Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware




Скачать 230.84 Kb.
НазваниеМодернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware
Дата11.02.2013
Размер230.84 Kb.
ТипДокументы
УДК 004.4

Е.И. РЯПОЛОВА

E.I. RYAPOLOVA


МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕРВЕРА СЕКТОРА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ ВИРТУАЛЬНОЙ МАШИНЫ VMWARE

SERVER UPGRADE SOFTWARE SECTOR INFORMATION TECHNOLOGY-BASED VIRTUAL MACHINE VMWARE


Данная статья посвящена вопросу повышения эффективности сервера сектора информационных технологий за счёт виртуализации серверов.

В процессе разработки были реализованы функции расширения возможностей сервера за счет виртуализации. На физический сервер был установлен сервер виртуальных машин VMWare, создано несколько виртуальных серверов, каждый из которых выполняет определенные функции. За счет этого увеличилось количество решаемых задач с помощью сервера, таких как : сервер Касперского, сервер WSUS, сервер Router-Server, сервер MRTG, сервер базы данных MRTG, сервер VRRP, сервер SNMP, автоматическое переключение путей маршрутизации.

Ключевые слова: виртуализация, сервер, эффективность.


This article is dedicated to improving the efficiency of the server's information technology sector through server virtualization.

During the development of the functions have been implemented empowerment servers through virtualization. On the physical server has been installed the server virtual machine VMWare, create multiple virtual servers, each of which performs a specific function. Due to this increase in the number of tasks with the help of the ITA OSU server, such as: Kaspersky server, the server WSUS, Server Router-Server, a server MRTG, database server, MRTG, server VRRP, the server SNMP, automatic switching of routing paths.

Keywords: virtualization, server, efficiency.


Эксперты в области ИT едины во мнении, что технологии виртуализации стали неотъемлемой частью современной ИТ-инфраструктуры, позволяя существенно ускорить внедрение новых систем, а также оптимизировать затраты на поддержку существующих.

Технологии виртуализации весьма востребованы российскими компаниями и используются в основном для задач консолидации и снижения затрат на эксплуатацию вычислительной инфраструктуры.

В разработанном проекте мы предложили виртуализировать сервер сектора информационных технологий с целью увеличения его функциональных возможностей.

Актуальность данного проекта очевидна, так как является насущной проблемой сектора информационных технологий. Расширение парка машин, увеличение сети, а так же увеличение базы данных проводит к проблеме нехватки ресурсов физического сервера для обработки всей необходимой информации.

В проекте предлагается переход на новый качественный уровень работы с IT-инфраструктурой – виртуализация физического сервера на основе виртуальной платформы VMWare.

В данной статье будет описаны решения некоторые поставленных задач, в частности: проведен аналитический обзор и построена классификация операционных систем и средств виртуализации, определены требования к разрабатываемому программному обеспечению, разработана структура программного обеспечения на основе виртуальной машины VMWare.

Операционные системы могут различаться особенностями реализаций внутренних алгоритмов управления основными ресурсами компьютера (процессорами, устройствами, памятью), особенностями использованных методов проектирования, типами аппаратных платформ, областями использования и многими другими свойствами.

Существует несколько классификаций операционных систем, в которых выделяют определенные критерии, отражающие разные существенные характеристики систем, рассмотрим наиболее часто встречающиеся.

По назначению.

1 Системы общего назначения.

(подразумевает ОС, предназначенные для решения широкого круга задач, включая запуск различных приложений, разработку и отладку программ, работу с сетью и мультимедиа).

2 Системы реального времени.

(предназначены для работы в контуре управления объектами).

3 Прочие специализированные системы.

(это различные ОС, ориентированные, прежде всего на эффективное решение определенного класса задач).

По характеру взаимодействия с пользователем.

1 Пакетные ОС, обрабатывающие заранее подготовленные задания.

2 Диалоговые ОС, выполняющие задания пользователя в интерактивном режиме.

3 ОС с графическим интерфейсом.

4 Встроенные ОС, не взаимодействующие с пользователем [1,2].

Систематизируем технические характеристики ОС рассмотренных выше (таблица 1).


