х серверах было развернуто более трех десятка гостевых серверных операционных систем (ВМ), выполняющих разнообразные функции по предоставлению информационных сервисов подразделениям предприятия.

Около трети ВМ были перенесены с модернизированных в рамках проекта серверов, а также других локальных серверов ИТ отдела, которые выработали свой ресурс или не обеспечивали нужной производительности. Большая же часть ВМ была развёрнута в рамках новых проектов и направлений, что стало возможным только благодаря внедрению единой площадки промышленной виртуализации на базе модернизированных серверов и общей СХД.

 

Результирующее облако

 

Итоги

В ходе проведённых работ в ИТ отделе промышленного предприятия на базе 4х стоечных серверов, объеденных в группу с общим дисковым массивом данных (СХД), сформирована устойчивая и самостоятельная в обозримой перспективе вычислительная площадка, управляемая с помощью технологии промышленной виртуализации. Созданный центр обработки данных (ЦОД) отвечает всем необходимым требованиям по надёжности, безопасности и эффективности.

Основное преимущество данного комплекса в резко расширенных возможностях ИТ отдела по качественному развитию существующих и внедрению крупных новых прикладных решений масштаба предприятия. Ожидают выхода на качественно новой уровень многие задачи автоматизации технологических и бизнес-процессов предприятия, а также задачи увеличения доли информационной составляющей в процессе совместной работы отдельных сотрудников, проектных групп и целых подразделений.

Помимо этого, тот факт, что серверная инфраструктура представлена современным оборудованием, оптимизирована под единые стандарты ядер, памяти и дискового пространства, а также находится в режиме виртуализации (частное облако), позволяет ожидать существенное снижение затрат в расчете на единицу предоставляемых оборудованием сервисов, что дает высокую отдачу вложенных в оборудование и приложения инвестиций.

Иными словами 4-5 серверных операционных систем раньше требовали 4-5 отдельных физических серверов, теперь же 4-5 ВМ размещаются в среде, состоящей из одного сервера и одного общего массива данных. Помимо этого общая гибкость и транспарентность системы (скорость миграции данных, страховое копирование/восстановления данных, а также оперативность перераспределения ресурсов между сервисами) резко возросла, что также снижает финансовые потери предприятия от возможного простоя приложений за счет увеличения скорости восстановления работоспособности.