论邮政应用系统的服务器整合及复用

邮政业务已经步入信息化、网络化、集中化的时代，随着业务不断发展，各类应用系统不断增多，为保证系统可靠、高效、安全地运行，各系统配有独立的备份服务器，但是服务器利用率不高，导致财力、物力的浪费。为使企业降低运营成本、维护成本和发展成本，提高经济效益，应用系统的服务器整合及复用需要引起更多关注。

　　1 目前邮政应用系统中服务器的类型

　　目前邮政各系统应用的三种服务器中，塔式服务器功能非常强大，而且单机价格最低，性价比最高，但其扩展性较差，属于通用服务器类型。机架式和刀片式服务器均在空间占用上有较大优势，且扩展性能优越。与机架式服务器相比，刀片式服务器的冗余性和可升级性能更强，同时总体成本也较低。从总体来说，刀片式服务器比机架式服务器的性价比更高，在三种服务器中处于中等位置。

　　2 应用系统服务器现状分析

　　无锡区邮政生产网(以下简称生产网)是与所有营业网点实时相连形成邮政业务处理的传输网络，目前整个生产网投入运行的服务器共52台，有18台机架式服务器，14台塔式服务器，2台工控机，其余18台均为PC机。由此看来，机架式服务器和塔式服务器在整个生产网中占主导地位。下面从不同角度详细分析其使用及日常运行情况。

　　2.1 从使用率方面分析

　　生产网32台服务器中有9台只作单纯的备机使用，服务器的使用率是72%;工控机一主一备，使用率为50%;作服务器用的18台PC机有2台只作单纯的备机，使用率是89%.如果将这些设备统称为应用服务器，那么应用服务器的使用率仅为77%.若将空闲的23%的设备利用起来，使其不仅作为一个应用系统备机，同时又作为其它系统的主用机，将大大提高生产网服务器的使用率。

　2.2 从操作系统方面分析

　　生产网共有52台应用服务器，其中使用Unix操作系统的有23台，使用Windows操作系统的有15台，使用Linux操作系统的有12台，使用IBMAIX操作系统的有2台，所占比例见图1。如果综合考虑操作系统和数据库，生产网安装数据库的服务器共25台，占总数的49%，其中Unix操作系统安装数据库的有11台，Linux操作系统安装数据库的有6台，Windows操作系统安装数据库的有6台，IBM AIX操作系统安装数据库的有2台，所占比例见图2。

　　图1 各操作系统所占比例

　　图2 安装数据库的操作系统所占比例

　　2.3 从日常运行系统资源占用率方面分析

　　2006年3月至2007年3月，业务高峰期的主要服务器系统资源平均利用率情况见表1。

　　表1 主要服务器业务高峰期系统资源平均利用率情况

　　从表1中的数据可以看出，这些服务器在业务高峰期的系统资源使用率也较低，可利用空间很大。

　　综合以上三方面分析，生产网有23%的服务器闲置，操作系统主要是Unix、Linux和Windows，系统资源利用率较低，距省邮政公司制定的应用系统日常运行指标(文件系统使用率小于80%、数据库空间使用率小于80%)还有较大空间。可见，提高服务器使用率，充分利用服务器的系统资源，就可以达到降低运营、维护成本的目的。

　3 充分利用服务器资源的建设思想

　3.1 将具有相同操作系统的应用服务器合并

　　以中间业务终端前置服务器和中间业务服务器的合并为例，这两台服务器操作系统都是Unix，终端前置服务器没有安装数据库，而中间业务服务器安装了Informix数据库，使用的应用软件也大体相同，合并的可行性非常高。终端前置服务器采用DELL GX520 PC机作服务器用，其系统配置和高峰平均利用率见表2。而中间业务服务器采用的是IBM X445系列机架式服务器，其系统配置和高峰平均利用率见表3。中间业务服务器是机架式服务器，其稳定性、可靠性、可扩展性比仅采用普通PC机的中间业务终端前置服务器性能高出很多，更适合中间业务系统7*24小时工作的要求。如果将中间业务终端前置服务器中运行的应用系统合并到中间业务服务器上运行，系统性能将达到表4所示的利用率，完全符合应用系统日常运行指标。此外还要考虑操作系统用户数的限制，中间业务终端前置服务器是205个用户的操作系统，在高峰期使用系统的平均用户数是38，而中间业务服务器的用户数只有15个，只要在中间业务服务器上增加100个用户的License，使其用户数达到115个，即可满足合并要求。最后，在中间业务服务器上安装终端前置服务器需要的软件并进行相应配置，中间业务服务器就完全能承担终端前置服务器的工作。此方法同样适用于安装了相同操作系统不同数据库的两台服务器的合并。