Таблица 1 – Сравнение технических данных ОС

ОС

Поддерживаемые архитектуры

Файловая система

Ядро

Графический интерфейс

1

2

3

4

5

FreeBSD

x86, x86-64, Itanium, UltraSPARC, SPARC64,

ARM, MIPS, PPC

UFS, UFS2, ext2, FAT,

ISO 9660, UDF, NFS, SMBFS, NetWare

(nwfs), NTFS,

ReiserFS,

XFS, ZFS, FUSE,

Coda, AFS, др.

Монол. с модулями

Нет

(X.Org Server доступен)

OpenBSD

x86, 68k, Alpha, x86-64, SPARC, VAX, др.

UFS, UFS2, ext2,

FAT, ISO 9660, UDF,

NFS, NTFS, AFS, др.

Монол.

Нет

(X.Org Server включён)

NetBSD

x86, 68k, Alpha, x86-64,

PPC, SPARC, UltraSPARC, PowerPC, ARM, др.

UFS, UFS2, ext2,

FAT, ISO 9660, NFS,

LFS, UDF, SMBFS, Coda,

HFS+, EFS

(read only), NTFS,

TMPFS, FUSE,

PUFFS, ADOS

Монол. с модулями

Нет

(X.Org Server

или XFree86 включены)

Ultrix

VAX, PDP-11, MIPS

UFS + др.

Монол.

Нет

(X11 включён)

Mac OS X / Darwin

PPC, x86, x86-64, ARM

HFS+ (по умолчанию),

HFS, UFS, AFP, ISO 9660, FAT, UDF, NFS,

SMBFS, NTFS, FTP

Гибрид.

Да (Aqua)

DragonFly BSD

x86, x86-64

HAMMER, UFS, FAT,

ISO 9660, NFS, SMBFS, NTFS, ext2, др.

Гибрид.

Нет (X.Org Server доступен)

На сегодняшний день все больше компаний применяют различные решения по виртуализации в своей ИТ инфраструктуре. Виртуализация позволяет не только существенным образом сократить капитальные и операционные затраты на поддержку ИТ инфраструктуры организации, но также упрощает развертывание и управление бизнес - сервисами и предоставляет новые механизмы по повышению уровня доступности сервисов.

Современные компьютеры x86 разработаны для выполнения одной операционной системы и одного или нескольких приложений. В результате большинство компьютеров используются не в полную мощность. Виртуализация обеспечивает выполнение нескольких виртуальных машин на одном физическом компьютере и совместное использование его ресурсов виртуальными машинами в нескольких средах. Различные виртуальные машины могут использовать разные ОС.

В настоящий момент можно выделить следующие типы серверной виртуализации: физическая, или аппаратная, осуществляемая на уровне системных плат; использование виртуальных машин в варианте работы гипервизора и в варианте создание логических доменов; виртуализация на уровне ОС с использованием механизма изолированных контейнеров.

Две крупнейшие фирмы предоставляют решения по виртуализации инфраструктуры, являются компании VMware и Microsoft. Обе компании предлагают различные подходы к организации виртуальной инфраструктуры и предоставляют собственный набор фирменных технологий и решений в области виртуализации. Проведем сравнительный анализ основных характеристик виртуальных машин (таблица 2).


Таблица 2 – Сравнительный анализ характеристик виртуальных машин

Название

Процессор

хост машины

ОС

Принцип

действия

Применение

Colinux

Intel x86

Windows NT

(NT, 2000,

XP,

Server 2003),

Linux

Портирование

Изоляция

Linux- VServer

Intel x86,

AMD64, IA-64, Alpha,

PowerPC/64,

PA-RISC/64, SPARC/64, ARM

Linux

Виртуализация

На уровне ОС

Хостинг, разделение сервисов, безопасность

OpenVZ

Intel x86,

AMD64, IA-64

Linux

Виртуализация

На уровне ОС

Изоляция виртуализирован-

ных серверов

Virtual PC

Intel x86, x64

Windows

Vista

(Business, Enterprise, Ultimate),

XP Pro, XP Tablet PC

Edition

Virtualization (перехват

гостевых

вызовов)

разработка, рабочая станция

Microsoft Virtual Server

2008 R2

Intel x86,

AMD64

Windows 2003, XP

Virtualization (перехват

гостевых

вызовов)

