VMware服務(wù)器虛擬化解決方案

1、VMware服務(wù)器虛擬架構(gòu)解決方案虛擬化解決方案 目 錄一、VMware解決方案概述31.1 VMware服務(wù)器整合解決方案31.2 VMware商業(yè)連續(xù)性解決方案51.3 VMware測試和開發(fā)解決方案8二、VMware虛擬化實(shí)施方案設(shè)計92.1 需求分析92.2 方案拓?fù)鋱D102.3 方案構(gòu)成部分詳細(xì)說明112.3.1 軟件需求112.3.2 硬件需求112.4 方案結(jié)構(gòu)描述112.4.1 基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)層112.4.2 應(yīng)用程序服務(wù)層132.4.3 虛擬應(yīng)用程序?qū)?82.4.4 VMware異地容災(zāi)技術(shù)192.5 方案帶來的好處222.5.1 大大降低TCO222.5.2 提高運(yùn)營效率24

2、2.5.3 提高服務(wù)水平242.5.4 舊硬件和操作系統(tǒng)的投資保護(hù)242.6 與同類產(chǎn)品的比較242.6.1 效率242.6.2 控制252.6.3 選擇25三、VMware 虛擬化桌面應(yīng)用實(shí)列263.1 拓?fù)鋱D263.2 方案描述263.3 方案效果27四、項(xiàng)目預(yù)算28一、VMware解決方案概述1.1 VMware服務(wù)器整合解決方案隨著企業(yè)的成長，IT部門必須快速地提升運(yùn)算能力以不同操作環(huán)境的新服務(wù)器形式而存在。因此而產(chǎn)生的服務(wù)器數(shù)量激增則需要大量的資金和人力去運(yùn)作，管理和升級。IT部門需要：· 提升系統(tǒng)維護(hù)的效率· 快速部署新的系統(tǒng)來滿足商業(yè)運(yùn)行的需要· 找

3、到減少相關(guān)資產(chǎn)，人力和運(yùn)作成本的方法VMWARE服務(wù)器整合為這些挑戰(zhàn)提供了解決方案。虛擬構(gòu)架提供前所未有的負(fù)載隔離，為所有系統(tǒng)運(yùn)算和I/O設(shè)計的微型資源控制。虛擬構(gòu)架完美地結(jié)合現(xiàn)有的管理軟件并在共享存儲（SAN）上改進(jìn)投資回報率。通過把物理系統(tǒng)整合到有VMWARE虛擬構(gòu)架的數(shù)據(jù)中心上去，企業(yè)體驗(yàn)到：· 更少的硬件和維護(hù)費(fèi)用· 空閑系統(tǒng)資源的整合· 提升系統(tǒng)的運(yùn)作效率· 性價比高，持續(xù)的產(chǎn)品環(huán)境整合IT基礎(chǔ)服務(wù)器運(yùn)行IT基礎(chǔ)應(yīng)用的服務(wù)器大多數(shù)是Intel構(gòu)架的服務(wù)器這一類的應(yīng)用通常表現(xiàn)為文件和打印服務(wù)器，活動目錄，網(wǎng)頁服務(wù)器，防火墻，NAT/DHCP服務(wù)器

4、等。雖然大多數(shù)服務(wù)器系統(tǒng)資源的利用率在1015，但是構(gòu)架，安全和兼容性方面的問題導(dǎo)致必須指定不同的物理平臺來運(yùn)行它們。管理，安裝補(bǔ)丁和添加安全策略將花去大量的時間。另外，服務(wù)器的衍生組件將導(dǎo)致設(shè)備，動力和散熱方面的成本上升。因?yàn)榈头?wù)器的利用率，低CPU的合并和中等I/O的要求，IT基礎(chǔ)服務(wù)器首選作為虛擬化和相關(guān)整合的候選者。虛擬化使得企業(yè)能實(shí)現(xiàn)：· 達(dá)到甚至超過每個CPU，4個負(fù)載的整合比率· 更便宜的硬件和運(yùn)作成本· 在服務(wù)器管理方面的重大改進(jìn)，包含添加，移動，變更，預(yù)制和重置· 基礎(chǔ)應(yīng)用將變得更強(qiáng)壯和災(zāi)難抵御能力整合重要應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)5個不同的企業(yè)

