網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)改造方案

網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器升級方案2012年8月第1章 背景當前，隨著信息化建設(shè)在力度、廣度、深度和頻度方面的不斷拓展，越來越多的新技術(shù)、新成果被廣泛應(yīng)用于企業(yè)、政府的信息化建設(shè)中來。本次 網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器升級改造，就是在這一大環(huán)境下，將負載均衡、服務(wù)器虛擬化等技術(shù)應(yīng)用到 信息化改造中，提高整體信息化效率。1.1 負載均衡由于目前現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的各個核心部分隨著業(yè)務(wù)量的提高，訪問量和數(shù)據(jù)流量的快速增長，其處理能力和計算強度也相應(yīng)地增大，使得單一的服務(wù)器設(shè)備根本無法承擔。在此情況下，如果扔掉現(xiàn)有設(shè)備去做大量的硬件升級，這樣將造成現(xiàn)有資源的浪費，而且如果再面臨下一次業(yè)務(wù)量的提升時，這又將導致再一次硬件升級的高額成本投入，甚至性能再卓越的設(shè)備也不能滿足當前業(yè)務(wù)量增長的需求。為有效的解決上述問題，負載均衡被引進了現(xiàn)代化企業(yè)、政府的信息化建設(shè)。負載均衡技術(shù)通過軟件或硬件的設(shè)置，將負載（工作任務(wù)）進行平衡、分攤到多個操作單元上進行執(zhí)行，例如Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其它關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器等，從而共同完成工作任務(wù)，提高服務(wù)器工作效率，降低投入成本。1.2 服務(wù)器虛擬化技術(shù)服務(wù)器虛擬化技術(shù)，是將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務(wù)器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務(wù)器，業(yè)務(wù)應(yīng)用不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實現(xiàn)服務(wù)器整合，讓IT對業(yè)務(wù)的變化更具適應(yīng)力。第2章 需求分析本次網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器系統(tǒng)改造升級，主要需求包括以下幾個方面：1、外網(wǎng)鏈路負載均衡升級在原有網(wǎng)絡(luò)接口處，建設(shè)鏈路負載均衡，將政務(wù)外網(wǎng)（4M帶寬）和電信網(wǎng)絡(luò)（50M帶寬）做成鏈路級的負載均衡；2、服務(wù)器負載均衡升級為 原有的20多臺前端應(yīng)用服務(wù)器添加負載均衡設(shè)備，形成服務(wù)器負載均衡；3、服務(wù)器虛擬化新購置6臺服務(wù)器，同時為保障后續(xù)服務(wù)器虛擬化設(shè)計，服務(wù)器CPU必須支持虛擬化技術(shù)；4、購置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括1臺三層交換機，3臺二層交換機。第3章 建設(shè)方案3.1 建設(shè)目標本次 網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器系統(tǒng)改造建設(shè)項目，將主要涉及網(wǎng)絡(luò)出口升級、服務(wù)器系統(tǒng)升級等建設(shè)內(nèi)容，主要建設(shè)目標如下：1、通過對網(wǎng)絡(luò)出口部分的升級改造，在基于網(wǎng)絡(luò)安全、保密性的基礎(chǔ)上，進一步提升 局域網(wǎng)絡(luò)外網(wǎng)接入的性能和穩(wěn)定性，從而提高工作人員的辦公效率；2、通過對服務(wù)器端的升級，提升服務(wù)器資源的應(yīng)用支撐能力，同時為后續(xù) 服務(wù)器系統(tǒng)的虛擬化建設(shè)打好基礎(chǔ)。