Unix小型机应用迁移策略与方案研究.doc

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1、成果上报申请书成果名称Unix小型机应用迁移策略与方案研究关键词索引（35个）Unix小型机、迁移、X86服务器、虚拟化、应用迁移对企业现有标准规范的符合度：（按填写说明5）满足成果来源：如果该成果来源于集团研发项目，请填写研发项目年度、项目名称及类型（按填写说明6）2012年集团重点研发项目2012_LH_36Unix小型机应用迁移策略与方案研究专利情况：如果该成果产出相关专利，且专利处于国知局专利申请审查阶段或已授权，请说明专利名称、类型、申请号、状态、是否海外申请等情况。（按填写说明7）无成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。基于Unix小型机的传统IT系统

2、向以X86服务器为主的架构演进，构建面向云计算的低成本、高通用性和高扩展性的软硬件基础架构,是IT系统降低成本、提高效率的重要手段，符合IT系统云计算演进趋势，为实现河南移动网管系统高效低成本运营，特研究此方向课题，旨在解决各专业网管系统应用架构复杂、部署分散、内（外）部程序调用关系复杂、系统资源独占较为严重、应用部署环境较多依赖Unix小型机、后期硬件扩容投资较大和维护难度较高等诸多问题。通过本次科研，找到河南移动各专业网管Unix小型机承载各类应用向X86服务器迁移的最佳实施方法，降低后期投资成本，实现公司高效低成本运营。（1）降低公司后期在Unix小型机方面的采购资金投资；（2）降低公司

3、各网管部署的Unix小型机上涉及的各类数据库、备份、存储等软件涉及的许可证投资费用；（3）降低硬件环境维护难度，减少硬件维保服务投资费用；（4）摸清各专业网管应用对于硬件平台的耦合关系和应用迁移技术难点；（5）简化各专业网管系统部署所需硬件环境，提高应用部署灵活性、可扩展性和及时性；（6）提高硬件资源利用率。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。该项目利用云计算技术，通过搭建高冗余和高可用的虚拟化X86服务器资源池，作为新的业务承载平台，另外，又通过“资源池+负载均衡器”组网方式，为上层业务平台提供了更加稳定和可靠的业务支撑能力，实现了具有前瞻性的基础资

4、源技术架构。该项目在全国网管支撑系统领域，领先开展了将原有Unix小型机应用迁移向基于X86主机的私有云资源池迁移的技术改造方案研究，为各省在后续迁移过程中积累了丰富经验。该项目在各网管系统的积极配合下，通过不断探索，共实现将18台小型机的应用迁移至X86平台，节省出的小型机处理能力及配套存储等资源，处理能力价值约1000万元。在获取经济效益的同时，还缩短了原有支撑能力交付时间，交付效率提高约40倍，很大程度上缩短了业务系统上线工期。在后续工作中，我们将继续长期坚持此项目的研究和实施，为公司长期高效低成本运营做出贡献。文章主体（3000字以上，可附在表格后）：根据成果研究类别，主体内容的要求有

5、差异，具体要求见表格后的“填写说明8”。“成果上报申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：核心网、无线、传输、IP、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、数据业务、数据网络、通信电源、空调、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“所属专业部门”指：完成该成果的单位在省公司或地市分公司所属的专业部门线条。可填写：规划计划线条、网络线条、业务支撑线条、管理信息系统线条、数据线条、市场线条、集团客户线条、其他。4、“省内评审结果”指：优秀、通过。5、“对企业现有标准规范的符合度”指：列举该成果使用并符合的中国移动统一发布的企业标准的名称和

6、编号，详细描述该成果在现有的企业标准基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。6、成果来源指：如果该成果来源于集团研发项目，请填写研发项目的年度、项目名称和类型（类型包括：集团重大研发项目、集团重点研发项目、省公司自立项目）。7、专利情况指：1)类型：发明、实用新型、外观2）名称：该成果申请专利的名称3）申请号：由知识产权审查机构授予的该成果专利申请号4）状态：申请中、已授权8、“文章主体”：根据不同科技成果分类实施不同的主体要求，具体如下：1）超前研究类成果主体包括： 背景情况 技术特点分析 标准化情况 其他运营商应用情况（可选） 技术发展趋势 引入策略分析2）相关