5、使用服務(wù)器軟件來大幅降低成本的實(shí)例，VMWARE出具了一份研究報告。使用服務(wù)器TCO模型來分類和計算成本，我們分析顯示VMWARE服務(wù)器軟件幫助這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)：· 減少2853的硬件成本· 減少7279的運(yùn)作成本· 減少2964的綜合成本客戶目標(biāo)：· 整合空閑服務(wù)器和存儲資源，為新項(xiàng)目重新部署這些資源· 提升運(yùn)作效率· 改進(jìn)服務(wù)器的管理靈活性· 通過零當(dāng)機(jī)維護(hù)改善服務(wù)等級· 標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)境和改進(jìn)安全· 災(zāi)難狀態(tài)下，減少恢復(fù)時間· 更少冗余的情況下，確保高可用性· 更有效的適應(yīng)動態(tài)商業(yè)的需求&

6、#183; 高級備份策略· 在技術(shù)支持和培訓(xùn)方面降低成本刀片服務(wù)器上的VMWARE軟件性能優(yōu)化新的諸如IBM刀片中心和HP ProLiant刀片P系列的刀片服務(wù)器長期致力于滿足企業(yè)IT主管的整合需求。刀片平臺提供改良的服務(wù)器管理性能和使運(yùn)作參數(shù)最優(yōu)化，例如減少預(yù)制，復(fù)雜線纜，動力和散熱等方面的開支，并節(jié)省機(jī)房空間。帶虛擬中心的VMWARE ESX服務(wù)器部署在刀片平臺上能改進(jìn)刀片的使用率和刀片效價比。除此之外，在預(yù)制新的軟件服務(wù)和維護(hù)現(xiàn)有的服務(wù)時，VMWARE軟件提供更大的靈活性和響應(yīng)能力。部署在刀片服務(wù)器上的VMWARE虛擬中心通過管理虛擬和實(shí)體主機(jī)，讓用戶連續(xù)的整合負(fù)載，進(jìn)而優(yōu)化硬

7、件使用率和降低成本。虛擬構(gòu)架把可用的硬件看成普通的資源池，因此，在資源規(guī)劃分配階段能確保靈活性。在某一負(fù)載達(dá)到峰值的情況下，任務(wù)能輕松地重新分配。預(yù)制一個新的負(fù)載無須部署一個新的刀片。除此之外，虛擬構(gòu)架幫助我們降低購買新刀片底座的成本。有了VMWARE您能：· 靈活而恰當(dāng)?shù)目刂颇?dāng)前的運(yùn)算能力· 由于更高的系統(tǒng)利用率，節(jié)省超過35的運(yùn)作成本· 使您的基礎(chǔ)構(gòu)架能實(shí)現(xiàn)按需動態(tài)預(yù)制，高可用性和靈活管理1.2 VMware商業(yè)連續(xù)性解決方案每年成百上千的全球數(shù)據(jù)中心遭遇重大的服務(wù)中斷。這些商業(yè)運(yùn)行將受到用戶錯誤，病毒，硬件故障和自然災(zāi)害等問題的影響。當(dāng)前商業(yè)連續(xù)性處于企業(yè)

8、IT策略的最前沿，并且從管理層到CEO的所有人都非常重視它。成功的商業(yè)連續(xù)性策略元素包含：· 應(yīng)用程序可用計劃· 包含監(jiān)控和平臺冗余的預(yù)防措施· 數(shù)據(jù)保護(hù)· 災(zāi)難恢復(fù)策略· 有效的人員計劃使用虛擬構(gòu)架，IT管理員能改進(jìn)商業(yè)連續(xù)性的所有方面，例如：· 由于主備服務(wù)器之間的硬件獨(dú)立性，使得災(zāi)難恢復(fù)更快而花費(fèi)不多· 排除計劃內(nèi)的硬件當(dāng)機(jī)，并明顯的減少計劃內(nèi)的軟件當(dāng)機(jī)· 管理所有虛擬機(jī)和監(jiān)控宿主機(jī)的單點(diǎn)控制技術(shù)· 為了實(shí)現(xiàn)捕捉和恢復(fù)，完全的把主機(jī)壓縮到文件里去· 簡化和可重復(fù)的自動程序基于虛擬機(jī)的集群冗