3.2 建設(shè)原則1.統(tǒng)籌規(guī)劃本次系統(tǒng)改造，應(yīng)以民政系統(tǒng)整體信息化建設(shè)為著眼點，統(tǒng)籌規(guī)劃，總體設(shè)計，保障 信息化系統(tǒng)的功能完善、標準統(tǒng)一。2.整合資源鑒于本次系統(tǒng)建設(shè)是對 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器的升級改造，因此在建設(shè)過程中，應(yīng)充分依托 現(xiàn)有的各類設(shè)備及業(yè)務(wù)系統(tǒng)，合理有效整合資源，防止重復建設(shè)，降低建設(shè)費用。3.技術(shù)可靠本次項目建設(shè)過程中應(yīng)注重系統(tǒng)設(shè)備的可靠性、實用性和先進性，采用符合當前發(fā)展趨勢的先進技術(shù)，并充分考慮技術(shù)的成熟性。3.3 總體設(shè)計3.3.1 鏈路負載均衡網(wǎng)絡(luò)出口改造部分，目前 網(wǎng)絡(luò)有4M的電子政務(wù)外網(wǎng)和50M的電信互聯(lián)網(wǎng)接口，本次改造通過新增負載均衡設(shè)備，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)出口，提高 網(wǎng)絡(luò)性能。根據(jù) 實際應(yīng)用，我們考慮本次鏈路負載均衡部分，采用雙機單線串聯(lián)的模式設(shè)計負載均衡，一方面雙機模式能夠有效的提高網(wǎng)絡(luò)冗余能力，提升網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，另一方面單線串聯(lián)模式，網(wǎng)絡(luò)拓撲較為簡潔，易于故障定位、排查和運維管理。網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如下圖所示：在以上面的拓撲結(jié)構(gòu)進行組網(wǎng)，負載均衡設(shè)備處于兩組交換機中間，使用單條鏈路進行鏈接，形成整體的串行結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)的訪問流向均先經(jīng)過上層交換機，通過上層交換機進入負載均衡設(shè)備，根據(jù)負載均衡實施的負載均衡策略對流量進行負載均衡，經(jīng)過下層交換機到達相應(yīng)的服務(wù)器，返回的數(shù)據(jù)流亦然。從拓撲圖中我們可以看到鏈路負載均衡的這種連接方式無論在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及數(shù)據(jù)流走向方面都比較清晰有序。在可靠性方面兩臺負載均衡互為主備模式，同時可以探測上下兩層交換機狀態(tài)，一旦檢測到對應(yīng)的交換機出現(xiàn)故障，負載均衡可以及時進行主備切換，保證應(yīng)用業(yè)務(wù)的持續(xù)性。3.3.2 服務(wù)器負載均衡服務(wù)器資源端負載均衡設(shè)備，目前 服務(wù)器群約有20臺服務(wù)器，通過新購置負載均衡設(shè)備，可以有效提高服務(wù)器應(yīng)用承載量，保障服務(wù)器穩(wěn)定性。根據(jù) 實際應(yīng)用，我們考慮本次服務(wù)器負載均衡部分，采用雙鏈路并聯(lián)的模式設(shè)計負載均衡，一方面并聯(lián)模式能夠快速、有效的接入已有網(wǎng)絡(luò)，另一方面并聯(lián)接入模式對于服務(wù)器資源，可清晰判斷進出數(shù)據(jù)流或者不同的業(yè)務(wù)類型數(shù)據(jù)流。