7、网络解决方案类成果主体包括： 背景情况 技术方案：概述、网络解决方案（如果涉及到网络方面的改造，信令改造，路由改造等，应有详细的描述）、设备及系统改造/建设要求、码号资源需求 效果（解决了哪些问题） 本省应用推广情况3）新产品开发类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能介绍 技术实现方案：包括业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程、码号要求等 业务申请和开通：包括用户范围及业务使用范围、业务申请与注销等 业务商务模式及资费：包括商务模式、业务资费模式、业务收费方式等 市场前景分析4）现有业务优化类成果主体包括： 业务及功能简介：业务概述、业务主要功能

8、介绍 现有业务存在的问题：现有缺陷分析、解决问题的思路 原有业务方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后的方案/流程：业务实现组网结构图、相关系统（平台、终端）功能和要求、业务实现流程 优化后达到的效果，产生的经济效益 5）其他类成果主体，参考1）4）的成果主体要求，阐述清楚项目背景、实现方案、解决的问题、取得的社会和经济效益等。Unix小型机应用迁移策略与方案研究1. 背景简介近些年来，我省网管支撑系统一直以集团公司统一要求和省公司实际需求为导向，不断完善系统功能，拓宽网管支撑应用领域，构建了公司全面的专业网管系统，在支撑我省网络运维“信息化”工

9、作中发挥着核心作用。形成了以综合资源、综合分析等综合网管为主体，以话务网管、数据网管、信令监测和传输网管等专业网管为核心，以安全管控、门户系统、EOMS、维护支撑系统和OMC等系统为辅助的立体网管支撑系统架构。为一线生产维护人员提供了“可视、可控、可分析、可溯源”的网管支撑能力，大大提高了一线维护人员的运维工作效率。然而，随着公司网络规模的不断发展，网管支撑系统多年来竖井式建设和维护模式带来的问题日益突出，各专业网管建设维护相对独立，基础资源建设成本逐年增高，系统整体应用部署灵活性差，资源利用率低，管理复杂等问题亟待解决。为彻底解决上述传统“烟囱式”投资建设模式和“分散式”维护优化模式带来的各

10、种问题，河南公司网管支撑系统开展了横向一体化的基础资源统一管理，解决传统模式下存在的各项问题，推进IT基础资源的长期高效低成本发展。通过横向一体化的集中管理，将原有“烟囱式”项目中硬件和三方软件投资剥离出，汇总投资后启动网管支撑系统基础资源池统一平台建设一期工程项目，通过引入“云计算”技术，打造高冗余、高可用的软硬件“资源池”平台，实现资源共享并有效压缩投资，同时大力推进网管Unix应用向小型机平台迁移的工作，大大节省了后期网管基础资源成本投资。2. 项目研究目的基于Unix小型机的传统IT系统向以X86服务器为主的架构演进，构建面向云计算的低成本、高通用性和高扩展性的软硬件基础架构,是IT系

11、统降低成本、提高效率的重要手段，符合IT系统云计算演进趋势，为实现河南移动网管系统高效低成本运营，特研究此方向课题，旨在解决各专业网管系统应用架构复杂、部署分散、内（外）部程序调用关系复杂、系统资源独占较为严重、应用部署环境较多依赖Unix小型机、后期硬件扩容投资较大和维护难度较高等诸多问题。3. 研究意义：通过本次科研，找到河南移动各专业网管Unix小型机承载各类应用向X86服务器迁移的最佳实施方法，降低后期采购和维保服务投资成本，实现公司高效低成本运营。（1） 降低公司网管系统后期在Unix小型机方面的采购投资和维保服务投资成本；（2） 降低基础资源复杂程度，降低后期维护难度； （3） 解