Консолидация серверов


Продолжение таблицы 2

Название

Процессор

хост машины

ОС

Принцип

действия

Применение

Hyper-V

Intel x86-64 (обязательно

Intel VT-x и

VT-d), AMD64 (обязательно

AMD Pacifica)

Нет

(также может работать

под Windows Server 2008

Аппаратная виртуализация

Консолидация серверов, организация непрерывной

работы, тестирование

VMware ESX Server

Intel x86,

Нет

Виртуализация

x86

Консолидация серверов

уровня предприятия,

организация непрерывной

работы, разработка/

тестирование

VMware VSphere ESXi 5

Intel EMT64, AMD64

Нет (собственная)

Виртуализация

X86, x86-64

Консолидация серверов

уровня предприятия,

организация непрерывной

работы, разработка/

тестирование

Solaris Zones

Intel x86,

AMD64, UltraSPARC, SPARC64

Solaris

Виртуализация

на уровне ОС

бизнес, разработка,

консолидация серверов,

хостинг, разделение сервисов, безопасность, изоляция


Сравнительный анализ показывает, что виртуальные машины разработаны под разную аппаратную часть, устанавливаются на разные операционные системы и что является наиболее важным, применяются для различных целей.

Для того чтобы не возникало проблем с задержками и перегрузкой сервера, необходимо учитывать ряд требований к аппаратной и программной части.

К серверам, которые могут использоваться для расширения или обновления ИС, предъявляется ряд достаточно жестких требований:

- высокая производительность отдельного сервера, обеспечивающая выполнение им приложений типа онлайновой обработки транзакций, обслуживания ERP- и CRM-систем, хранилищ данных, задач со сложной вычислительной обработкой и пр.

- высокая степень концентрации ресурсов в отдельном сервере, что дает возможность заказчикам экономить пространство и площади своих центров обработки данных и избавляет их от необходимости существенно развивать кабельное хозяйство и сетевую инфраструктуру;

- масштабируемость сервера, позволяющая в процессе эксплуатации наращивать его вычислительную мощность в соответствии с возникающими потребностями;

- высокая надежность и степень готовности, которые обеспечивают бесперебойную работу сервера при предельно минимизированном времени простоев, что гарантирует исполнение на нем всех критически важных для бизнеса заказчика приложений без потери информации в режиме 24х7;

- консолидация разнообразных вычислительных задач на отдельном сервере, когда с помощью программного инструментария заказчик получает возможность разделять ресурсы обработки и ресурсы хранения данных сервера между различными приложениями и операционными системами.

Требования к серверу меняются в зависимости от количества одновременно работающих пользователей и объема обрабатываемых данных. Данные типовые требования к аппаратной и программной части сервера разработаны исходя из усредненных условий работы.

Требования к аппаратной части:

- процессор Intel Xeon;AMD Opteron, количество ядер не менее 4;

- частота не менее 2GHz;

- оперативная память не менее 2Гб;

- жесткий диск объемом не менее 2*1Tб.

- наличие 2 сетевых карт;

- DVD-ROM с интерфейсом SATA или USB.


Требования к программному обеспечению (таблица 3).


Таблица 3 – Основные требования к ресурсам для установки виртуальной машины

Параметр

Значение параметра

Объем занимаемого места на диске

30 Mб


Объем занимаемой оперативной памяти

120 Mб

Минимальная системная конфигурация

Серверный набор микросхем материнской платы (для Intel Xeon или AMD Opteron), минимум две сетевые карты с аппаратной обработкой пакетов, минимум 4 GB оперативной памяти c ECC


Для обеспечения функций распределения нагрузки по трафику между одним из виртуальных серверов и маршрутизатором необходимо разработать дополнительное программное обеспечение, которое должно обеспечивать автоматическое переключение каналов по приоритету.

Функциональные требования к разрабатываемому программному обеспечению:

- полная совместимость разрабатываемого программного обеспечения с оборудованием под управлением Cisco IOS 12;

- автоматическое переключение маршрутизации внешнего канала связи между сервером и маршрутизатором;

- возможность установки приоритета одного пути маршрутизации над другим;

- возможность автоматического возврата на приоритетный канал при восстановлении связи;

- максимально быстрое переключение между маршрутами;

- мониторинг состояния маршрута;

- максимальная совместимость с протоколом Cisco VRRP.

