曙光基于VMWare构架Oracle RAC集群数据库

虚拟化是一个抽象层，它将物理硬件与操作系统分开，从而提供更高的 IT 资源利用率和灵活性。

虚拟化允许具有不同操作系统的多个虚拟机在同一物理机上独立并行运行。每个虚拟机都有自己的一套虚拟硬件（例如 RAM、CPU、网卡等），可以在这些硬件中加载操作系统和应用程序。无论实际采用了什么物理硬件组件，操作系统都将它们视为一组一致、标准化的硬件。

虚拟机封装在文件中，因此可以快速对其进行保存、复制和部署。可在几秒钟内将整个系统（完全配置的应用程序、操作系统、BIOS 和虚拟硬件）从一台物理服务器移至另一台物理服务器，以实现零停机维护和连续的工作负载整合。

虚拟化的概念在20世纪60年代首次出现，利用它可以对属于稀有而昂贵资源的大型机硬件（如IBM大型机）进行分区。随着时间的推移，微型计算机和PC可提供更有效、更经济的方法来分配处理能力。到了20世纪90年代，研究人员开始探索如何利用虚拟化解决与廉价硬件激增相关的一些问题，例如，利用率不足、管理成本不断攀升和易受攻击等。

现在，虚拟化技术处于时代前沿，可以帮助企业升级和管理他们在世界各地的 IT 基础架构并确保其安全。

主流的虚拟化技术

最早的虚拟化技术是源自IBM大型机的逻辑分区技术。这种技术的主要特点是，每一个虚拟机都是一台真正机器的完整拷贝，一个功能强大的主机可以被分割成许多虚拟机。

IBM逻辑分区技术(LPAR)是划分单个系统的CPU、内存和其他资源以创建多个单独服务器的虚拟化技术。每个LPAR拥有自己的CPU、内存和I/O设备分配。此类分区是在固件级别而不是在物理资源级别进行的。因此，使用 IBM System p5 服务器，可使用Micro-Partitioning™来创建LPAR——每个LPAR分配的物理CPU少于一个。

每个 LPAR 包含自己的操作系统，该操作系统可以是AIX、Linux或i5/OS。在一个p5系统上，只能有一个Linux或i5/OS分区。

IBM动态逻辑分区不仅能够将硬件逻辑地划分为多个 LPAR，而且还提供了在分区正常运行时动态添加、删除或在分区之间移动资源的能力。可以对正在运行的分区添加或删除CPU、内存或I/O槽，而不必首先关闭该LPAR。动态逻辑分区(DLPAR)为用户的计算环境提供了大量的灵活性。

VMWare虚拟化技术

VMware公司成立于1998年，它将虚拟机技术引入到工业标准计算机系统中。VMware在1999年，首次交付了它的第一套产品，VMware Workstation，在2001年，通过发布VMware GSX服务器和VMware ESX服务器而进入了企业服务器的市场领域。2006年6月，VMware公司发布了最新的VMware Infrastructure 3，成为行业里第一套完整的虚拟架构套件，在一个集成的软件包中，包含了最全面的虚拟化技术、管理、资源优化、应用可用性以及自动化的操作能力。

VMWare虚拟化技术将计算机、存储和网络硬件间建立了一个抽象的虚拟化平台，使得所有的硬件被统一到一个虚拟化层中。这样，在此平台的顶部创建的虚拟机具有同样的硬件结构，提供了更好的可迁移性。在这种模型中，每个用户都可以在他们的虚拟机上运行程序、存储数据，甚至虚拟机崩溃也不会影响系统本身和其他的系统用户。

它虚拟了Intel x86平台，可以同时运行多个操作系统和应用程序。通过使用虚拟化层，提供了硬件级的虚拟，即虚拟机为运行于虚拟机的操作系统映像提供了一整套虚拟的Intel x86兼容硬件。这套虚拟硬件虚拟了真正服务器所拥有的全部设备：主板芯片、CPU、内存、SCSI和IDE磁盘设备、各种接口、显示和其他输入输出设备。并且，每个虚拟机都可以被独立的封装到一个文件中，可以实现虚拟机的灵活迁移。

VMWare虚拟化特点

VMWare虚拟化架构

VMware有两种架构，一种是寄居架构：如VMware Server, Workstation，它们依赖于主机操作系统对设备的支持和物力资源的管理，然后在其上运行VMware应用程序和其他应用程序。另一种是裸金属架构：VMware ESX Server，它依赖虚拟层内核，直接构架在硬件上，并且它还有一个代理和控制应用的服务控制台。

VMware分布式资源调度(DRS)