12、除传统网管应用部署与底层IT基础资源的紧耦合绑定关系；（4） 通过迁移研究工作，同步优化上层网管应用软件架构，提高应用部署灵活性、可扩展性和及时性；（5） 降低Unix小型机平台部署的数据库、中间件等三方软件的license许可采购和维保服务投资成本。4. 具体实施方法：（1） 研究业界X86虚拟化技术，通过搭建实验环境，引入业界商业化程度较高的几种虚拟化产品和技术开展测试；详细对比如下：功能CitrixXenServerVMware ESXMicrosoft Hypre-V虚拟化技术半虚拟化（Paravirtualization）半虚拟化技术在网络I/O和磁盘I/O上性能比全虚拟化好全虚拟化

13、（Fullvirtualization）Hypervisor（系统管理程序），半虚拟化（Paravirtualization）硬件要求部分Guest系统要求CPU必需是64位CPU；部分Guest系统要求CPU必需支持Intel VT/AMD-V，否则不支持Windows Guest系统Guest系统支持最大32G内存，XenServer最大支持128G内存本地支持IDE、SATA、SCSI和SAS移动硬盘也能通过测试不支持IDE硬盘单台ESX Server服务器最多支持32个Guest系统支持最大64GB内存；ESX Server最大支持256GB内存一台ESX Server可以同时运行12

14、8台Guest系统部分Guest系统要求CPU必需是64位CPU部分Guest系统要求CPU必需支持Intel VT/AMD-VCPU必须支持硬件DEP（数据执行保护）技术支持的Guest系统Windows系列Linux系列Susolaris也通过了测试几乎支持所有的可运行在x86架构上的系统。（不支持必需运行在IDE硬盘上的系统）Windows系列Linux系列软件版本企业版,多服务器,有高可用,动态迁移铂金版,多服务器,高可用,动态迁移各版本XenServer（包括免费版）均采用同样的hypervisor，均是直接运行在硬件上的，其上的Guest系统可以直接互用。XenServer免费版具

15、有和企业版同样的性能。采用XenServer的Express版，可以方便地将一些现有的支持Intel VT/AMD-V服务器作为小型的虚拟化平台。采用XenServer的Express版搭建测试平台，可直接使用从生产平台上复制出的系统，十分方便。ESX和ESXi的hypervisor是直接运行在硬件上的，Vmware Server的hypervisor是运行在Windows或Linux系统上的，二者上的Guest系统不能直接互用。一个Standard版本只能运行一台Guest虚拟机一个Enterprise版本可以运行4台Guest虚拟机一个DataCenter版本可以不受限制的运行Guest虚

16、拟机Hyper-V系统只能是在64位的Windows2008系统上运行LicenseXenServer的License是按机器计算的。（由于服务器整合和虚拟化对服务器硬件的CPU计算能力要求很高，4 CPU服务器所能支持的虚拟机数量肯定高于2 CPU的服务器。因此，在使用4 CPU服务器的情况下，XenServer的性价比远高于VMware ESX）(即使使用2个cpu,价格上也相差一半以上)VMware ESX的License是按CPU数量计算的。Windows服务器许可证不包括Hyper-V Server 2008。客户端访问许可证(CALs)只需要运行在虚拟机上的操作系统。Hyper-V

17、 Server 2008本身无须客户端访问许可证和其它虚拟化软件的互操作性Citrix和微软已达成协议，在下一版本中XenServer上的虚拟机和Windows 2008 Hyper-V上的虚拟机可以互用。无功能（企业版）支持FC SAN、iSCSI、NFS共享存储。支持虚拟多路CPU支持Multipath FC HBA支持VLAN，支持网卡捆绑（只有一个网卡工作）支持资源QoS控制支持Host和Guest系统性能监控。支持资源池支持XenMotion在线迁移支持Host补丁管理支持HA支持Host补丁管理Xencenter管理支持FC SAN、iSCSI、NFS共享存储。支持虚拟多路CPU支

18、持Multipath FC HBA支持VLAN，支持网卡捆绑（多个网卡可同时工作）支持资源QoS控制支持Host和Guest系统性能监控。支持资源池支持VMotion在线迁移支持HA支持Host和Guest系统补丁管理支持Guest系统快照功能支持Web方式的管理界面VirtualCenter管理ESX Server没有数量的限制（企业版）支持FC SAN、iSCSI、NFS共享存储。支持虚拟多路CPU支持Host和Guest系统性能监控。支持资源池支持Guest系统快照功能支持P2V、V2V的在线迁移P2V迁移自带Linux的P2V迁移工具XenConverterXenconvert也支持w