Для работы разработанного программного средства необходимо следующее программное и аппаратное обеспечение.

Программное обеспечение:

  • BSD система 4.0 и выше;

  • Perl 5.0;

  • Webmin 1.25;

  • Free-vrrpd 1.0 и выше.

Во всем программном обеспечении должны использоваться версии под выбранную операционную систему.

Аппаратное обеспечение (для виртуальной машины):

  • процессор от 1 ГГц;

  • ОЗУ 512 МБ;

  • свободное место на жестком диске 10 ГБ;

  • несколько сетевых интерфейсных карт.


Для расширения возможностей сервера и повышения решения задач сервера необходимо установить различные операционные системы. В свою очередь для установления нескольких операционных систем необходима прослойка – виртуальная машина (рисунок 1).


полотно 46


Рисунок 1 – Структурная схема работы сервера виртуальных машин


За счет использования виртуальной машины мы сможем установить бесплатные серверные операционные системы на одну машину и развернуть несколько виртуальных серверов на одном физическом сервере, за счет чего мы разгрузим Proxy сервер и появиться возможность решать больший круг задач, таких как: создание IP - телефонии, Backup сервер, сервер обновления Windows WSUS, виртуальная маршрутизация, средство мониторинга сервера.

Структура программного комплекса представлена на рисунке 2.

На физическом сервере устанавливаем сервер виртуальных машин, выше описано, что данная версия VMWare VSphere ESXi5 служит сама операционной системой и может непосредственно устанавливаться на сервер. Установить и настроить сервера мы не можем пока не будет установлена операционная система, для серверов Касперского и обновлений нами выбрана наиболее оптимальная операционная система Windows Server 2003 так как она меньше чем система Windows Server 2008 требует ресурсов физического сервера.

Опишем конфигурацию и алгоритм установки:

- сервер виртуальных машин VMWare VSphere ESXi5;

- создаем виртуальную машину;

- операционная система Windows Server 2003;

- сервер Kaspersky Admin kit;

- сервер WSUS.

Остановимся более подробно на задаче, модернизации программного обеспечения серверной сектора информационных технологий.

В результате объединения структуры существующего программного обеспечения сервера и технологии виртуализации сервера VMWare необходимо разработать структурную схему взаимодействия различных компонентов программного обеспечения сервера сектора информационных технологий (рисунок 3).





Рисунок 2 – Структурная схема функционирования виртуальной машины VMWare


Вся сеть тестируется с помощью протокола SNMP , данные передаются в сервер MRTG. В сервере MRTG анализируются данные, устанавливаются зависимости и строятся графики. В сервер управления входит: сервер базы данных, сервер MRTG, VRRP управление.





Рисунок 3 – Структурная схема модернизированного программного обеспечения сервера сектора информационных технологий


Между сервером MRTG и сервером базы данных установлена взаимосвязь, все данных преобразованные сервером MRTG передаются в базу данных. К сети подключены так же виртуальный сервер WSUS, виртуальный сервер Kaspersky Kit. Виртуальный маршрутизатор Router так же имеет протокол SNMP данные с него поступают так же на сервер MRTG для анализа и построения зависимостей. Router имеет виртуальные интерфейсы VRRP1 и VRRP2, непосредственно устанавливающие взаимосвязь между физическим маршрутизатором Cisco и виртуальным маршрутизатором Router. Изменение работы маршрутизаторов происходит посредством переключения через протокол VRRP, который устанавливает приоритет работы того или иного маршрутизатора, если же маршрутизатор Cisco выходит из строя, автоматически включается виртуальный маршрутизатор Router и наоборот, время переключения маршрутизаторов составляет 1 мс.

Таким образом нами проведен анализ существующих проблем в секторе информационных технологий, проводиться анализ современных операционных систем предлагается классификация операционных систем, описываются достоинства и недостатки, раскрывается сущность понятия виртуализации, описываются наиболее актуальные предложения по использованию виртуальных машин, предлагаются критерии расчета эффективности и определяются требования к аппаратной и программной части проекта.