VMware分布式资源调度(DRS)是真正的按需自动资源调配，它可以做到跨资源池（即可以跨物理节点）动态调整计算资源，并且基于预定义的规则智能分配资源。所以我们可以按照不同应用的不同负载高峰时间段来定义不同应用的服务器资源分配策略，从而动态提高系统管理效率，使IT和业务优先级对应，并且自动化的硬件维护。

基于VMWare构架Oracle RAC集群数据库方案

在针对数据库需求的配置选取上，国内外服务器厂商有各自不同产品推荐和方案。在数据库的应用上，国外厂商通常推荐小型机的双机热备的方案。同时像IBM、SUN这样的厂商通常会推荐使用他们的逻辑分区技术，他们将小型机划分成多个逻辑分区，并且两台小型机划分的逻辑分区一一对应，这样就可以做成多套双机互备（当然他们也有可能做成数据库集群）的系统，对于那些用户有多个应用系统希望集中部署在其上，并且不同应用系统之间还需要进行物理隔离（即它们之间不会互相争夺服务器CPU、内存、I/O等资源），同时还可以根据业务高峰期动态分配资源的需求来说，的确是非常的合适。

针对这种需求，曙光公司也提出了自己的解决方案，那就是通过VMWare虚拟化系统来构架oracle RAC集群数据库方案。

我们建议选择VMware 第三代虚拟架构套件VI3企业版软件，服务器选择最高端的八路四核二代小型机EP850，每台服务器都需要安装VI3中的ESX Server组件，利用服务器强大的处理能力，生成多个虚拟服务器，而每一个虚拟服务器，从功能、性能和操作方式上，等同于传统的单台物理服务器，在每个虚拟服务器上，再安装配置Windows或Linux操作系统，然后再在其上安装oracle RAC集群数据库。

举例来说，如果用户目前有4套应用系统，每套应用的数据库系统都需要实现资源隔离，同时还需要能够动态调整资源以错开各业务系统的高峰期，那么我们就选用两台到4台EP850二代小型机（看其负载量大小决定服务器数量），每台服务器上部署一套ESX Server，然后在其上安装4套Windows或Linux操作系统，每套操作系统上安装一套oracle RAC集群数据库，这两台到4台EP850二代小型机的操作系统将会一一对应，最终构架出4套oracle RAC集群数据库。每套oracle RAC集群数据库系统之间都实现了资源隔离，同时通过VMware DRS实现了动态的资源管理，达到了根据业务高峰期动态分配资源的目的。

方案中，存储系统必须采用SAN集中存储方式，这是因为不论是VMware ESX Server还是oracle RAC集群数据库都需要把数据集中存放，对于VMware ESX Server来说，它将会将每个虚拟机的文件系统创建在共享的SAN集中存储阵列上，VMware VMFS 虚拟机文件系统，是一种高性能的群集文件系统，允许多个ESX Server 安装同时访问同一虚拟机存储。由于VMware的虚拟架构系统中的虚拟机实际上是被封装成了一个档案文件和若干相关环境配置文件，通过将这些文件放在SAN存储阵列上的VMFS文件系统中，可以让不同服务器上的虚拟机都可以访问到该文件，从而消除了单点故障。

同时数据库系统必然会牵涉到数据备份甚至是业务容灾，VMware提供了一个对其本身的整合备份系统VCB，它可以通过备份很少数量的虚拟机文件和封装来备份整个虚拟机，同时在恢复的时候直接恢复虚拟机文件，不需裸机恢复软件。VCB与第三方的备份软件（如veritas、commvault、legato等）无缝集成，可以减少备份代理的数量和成本，消除生产虚拟机的备份负载，充分利用虚拟机快照和SAN技术。

虚拟化增加服务器的利用率

根据统计，对于传统的服务器应用方式，通常服务器的平均利用率在5-15%之间，而采用虚拟架构整合后，服务器的平均利用率可达到60%-80%。我们完全可以通过在较少台数的高配置的八路四核EP850上创建多个虚拟服务器的方式，来完成传统方式需要多台的低配置服务器才能完成的工作，用户在降低成本的方式，还大大减少了环境的复杂性，降低了对机房环境的需求，同时具有更灵活稳定的管理特性。

每一台虚拟服务器都可以利用VMware 虚拟对称式多重处理(SMP)技术，通过使单个虚拟机能够同时使用多个物理处理器，增强了虚拟机性能。

虚拟架构环境的集中管理

为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控，可以配置一台服务器来做为VirtualCenter服务器，VirtualCenter服务器为 IT 环境提供了集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供了前所未有的响应能力、可维护性、效率和可靠性级别。

使用 VMotion 迁移运行中的虚拟机

通过VMware VMotion可以实现虚拟机的动态迁移，而服务不中断。零宕机时间，进行有计划的服务器维护和升级迁移工作负载，资源利用率最大化。支持Fibre Channel和iSCSI SAN以及NAS环境。