19、indows的p2vn自带Windows/linux（beta）的P2V迁移工具Vmware Converter。安装SCVVM管理工具V2V迁移有第三方免费工具将VMware虚拟机转换为XenServer虚拟机（包括Windows系统和Linux系统）支持导入第三方虚拟系统安装SCVVM管理工具优势对比半虚拟化技术最大的利用了硬件性能与MS的合作及兼容性Citrix比vmware更懂应用,vmware更像是一个硬件厂商Xen对硬件的兼容性(CPU/硬盘/网络存储)Xendesktop/xenapp带来的机会PVS的带来的附加功能性价比简单易用,部分管理功能比vm要出色功能强大VirtualC

20、enter支持中文操作界面对Guest系统的良好兼容性对物理服务器的CPU要求低，不需要64位的CPUVmware view3带来的附加功能技术成熟可以在ServerCore模式下安装Hyper-V和微软的产品有更好的兼容性和集成性（2） 选取Vmware和Citrix两种产品搭建虚拟化资源池平台，将Vmware资源池承载SLA高的应用，将Citrix资源池承载SLA稍低的应用。（3） 在虚拟资源池引入负载均衡器，将分布式部署的应用，结合负载均衡器在虚拟分区上分布式部署，提高应用稳定性和处理效率。（4） 根据工作经验，按网管软件按照功能特点进行分类，对各类型应用规范和标准化其适应部署的硬件模型

21、，具体服务器选型要求为：“原则上应用部署均应首选采用X86架构PC服务器，部分数据库和核心应用场景，阐明详细且必要理由后，可申请小型机资源”。具体应用选型参考模型详见下表：应用特点分类 应用类型 详细特点 重点考虑因素 对设备的要求 适用平台 呈现类 WEB应用 IE的方式界面 并发连接数及频次 对CPU要求不高，对内存要求较高 采用X86虚拟化平台 计算处理类 分析 数据分析整理 数据量大小和处理能力 对CPU和内存要求均不高 采用X86虚拟化平台 报表 预定义或自定义格式报表统计 数据量大小和处理能力 采用X86虚拟化平台 统计运算 对数据进行统计运算 数据量大小和处理能力 采用X86虚拟

22、化平台，对于部分特殊应用，可暂用小型机 搜索引擎 按用户的需求查询所需要的数据 数据量大小和处理能力 采用X86虚拟化平台 流程引擎 对电子工单流程实现 数据量大小和处理能力 采用X86虚拟化平台 中间件 系统软件内部通信数据 数据量大小和处理能力 采用X86虚拟化平台 监控类 监控认证 安全管控应用发布等 并发用户数 采用X86虚拟化平台 数据处理 数据处理 用于数据保存、查询或运算功能 数据量大小，处理时间、并发连接数 CPU和I/O处理能力、内存、带宽资源及稳定性和安全性要求都较高 小型机平台 数据分析 对海量的数据中进行各类统计分析，生成分析结果或预测 数据量大小，处理时间、并发连接数

23、 采集类 数据采集 从网元、系统或接口获取原始数据，再进行分析、过滤和上传入库 数据量的大小，实时性、轮询处理量 对网络、磁盘或主机数量要求较高 采用X86虚拟化平台 （5） 对于迁移范围内的网管系统软件架构开展详细研究，细化各类网管应用程序运行环境要求，各网管应用程序内部耦合关系，对于自有软件（如告警采集、性能采集程序等），由软件集成商根据迁移计划，重新开发适用X86平台操作系统的软件版本。对于商业化的公共类软件（如中间件产品、GIS产品等），更换适应X86平台操作系统的软件版本。（6） 按照软件集成商提供的环境要求，在X86虚拟化平台上新搭建应用平台，稳步开展功能测试和压力测试，解决迁移后