　　表2 中间业务终端前置服务器系统配置及高峰平均利用率

　　表3 中间业务服务器系统配置及合并前后高峰平均利用率

　　以上应用系统采用了中间件Tuxedo进行客户端/服务器端的通信和事务控制。Tuxedo支持多种硬件、操作系统和数据库平台，并保证在不同的平台上具有一致的函数调用接口，通过访问控制机制，对操作员、系统管理员和客户不同级别的用户采取用户分组概念进行管理，允许每个服务动态地设置优先级，从而保证优先级高的服务得到尽快处理。还提供不同级别的数据压缩和加密功能，降低网络负载并保证网络数据安全，提高网络传输速率。对应用服务器进行整合或合并后，余下的服务器或PC机就可以投入别的应用系统，从而节约企业的成本开支。

　　另一方面，随着邮政信息化进程的不断推进，企业正在逐步淘汰塔式服务器，越来越多地使用机架式服务器和刀片式服务器以节省机房空间。从企业发展看，机架式服务器和刀片式服务器不仅在节省空间上占很大优势，在利用已有的机架式或刀片式服务器进行整合及复用来发展新业务、降低成本投入方面也不可小觑。

　3.2 机架式服务器的整合及复用

　　机架式服务器一般都有较多的内存插槽和标准外设、标准接口，具有RAID功能、冗余功能，不仅单个服务器可以很容易地提高性能(如内存、I/O容量等)，而且可以通过服务器集群或者外接扩展柜的方式进行有效扩展。例如，生产网的中间业务服务器原来是HP塔式服务器，随着业务量的不断增大，2005年换成了两台IBM X445机架式服务器，该机的内存容量最高可达64GB，并且可选的RXE-100远程扩充口最多可另外提供12个Active PCI-X插槽，不必完全升级系统就可获得3倍的I/O容量。如果单个服务器性能的提高不能满足新应用的要求，那么通过基本的4路服务器模块之间的互连，这两台就可以扩展成一台8路服务器来使用，从而大大减少企业的成本投入。

　3.3 刀片式服务器的整合及复用

　　刀片式服务器比机架式服务器更节省空间，更适用于高密度计算机环境，而且能耗低，如IBM刀片式服务器最高可节省40%的电量。刀片服务器在向上扩展和向外扩展方面均具有创新性，添加新服务器一般只需将新的单处理器或多处理器刀片服务器插入机箱的开放式托架中即可。由于每块刀片可运行不同的系统为指定客户群服务，因而更适于业务多样性发展;也可以通过系统软件将多个刀片集合成一个服务器集群，满足新业务的更高要求。而且刀片服务器的采购成本要比同等数量的机架式服务器低。因此，刀片式服务器节省空间、便于集中管理、易于扩展的特点，有利于降低企业运营中的后期采购成本、人员维护和管理成本及服务器运行的能耗成本。

　4 备份与恢复

　　服务器整合后对备份与恢复的要求更高，备份包括应用系统的备份，即服务器容错技术和应用数据的备份，这两种技术不可互相替代，但又都不可或缺，共同保证着系统的正常运转和数据的完整。

4.1 服务器容错方案

4.1.1 带有数据库且提供不间断服务系统的容错

　　系统带有数据库且提供的应用服务是不间断的，对数据完整性和一致性要求较高，例如中间业务系统、银证通系统、电子化支局系统等。这种系统一般采用双机热备份，如图3所示。

　　图3 双机热备份图

　　主机A和主机B是同一型号、同一配置的服务器，每台主机配置两块网卡，一块用来使两台服务器主机集群内部的“心跳”同步，另一块用于服务器与局域网的连接，两台服务器共享SCSI总线的磁盘阵列。两台服务器的操作系统各自安装在自己的本地硬盘中，需要共享的数据库和应用系统则安装在共享的磁盘阵列中。磁盘阵列采用高性能的RAID磁盘阵列，这种磁盘阵列安全性高、速度快且容量大，一般由两块以上的小容量硬盘组成，数据文件和数据的奇偶校验码随机分布在所有磁盘上，某一硬盘的数据可从其它硬盘的数据中恢复。当主用机出现宕机时，备用机通过心跳网线就能检测到，这时双机切换软件就启动切换程序，磁盘阵列由备用机接管，并将备用机上的数据库及应用服务启动起来，完成切换工作。

　4.1.2 不含数据库应用系统的容错

　　不带数据库的应用系统虽然也提供不间断服务，但由于没有数据库，对系统的可靠性要求就不如前一种高，一般采用双机冷备份。两台机器的硬件配置不要求完全一样，只要满足应用服务的要求即可，但是系统软件、应用软件要完全一样。平时一台提供应用服务，另一台待机，当主用机发生问题时，只要手工启动备用机就可以完成双机切换。在这种情况下，两个系统的主、备用机就可以互为备份提高资源利用率。例如储蓄终端前置服务器和中间业务终端前置服务器，这两个操作系统完全一样，将各自的应用软件都装至对方的服务器上，当储蓄终端前置服务器发生问题时，将网点终端配置指向中间业务终端前置服务器即可，同理，当中间业务终端前置服务器发生问题时也可这样解决。

　　刀片式服务器也是采用与塔式或机架式同样的容错方案。由于刀片式服务器的组件中已经集成了以太网控制器与交换机等网络设备，实现起来更简单。

　4.2 应用数据备份方案

　　应用数据备份的目的就是将整个系统的数据和状态保存下来，不仅可以挽回硬件设备损坏带来的损失，也可挽回系统错误和人为恶意破坏造成的损失。数据备份主要有三种方式： 完全备份：对整个服务器系统进行备份，包括操作系统和数据库。特点是数据最全面、最完整、所需时间最长，但恢复时间最短，最可靠。

　　增量备份：只备份上次备份以后有变化的数据，特点是备份时间较短，占用空间较少，但恢复时间长。

　　差分备份：只备份上次完全备份以后有变化的数据，特点是备份时间较长，占用空间较多，但恢复时间较快。

　　由于目前的数据量不是很大，日常采用的是完全备份，也可采用完全备份加差分备份相结合的办法，即每周选一天做完全备份，其余做差分备份。

5 应用服务器发展展望

　　5.1 单核遭淘汰，多核唱主角

　　在2006年基本淘汰了单核产品后，英特尔、AMD都在2008年推出了多核处理器，把服务器性能指标带到一个新高度，而由于单核处理器的逐步停产，2008年服务器已全面进入多核化。

　5.2 刀片式服务器进入技术及应用成熟期

　　在多核、低功耗技术的推动下，刀片式服务器产品将从最初追求高密度的第一代刀片，发展到强调整体综合性能、高生产力的第二代刀片产品。刀片式服务器将以更高密度、敏捷式部署和维护、全方位监控管理、高可扩展性、高可用性为发展重点，成为与机架式服务器并驾齐驱的成熟的主流产品。

　　5.3 虚拟计算技术在部件、系统及应用级的全面发展

　　Microsoft的Virtual Server、Vmware的Vmware Workstation、Xensource的Xen、IBM的hypervisor技术、Intel的Vanderpool和Silvervale、AMD的Pacifica、SUN的Solaris Zone、HP的三层虚拟化规范等虚拟化技术和虚拟化产品在系统、部件及应用级全面发展，带来更高的部件及系统级利用率，带来具有透明负载均衡、动态迁移、故障自动隔离、系统自动重构的高可靠服务器应用环境，以及更为简洁、统一的服务器资源分配管理模式。

　　5.4 服务器安全进一步向一体化融合

　　内外网隔离、统一身份认证、访问控制、分布式入侵检测、流量分析、应用层及传输层加密传输协议、主动防护等技术，将催生一体化的服务器安全框架，从而打造从物理层到应用层的全方位、多层次、立体的服务器应用安全计算环境。

作者信息：杨雯（1976～）,女，江苏无锡市邮政局，工程师，主要从事邮政信息系统维护开发研究。