部署網(wǎng)絡(luò)拓撲如下圖所示：通過上面的拓撲圖，不同的業(yè)務(wù)類型的數(shù)據(jù)流在不同的鏈路上進行傳輸，這樣的結(jié)構(gòu)能夠使業(yè)務(wù)分類更加清晰，便于日常的流量觀察及維護，甚至進行流量捕獲分析，在相關(guān)業(yè)務(wù)出現(xiàn)問題后，可以有較清晰的思路加以研究，及時解決問題，保證應(yīng)用業(yè)務(wù)的可用性。在可靠性上由于是雙鏈路實現(xiàn)了不同業(yè)務(wù)或者不同數(shù)據(jù)流走向的區(qū)分，一旦某條鏈路出現(xiàn)故障，將會導致其中某一業(yè)務(wù)或者某一流向的業(yè)務(wù)中斷，在負載均衡的冗余模式下，我們可以配置對每條鏈路的探測，當其中一條鏈路出現(xiàn)故障后，負載均衡設(shè)備可立即進行切換，保證應(yīng)用業(yè)務(wù)的持續(xù)性。3.3.3 服務(wù)器選型本次 網(wǎng)絡(luò)及服務(wù)器系統(tǒng)升級改造建設(shè)，需要采購6臺服務(wù)器，為后續(xù)虛擬化的服務(wù)器應(yīng)用做準備。由于本次服務(wù)器將主要作為后續(xù)虛擬化應(yīng)用的基礎(chǔ)，而虛擬化軟件的收費方式往往是按照服務(wù)器數(shù)量、CPU數(shù)量收取，因此CPU選擇上應(yīng)考慮采用多核心、支持主流虛擬化技術(shù)的CPU，從而節(jié)省投資，提高效率；在內(nèi)存的分配上，一般根據(jù)CPU核心數(shù)按1：2或者1：4的比例選擇內(nèi)存；硬盤方面至少采用雙硬盤的模式，通過RAID模式提高服務(wù)器穩(wěn)定性；另外服務(wù)器配置應(yīng)采用雙電源冗余模式，并至少提供3年原廠保修服務(wù)。本方案推薦的IBM 3850X5，選用2顆E7-4820 8C CPU，主頻頻率2Ghz，并配備8*4Gb內(nèi)存，利用虛擬化軟件可提供48臺2C 4Gb的虛擬化服務(wù)器服務(wù)能力，能夠充分滿足 當下應(yīng)用需求。第4章 投資預算本次項目改造總體預算約195萬元，詳細預算見下表：項目型號配置數(shù)量報價總價服務(wù)器IBM 3850X5配置2顆Intel Xeon E7-4820 2GHz 18MB Cache；8*4GB DDR3 內(nèi)存；ServerRAID M5015陣列卡，支持RAID5（512MB緩存,不帶電池）；6*300GB SAS硬盤；集成雙千兆以太網(wǎng),DVD光驅(qū),冗余電源,三年7*24保修6操作系統(tǒng)Windows 2008 Server61000060000鏈路負載均衡F5 BIG-LTM-16006個千兆端口（含2個千兆光口和4個千兆電口）；雙核CPU，主頻1.8GHz；內(nèi)存4GB, 支持RamCache；存儲介質(zhì)160GB ；最大并發(fā)會話數(shù)8,000,000；流量吞吐量單向750Mbps；VLAN個數(shù)4096；4層性能60,000 connection/second；7層性能40,000 connection/second；支持的虛擬服務(wù)器數(shù)量 VIP40,0002服務(wù)器負載均衡F5 BIG-LTM-16006個千兆端口（含2個千兆光口和4個千兆電口）；雙核CPU，主頻1.8GHz；內(nèi)存4GB, 支持RamCache；存儲介質(zhì)160GB ；最大并發(fā)會話數(shù)8,000,000；流量吞吐量單向750Mbps；VLAN個數(shù)4096；4層性能60,000 connection/second；7層性能40,000 connection/second；支持的虛擬服務(wù)器數(shù)量 VIP40,0002核心交換機華為S9303三層以太網(wǎng)交換機；背板帶寬 1228Gbps；包轉(zhuǎn)發(fā)率：540MPPS；交換容量: 720G；支持RIP、OSPF、ISIS、BGP 等IPv4 動態(tài)路由協(xié)議；支持RIPng、OSPFv3、ISISv6、BGPv4 等IPv6 動態(tài)路由協(xié)議；本次配備4個萬兆以太網(wǎng)光接口，48個百兆/千兆以太網(wǎng)光接口1接入交換機華為S5728千兆以太網(wǎng)交換機， 10/100/1000Mbps,交換方式：存儲-轉(zhuǎn)發(fā) 背板帶寬:256