Предложено системное решение при проектировании программного обеспечения, проведен анализ и описано руководство по конфигурированию MRTG для организации работы и мониторинга загруженности ресурсов сервера, предложено описание используемого протокола VRRP и описание и руководство по конфигурированию протокола управления сетью SMNP, предложена структурная схема модернизации программного обеспечения серверной сектора информационных технологий.

Предложено системное решение при проектировании программного обеспечения, проведен анализ и описано руководство по конфигурированию MRTG для организации работы и мониторинга загруженности ресурсов сервера, предложено описание используемого протокола VRRP и описание и руководство по конфигурированию протокола управления сетью SMNP, предложена структурная схема модернизации программного обеспечения серверной сектора информационных технологий.

Разработанное программное обеспечение для сервера СИТ – это взаимосвязанные программы, предназначенный для повышения эффективности функционирования сервера СИТ за счет его виртуализации.

Данное программное обеспечение способствует увеличению решаемых задач с помощью сервера, повышению производительности аппаратуры сервера путем рационального управления его ресурсами, а также для обеспечению удобства пользователя за счет предоставления ему расширенной виртуальной машины.

Использование технологии виртуализации позволяет решить многие задачи по совершенствованию ИТ - инфраструктуры современной организации. Существующие на данный момент решения для виртуализации серверных ресурсов, систем хранения данных, рабочих мест клиента дают возможность существенно улучшить эффективность использования оборудования и снизить расходы на его обслуживание.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


1 Таненбаум, Э. С. Операционные системы. Разработка и реализация / Э.С. Таненбаум, А.С. Вудхалл. — СПб.: Питер, 2007. — 704 с.

2 Иртегов, Д. В. Введение в операционные системы / Д.В. Иртегов. — СПб.: BHV-СПб, 2007. — 214с.


Ряполова Елена Ивановна

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург

К.п.н., доцент кафедры «Вычислительная техника»

Тел.: 89068438600, E-mail: ananeva_ei@mail.ru

Похожие:

Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconПрограмма по дисциплине проектирование, разработка и стандартизация программного обеспечения
Целью изучения дисциплины является знания об эволюции и современных тенденциях развития информационных технологий. Ознакомить их...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconУчебно-методический комплекс дисциплины разработка и стандартизация программных средств и информационных технологий Специальность: 080801. 65 «Прикладная информатика (в менеджменте)»
Оценка качественных и количественных характеристик программного обеспечения. Математические модели оценки характеристик качества...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconМодернизация государственного управления на основе информационных технологий на примере Федерального казначейства Автор работы
На тему: Модернизация государственного управления на основе информационных технологий на примере Федерального казначейства
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconТендерная документация по закупке оборудования, программного обеспечения и услуг информационных технологий (тендер №2)
Тендерная документация открытого тендера по закупке оборудования, программного обеспечения и услуг информационных технологий (тендер...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconВопросы для подготовки к итоговой государственной аттестации
Характеристика качества программного обеспечения. Жизненный цикл программы. Надежность программного обеспечения. Сравнительная оценка...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconРабочая программа дисциплины администрирование информационных систем Специальность 010503. 65 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»
МО) информационных систем (ИС), программного обеспечения (ПО) и способов администрирования ис и сетей, программного обеспечения средств...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconРабочая программа дисциплины параллельное программирование Специальность 010503. 65 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»
МО) информационных систем (ИС), программного обеспечения (ПО) и способов администрирования ис и сетей, программного обеспечения средств...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconТипы данных как инструмент повышения надежности и качества программного обеспечения информационных систем
В статье обсуждается вопросы качества и надежности программного обеспечения информационных систем. Рассматривается роль типов данных...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconРабочая программа дисциплины администрирование информационных систем Специальность 010503. 65 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»
Цель курса приобретение студентами знаний, формирование умений и навыков в области метрологии и оценки качества программного обеспечения...
Модернизация программного обеспечения сервера сектора информационных технологий на основе виртуальной машины vmware iconИстория развития методологии тестирования при разработке программного обеспечения”
Санкт Петербургский государственный университет информационных технологий механики и оптики
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница