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用虛擬化技術(shù)構(gòu)建新一代數(shù)據(jù)中心 中國惠普有限公司企業(yè)計算與專業(yè)服務(wù)部陳武勝 2006年6月23日 2 內(nèi)容提綱 傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的缺陷和挑戰(zhàn)新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)構(gòu)建新一代7x24自動化數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)HPVSE虛擬服務(wù)器環(huán)境用戶建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心的途徑實現(xiàn)步驟管理模式 3 內(nèi)容提綱 傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的缺陷和挑戰(zhàn)新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)構(gòu)建新一代7x24自動化數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)HPVSE虛擬服務(wù)器環(huán)境存儲虛擬化用戶建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心的途徑實現(xiàn)步驟管理模式 4 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的IT資源配置模式 煙囪式 結(jié)構(gòu) 機房設(shè)施 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和存儲網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)器1 服務(wù)器2 服務(wù)器3 服務(wù)器n 應(yīng)用1 應(yīng)用2 應(yīng)用3 應(yīng)用n 部門A 部門B 部門Z 5 傳統(tǒng) 煙囪式 數(shù)據(jù)中心的缺陷 缺陷1 據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的平均使用率低于30 但仍有相當(dāng)數(shù)量的服務(wù)器無法滿足其服務(wù)水平目標(biāo)缺陷2 一個新應(yīng)用的部署需要歷經(jīng)預(yù)算 采購 安裝測試 上線等過程 周期長達(dá)數(shù)周至數(shù)月 難以及時響應(yīng)業(yè)務(wù)需求缺陷3 服務(wù)器數(shù)量和管理成本與應(yīng)用數(shù)量呈線性關(guān)系 IT管理和成本壓力巨大 大量未能利用的處理能力 處理能力不足的服務(wù)器 6 資源利用率低下的原因 為應(yīng)付少量峰值負(fù)載而過度配置服務(wù)器 7 冰山模式 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的成本支出結(jié)構(gòu) 看的見的花費 30 預(yù)算用于新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和新應(yīng)用開發(fā) 看不見的花費 70 預(yù)算用于現(xiàn)有設(shè)施維護(hù)和人員支出 問題 如何節(jié)省運營性支出把預(yù)算更多地用于IT基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)新 8 內(nèi)容提綱 傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的缺陷和挑戰(zhàn)新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)構(gòu)建新一代7x24自動化數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)HPVSE虛擬服務(wù)器環(huán)境用戶建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心的途徑實現(xiàn)步驟管理模式 9 建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心的推動力 IT必須與業(yè)務(wù)成長同步 滿足業(yè)務(wù)需要 降低成本 提高IT投資回報 10 如何及時應(yīng)對業(yè)務(wù)需求變化 如何降低成本 提高投資回報 新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)的三大問題 如何保持穩(wěn)定的服務(wù)水平 11 新一代數(shù)據(jù)中心的價值定義和目標(biāo) 24x7持續(xù)運行 用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品構(gòu)建 自動供應(yīng)和優(yōu)化資源 支持絕大多數(shù)應(yīng)用的公共計算環(huán)境和服務(wù) 建設(shè)目標(biāo)降低IT運營成本迅速滿足業(yè)務(wù)需求保證高服務(wù)水平 12 內(nèi)容提綱 傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的缺陷和挑戰(zhàn)新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)構(gòu)建新一代7x24自動化數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)HPVSE虛擬服務(wù)器環(huán)境用戶建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心的途徑實現(xiàn)步驟管理模式 13 自動化 虛擬化 安全 系統(tǒng)平臺和支持服務(wù) 實現(xiàn)新一代數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵因素 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心 新一代數(shù)據(jù)中心 關(guān)鍵支持因素 高成本煙囪式IT 低成本共享IT資源池 24x7自動運行 電源和冷卻 統(tǒng)一管理 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)高伸縮性IT支持服務(wù) 高能效比的計算方式 內(nèi)置安全機制和主動式安全防護(hù) 資源的池化和優(yōu)化 容易共享 根據(jù)業(yè)務(wù)需要自動調(diào)整資源分配 統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施管理 HPIntegrity服務(wù)器HPProliant服務(wù)器HPStorageWorks存儲 HP專業(yè)電源和冷卻解決方案 HPVSE虛擬服務(wù)器環(huán)境 HPVirtualServerEnvironment 14 系統(tǒng)平臺 最完整的服務(wù)器和存儲產(chǎn)品線 Application ProLiantDL ML500series ProLiantBLp Class AlphaServerESseries NonStopS76series rp8420 32 rp7420 16 Database NonStopS76000 S88000 AlphaServerSCseries ProLiantDL700series AlphaServerGSseries IntegritySuperdome HP9000Superdome Multi OS Integrityrx8620 Integrityrx7620 rp4440 8 AlphaServerDSseries ProLiantBLe Class ProLiantDL ML100 300series rp3440 4 Access Integrityrx5670 Integrityrx2620 Integrityrx4640 SANInfrastructure Software Media Options XPseries MSLseries TapeAutoloaderseries Tapedrivefamilies CASA NASfamily ESLseries EVAseries Opticalfamily MSAfamily VAseries StorageWorks Integrityrx1620 rp3410 2 rp4410 4 15 電源管理和冷卻解決方案 模塊化冷卻系統(tǒng)電源分配管理通用機架系統(tǒng)Integrity服務(wù)器電源和冷卻保障系統(tǒng)SmartCooling服務(wù) 消除機房熱點 16 虛擬化技術(shù)及其對用戶的影響 Virtualizationtechnologieswillenablehigherutilizationrates By2008 serverutilizationratescouldimprovefrom25 onaveragetodaytomorethan40 onaverage Businesseswillnotbeabletoignorethistrend thecostbenefitswillbetoogreat TomBittman Real TimeEnterprisedemandsaReal TimeInfrastructure GartnerSymposium October2004 17 HP虛擬服務(wù)器環(huán)境 VSE 的目標(biāo) 應(yīng)用負(fù)載被封裝在獨立的虛擬服務(wù)器環(huán)境中運行應(yīng)用只需要安裝一次就能在整個數(shù)據(jù)中心內(nèi)任何服務(wù)器上運行資源被自動分配給所需要的應(yīng)用負(fù)載在必要情況下 應(yīng)用負(fù)載會被自動轉(zhuǎn)移到資源更充足或可靠性更高的虛擬服務(wù)器上用單一的管理視圖管理所有虛擬和物理服務(wù)器 虛擬和物理存儲系統(tǒng)和應(yīng)用負(fù)載 18 HP虛擬服務(wù)器 VSE 環(huán)境構(gòu)成 HPSystemsInsightManager 物理資源虛擬化 節(jié)點代理發(fā)送性能信息 VSE信息過濾 分類 底層資源配置信息 公共管理平臺 自動資源分配 智能控制 自動資源發(fā)現(xiàn)事件通知集中存儲圖形 文字界面 鑒于身份的安全機制分布執(zhí)行工具定義Webservice 高可用技術(shù) 分區(qū)技術(shù) 按用付費 ServiceguardServiceguardStorageMgmtSuiteMetroclusterContinentalclusters nPartitionsvPars IntegrityVirtualMachinesSecureResourcePartitions InstantCapacityTemporaryInstantCapacityPayPerUse 自動資源調(diào)整指令 VirtualizationManager WorkloadManager CapacityAdvisor 資源配置 自動控制 資源規(guī)劃 19 多種分區(qū)技術(shù) nParnOSimagewithHWfaultisolationDedicatedCPURAM I O 分隔度高 靈活性好 節(jié)點 vPar2OS SWfaultisolationDedicatedCPU RAM HardPartition1 HardPartition2 vPar1OS SWfaultisolationDedicatedCPU RAM ApplicationnGuaranteedcomputeresources sharesorpercentages 硬件分區(qū)nPartition 單一服務(wù)器內(nèi)多個分區(qū) 獨立物理服務(wù)器 單一OS 單一物理服務(wù)器 虛擬分區(qū)vPar HPIntegrity虛擬機 單個硬件分區(qū)內(nèi)多個虛擬分區(qū)或虛擬機 安全資源分區(qū)SecureResourcePartitions 同一OS內(nèi)多個應(yīng)用隔離區(qū) nPar1OSimagewithHWfaultisolationDedicatedCPURAM I O nPar2OSimagewithHWfaultisolationDedicatedCPURAM I O nPar3 Application3 Application2Guaranteedcomputeresources sharesorpercentages Application1Guaranteedcomputeresources sharesorpercentages 20 硬件分區(qū)nPartitions 多個分區(qū)可提高資源利用率電氣隔離的分區(qū)可實現(xiàn)在線維修和升級同一服務(wù)器同時運行多個操作系統(tǒng) Unix Windows Linux OpenVMS同一操作系統(tǒng)不同版本同一版本操作系統(tǒng)不同PatchLevel提高可用性不同分區(qū)間硬件和軟件故障隔離不同分區(qū)間實現(xiàn)雙機或多機高可用集群 16 1 1 4 統(tǒng)一服務(wù)器上多個相互間電氣隔離的分區(qū) 最小分配單位為單元板 Unixv1 Unixv2 Linux Windows 21 軟件分區(qū) vPar 和虛擬機 VirtualMachine 在單一服務(wù)器或硬件分區(qū)內(nèi)運行多個OS映像 提高資源利用率提高靈活性多個獨立OS映像不同分區(qū)間動態(tài)CPU遷移提高應(yīng)用隔離度軟件和應(yīng)用安全隔離OS隔離獨立配置修改和重啟 22 利用虛擬機 VM 實現(xiàn)應(yīng)用快速部署和遷移 Host IntegrityVM platformOS Host IntegrityVM platformOS VM要求的專門配置 Kernel參數(shù)Patchlevels支撐軟件 VM可以在一個系統(tǒng)上停止 然后在另一個系統(tǒng)上重啟 而配置參數(shù)不變 開發(fā)系統(tǒng) ex rx2600 2 QA系統(tǒng) ex rx8620 32 Recommendedsetup SymboliclinksoneachsystemtoVM accesseddisks physicaldisksharedbetweenhostsNFSmounttosamediskforstorageofVMspecificruntimeinfosuchasEFIsettings kernellaunchoptions andIPMIeventsMovementwithinthesamesubnetsoIPaddresscanbemaintained 23 HP虛擬服務(wù)器環(huán)境構(gòu)成 HPSystemsInsightManager 物理資源虛擬化 節(jié)點代理發(fā)送性能信息 VSE信息過濾 分類 底層資源配置信息 公共管理平臺 自動資源分配 智能控制 自動資源發(fā)現(xiàn)事件通知集中存儲圖形 文字界面 鑒于身份的安全機制分布執(zhí)行工具定義Webservice 高可用技術(shù) 分區(qū)技術(shù) 按用付費 ServiceguardServiceguardStorageMgmtSuiteMetroclusterContinentalclusters nPartitionsvPars IntegrityVirtualMachinesSecureResourcePartitions InstantCapacityTemporaryInstantCapacityPayPerUse 自動資源調(diào)整指令 VirtualizationManager WorkloadManager CapacityAdvisor 資源配置 自動控制 資源規(guī)劃 24 Time ITcost 即時永久增容InstantCapacity Time ITcost 臨時增容TemporaryInstantCapacity Time ITcost 按用付費 租賃 Payperuse HP提供3種不同的按用付費模式 25 負(fù)載管理器 gWLM 實現(xiàn)處理器資源調(diào)配 分區(qū)1 未激活iCAPCPU 正常CPU 分區(qū)2 分區(qū)1 分區(qū)2 分區(qū)1 分區(qū)2 情況1 在不增加總處理器資源的情況下滿足不同應(yīng)用的資源需求 26 多個應(yīng)用負(fù)載疊加可以節(jié)約總處理資源 不同應(yīng)用負(fù)載的峰值并不同時發(fā)生 兩個峰值負(fù)載為8CPU的應(yīng)用疊加后 其最大負(fù)載只有12CPU 而不是16CPU 27 負(fù)載管理器 gWLM 實現(xiàn)臨時增容 分區(qū)1 未激活iCAPCPU 正常CPU 分區(qū)2 分區(qū)1 分區(qū)2 分區(qū)1 分區(qū)2 情況1 在不增加總處理器資源的情況下滿足不同應(yīng)用的資源需求 臨時激活CPU TiCAP容量 即將提供跨不同服務(wù)器的CPU容量分配能力 28 用臨時增容TiCAP實現(xiàn)低成本 永久處理器滿足穩(wěn)定的工作負(fù)載 臨時增容TiCAP滿足尖峰負(fù)載 永久處理器 TiCAP增容處理器 29 HP虛擬服務(wù)器環(huán)境構(gòu)成 HPSystemsInsightManager 物理資源虛擬化 節(jié)點代理發(fā)送性能信息 VSE信息過濾 分類 底層資源配置信息 公共管理平臺 自動資源分配 智能控制 自動資源發(fā)現(xiàn)事件通知集中存儲圖形 文字界面 鑒于身份的安全機制分布執(zhí)行工具定義Webservice 高可用技術(shù) 分區(qū)技術(shù) 按用付費 ServiceguardServiceguardStorageMgmtSuiteMetroclusterContinentalclusters nPartitionsvPars IntegrityVirtualMachinesSecureResourcePartitions InstantCapacityTemporaryInstantCapacityPayPerUse 自動資源調(diào)整指令 VirtualizationManager WorkloadManager CapacityAdvisor 資源配置 自動控制 資源規(guī)劃 30 HP虛擬化資源管理器 VirtualizationManager 自動發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有資源 單一視圖上管理所有物理和虛擬資源 31 HP全局負(fù)載管理器 GlobalWorkloadManager 數(shù)據(jù)中心的大腦 自動監(jiān)視數(shù)據(jù)中心內(nèi)所有應(yīng)用負(fù)載 根據(jù)預(yù)定的服務(wù)水平策略實時調(diào)整資源分配 32 HP容量規(guī)劃器 CapacityAdvisor 自動分析歷史數(shù)據(jù) 提供容量規(guī)劃建議自動生成資源分配策略 33 HPSystemsInsightManager管理所有的數(shù)據(jù)中心資源 HPStorage系統(tǒng)管理 HPIntegrity服務(wù)器管理 HPProLiant服務(wù)器管理 HPOpenView及其他企業(yè)級管理工具 HPClientManager HPWebJetadmin 3rdParty Custom HPSystemsInsightManager 核心管理服務(wù) 多種OS HP統(tǒng)一基礎(chǔ)架構(gòu)管理工具 SystemsInsightManager 物理和虛擬基礎(chǔ)設(shè)施 34 采用虛擬服務(wù)器環(huán)境 VSE 的優(yōu)勢 系統(tǒng)整合 資源虛擬化 自動供應(yīng)與主流應(yīng)用Oracle SAP等預(yù)集成 成倍提高資源利用率根據(jù)應(yīng)用負(fù)載動態(tài)調(diào)度資源保持高服務(wù)水平資源調(diào)度策略與高可用性功能緊密集成 自動排列優(yōu)先級按使用付費只在需要時激活額外的處理能力 35 存儲資源虛擬化 SAN存儲虛擬化系統(tǒng)HPStorageWorks200 將多臺異構(gòu)的存儲系統(tǒng)整合成單一大型存儲池支持惠普 HDS IBM和EMC陣列可實現(xiàn)所有本地數(shù)據(jù)復(fù)制 異地復(fù)制 透明數(shù)據(jù)遷移 主機 HPMSA HPMSA HPXP IBM HDS HPEVA EMC SVS200 36 標(biāo)準(zhǔn)化 模塊化的構(gòu)建模塊 數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)格化StorageWorks存儲網(wǎng)格 處理能力 存儲容量 通訊 智能單元 解剖處理能力內(nèi)存存儲容量通訊組件 37 利用存儲網(wǎng)格實現(xiàn)RISS文件歸檔平臺 RISS范圍管理應(yīng)用的語義提供統(tǒng)一的視圖計算和存儲資源 電子郵件 文檔管理 生命周期管理安全受保護(hù)保留訪問控制高可用性防止竄改可管理性 SOAP SOAP SMTP SMTP 存儲 API接口 Storagesmartcells存儲聰明細(xì)胞 無瓶頸無單點故障 38 Active活躍 應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲虛擬化 面向數(shù)據(jù)庫的HPRIM IdentifyInactiveData確定不活躍的數(shù)據(jù)RelocateInactiveDatatoArchive將不活躍的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至存檔RetainAccess保持可訪問性 Inactive不活躍 History歷史 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫瘦身 39 自動化 虛擬化 安全 IT系統(tǒng)和服務(wù) HP完整的新一代數(shù)據(jù)中心方案 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心 新一代數(shù)據(jù)中心 關(guān)鍵支持因素 24x7自動運行 系統(tǒng) HPBladeSystemHPProLiantserversHPIntegrityserversHPStorageWorks WANAccelerator ClusteredGateway服務(wù) AgilityAssessmentFactoryExpressC IservicesTechnologyServicesManagedServicesEducation TrainingFinancingservices 軟件SystemsInsightManagerHPEssentials ProLiant Integrity StorageHPOpenView InfrastructureMgmt ServiceDesk AssetMgmt服務(wù) ITServiceMgmtInfrastructureMgmtDataCenterMgmtOpenViewservices 系統(tǒng) VirusThrottlingVulnerability PatchMgmtHP UX11isecurity Securepartitions IntrusionDetectionProCurveIdentityMgr軟件 HPOpenView Identitymgmt Accesscontrol Federatedaccess服務(wù) SecurityGov MgmtITSecurityAssessmentSecurityEd Training 系統(tǒng) VirtualMachineMgmtIntegrityVirt MachineVirtualServerEnv t CapacityAdvisorServiceguardGlobalInstantCapacityStorageWorks Ent VirtualArray ExternalstorageXP ReferenceInfoStorageSystem服務(wù) VirtualizationservicesFlexibleComputingprovisioningservicesAdaptiveNetworkArchitecture 系統(tǒng) HPBladeSystemMgmtVirtualServerEnv tautomationHPStorageEssentialsAutoStoreHPOpenView ConfigurationMgmt ServiceActivator服務(wù) AutomationservicesIntegratedServiceManagementRemotemonitoringandmgmt Missioncriticalsupport 電源和冷卻 系統(tǒng) ModularCoolingSystemPowerDistributionUnit PDU MgmtUniversalRackinfrastructureIntegritypowerandthermalregulation服務(wù) DataCenterdesign power coolingThermalModelingEnvironmentalRemoteMgmt 管理 40 內(nèi)容提綱 傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的缺陷和挑戰(zhàn)新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)構(gòu)建新一代7x24自動化數(shù)據(jù)中心的核心技術(shù)HPVSE虛擬服務(wù)器環(huán)境用戶建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心的途徑實現(xiàn)步驟管理模式 41 Gartner對IT基礎(chǔ)架構(gòu)的成熟度評價體系 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 基于服務(wù) 基于業(yè)務(wù)策略 資源集中 優(yōu)化 未優(yōu)化 標(biāo)準(zhǔn)化 虛擬化 IT組織 能幫助企業(yè)IT向右轉(zhuǎn)變的供應(yīng)商將主宰市場 Source Gartner 42 如何實現(xiàn)新一代數(shù)據(jù)中心 HP的階段定義 適應(yīng)性架構(gòu) 提升效率 穩(wěn)固基礎(chǔ)架構(gòu) 硬件 軟件基礎(chǔ)設(shè)施簡化和標(biāo)準(zhǔn)化改善和統(tǒng)一管理工具 基礎(chǔ)資源池化管理物理和虛擬資源 使IT資源與業(yè)務(wù)應(yīng)用緊密協(xié)調(diào)將IT基礎(chǔ)架構(gòu)封裝成服務(wù)加以管理 平臺整合和優(yōu)化 資源虛擬化和共享 應(yīng)用需求和資源供應(yīng)自動鏈接 VSE產(chǎn)品家族涵蓋全部3個階段的需求 43 HP可以幫助用戶實現(xiàn)新一代數(shù)據(jù)中心 適應(yīng)性架構(gòu) 提升效率 穩(wěn)固基礎(chǔ)架構(gòu) 平臺整合和優(yōu)化 資源虛擬化和共享 應(yīng)用需求和資源供應(yīng)自動鏈接 數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu) 技術(shù) 數(shù)據(jù)中心運維模式 人員和流程 HP服務(wù)解決方案 共享與虛擬化 標(biāo)準(zhǔn)化 整合與獨立資源 與業(yè)務(wù)動態(tài)鏈接 共享IT服務(wù) 面向服務(wù)的基礎(chǔ)服務(wù) 公用IT服務(wù) 系統(tǒng)整合IT基礎(chǔ)架構(gòu)基礎(chǔ)管理業(yè)務(wù)連續(xù)性和可用性人員培訓(xùn) 共享服務(wù)與SOA虛擬化能力IT服務(wù)管理基礎(chǔ)架構(gòu)和軟件生命周期管理企業(yè)級IT整合服務(wù)外包 遷移及優(yōu)化服務(wù) 服務(wù)自動化公用服務(wù)基于業(yè)務(wù)策略的工作負(fù)載管理容量規(guī)劃戰(zhàn)略性外包服務(wù) 44 新一代數(shù)據(jù)中心的管理革新 需要新技術(shù) 更需要新觀念 資源與應(yīng)用動態(tài)配備資源由IT部門統(tǒng)一規(guī)劃 采購 分配 業(yè)務(wù)部門使用服務(wù)水平SLA資源屬性標(biāo)準(zhǔn) 通用 容易改變和共享 資源與應(yīng)用固定對應(yīng)資源歸業(yè)務(wù)部門所有 由業(yè)務(wù)部門計劃 采購 使用資源屬性專有 難以改變和共享 45 SharedApplicationServerUtility SharedDatabaseUtility HP的新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)實例 SASU SDU 46 SharedAp