24、出现的各类问题。在本次迁移研究过程中，在投诉处理平台迁移过程中出现了要使用nawk指令（较老），而Linux平台下已经是gawk指令（较新）了，我们研究后，要求软件集成商将应用程序修改为新指令后问题解决。（7） 对于运行稳定的系统，新老平台同时并行运行，逐步在新平台上加载业务。（8） 系统迁移并行期结束后，停掉小型机平台应用，正式启用X86环境下的应用。5. 具体实施内容河南公司网管支撑系统按照研究计划，稳步推进了U to L工作的开展，通过采用PC虚拟化和物理分布式部署两种方式，进行了Unix应用迁移测试、研究和实施等工作，获得了较理想的效果。迁移节省出的小型机处理能力及配套存储等资源，价值

25、约1000万元。 具体为： 1、利用23台IBM 4路（8核）PC服务器、2台SAN交换机、2台负载均衡器和一台EMC 磁盘阵列组建了X86架构的PC服务器资源池。 2、利用虚拟化软件将其中19台服务器组建虚拟化资源池，实现将将综合资源、话务网管、数据网管、EOMS系统原先部署在小型机平台的IBM中间件、性能采集、告警采集和web应用迁移至虚拟化X86平台。 3、利用其中4台物理服务器和负载均衡器，采用分布式部署方式，构建了4个GIS引擎管理节点，实现将综合资源和传输网管GIS引擎迁移至X86平台。 6. 效益效果1) 经济效益：本次迁移工作，完成了原有6台Oracle T5240、4台Ora

26、cle T5220、4台HP rp8400和4台IBM 570，共计18台小型机的应用迁移至X86平台，节省出的小型机处理能力及配套存储等资源，价值约1000万元。2) 采用虚拟化的组网方式，X86资源池总投资成本约300万元，目前承载了40个虚拟分区，还剩40个分区的冗余资源，相比传统PC物理服务器建设方式，约节省300万元。3) 工作效率方面：资源从申请到分配结束，整个周期由原先2至3天短到1个小时，效率提高约48倍。4) 设备利用率：利用虚拟化技术，每台物理机承载约4至5个虚拟分区，处理能力相比原有传统小型机部署方式，可节省2台，经济效益约150万；相比传统PC部署方式，可节约4至5台，

27、经济效益约30万。5) 高可用方面：利用虚拟化动态迁移、双机等技术，实现更稳定的系统平台，相比传统方式，技术复杂度降低，维护难度降低，稳定性提高。6) 兼容性方面：利用虚拟化技术，可以实现更细粒度的资源分配，实现不同的业务运行在不同的虚拟分区上，避免应用程序之间的相互冲突。7. 存在的问题及后续计划研发过程存在的问题：1) 我省软件集成商为规避迁移对应用程序带来的兼容性风险，均选择重新开发linux版本程序，导致整个迁移周期较长；2) 部分软件集成商应用程序使用的部分指令迁移至linux环境后出现不兼容，需要对次指令涉及到的所有关联应用均实施改造，如果出现部分关联程序仍部署在小型机时，应用改造

28、难度较大，将会导致迁移工作难以开展。3) 我省在实施过程中遇到部分虚拟机采集机设备需要采用公网IP地址，由于未了解到更好的安全隔离技术，所以此部分虚拟分区无法和内网虚拟分区共享物理宿主机和磁盘阵列等资源，只能为公网IP服务器需求单独建设资源池，造成资源无法全专业共享。后期计划：1) 以“按需申请、公正审核评估、集中规划、低成本实施、效果实时监控、后期调整优化”等六个步骤为方法，对采购需求和资源分配进行更合理的管控。 2) 按网管软件按照功能特点进行分类，对各类型应用规范和标准化其适应部署的硬件模型，打破集成商和硬件厂家的“紧耦合”绑定关系。在建设项目规划立项阶段，依据IT基础资源选型模型，规范上层应用程序对底层IT基础资源的需求，从需求源头上引导软件集成商使用低成本的硬件平台。3) 在保证业务系统运行稳定的前提下，逐步推进Unix应用迁移X86平台的工作开展，对于迁移后腾出的服务器资源，适当引入小型机采用虚拟化分区技术，重新进行硬件资源统一规划，满足后续业务发展需求。4) 充分挖掘维护优化项目实施效果，利用各网管系统维护优化费用，推进软件集成商对其研发应用程序开展升级优化，推动应用向X86平台迁移。