9、余簡化為了實(shí)現(xiàn)高可用性，企業(yè)使用中間軟件例如微軟和Veritas的集群軟件，把兩臺服務(wù)器綁定在一個熱備環(huán)境。即使運(yùn)行在服務(wù)器上的應(yīng)用程序有集群感知能力，萬一主服務(wù)器遭遇硬件或軟件錯誤，這樣的安排仍然會導(dǎo)致非應(yīng)用程序當(dāng)機(jī)。冗余能消除單點(diǎn)失敗。隨著IT對企業(yè)運(yùn)作而言變得更加重要，高水平的服務(wù)普遍成為企業(yè)的需求，越來越多的應(yīng)用則被要求高度可用。然而，為了實(shí)現(xiàn)如上所述的高可用性集群，就像很多服務(wù)器運(yùn)行應(yīng)用一樣，企業(yè)需要預(yù)備和管理兩次。有了虛擬化，IT管理員能在運(yùn)行重要應(yīng)用的實(shí)體機(jī)和同等配置的虛擬機(jī)上創(chuàng)建集群。在待機(jī)狀態(tài)下，虛擬機(jī)并不消耗計算機(jī)資源，并且能以非常高的比例整合到一個或幾個實(shí)體平臺上去。結(jié)果

10、，企業(yè)無須在硬件數(shù)量或管理和安裝補(bǔ)丁上投入雙倍的人力和物力，從而實(shí)現(xiàn)高可用性。冗余的方式將由2N變?yōu)镹+1。實(shí)體到虛擬的集群和實(shí)體到實(shí)體的集群一樣都支持同樣的集群軟件。同時，節(jié)省的成本能為更多的負(fù)載實(shí)現(xiàn)高可用性并簽署更多的高水平服務(wù)協(xié)議。無須原硬件的數(shù)據(jù)恢復(fù)大多數(shù)企業(yè)IT部門使用常用的備份軟件，例如Tivoli Storage Manager, Legato Networker, 或者Veritas NetBackup來創(chuàng)建數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序備份。既然備份策略能抵御用戶錯誤和某些情況下的軟硬件故障，比較長的恢復(fù)時間和多恢復(fù)點(diǎn)是能被接受的。然而，為了獲得備份所帶來的好處，企業(yè)必須確保數(shù)據(jù)確實(shí)能被恢復(fù)

11、。業(yè)余備份，專業(yè)恢復(fù)？為了測試數(shù)據(jù)恢復(fù)，IT管理員需要為每個已備份的主機(jī)提供一臺測試的失敗轉(zhuǎn)移服務(wù)器，安裝操作系統(tǒng)，安裝備份代理，嘗試在測試失敗轉(zhuǎn)移服務(wù)器上調(diào)整Windows注冊表和其他系統(tǒng)配置。如果系統(tǒng)調(diào)整成功，備份服務(wù)器和備份代理才能被用來測試數(shù)據(jù)恢復(fù)。預(yù)制新的服務(wù)器和調(diào)整Windows注冊表是一個漫長的手工過程并且有時并不可能。這樣，在不同的失敗轉(zhuǎn)移服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)是存在疑問的。這些問題將被虛擬失敗轉(zhuǎn)移硬件給解決了。此外，操作系統(tǒng)安裝，備份代理的安裝和Windows注冊表的調(diào)整只需做一次。此后，一個完整的已配置的VM模板將被存儲在VM模板庫內(nèi)。Vmware軟件能確保企業(yè)：·

12、為災(zāi)難后的測試和恢復(fù)，消除硬件資源方面的障礙· 避免系統(tǒng)和備份代理的安裝，用虛擬機(jī)模板來縮短恢復(fù)周期· 用標(biāo)準(zhǔn)的虛擬化硬件，使得災(zāi)難恢復(fù)更加可靠和可重復(fù)失敗轉(zhuǎn)移服務(wù)器的整合和自動化對于關(guān)聯(lián)在存儲域網(wǎng)（SAN）上重要應(yīng)用的部署，企業(yè)災(zāi)難恢復(fù)策略通常包含一個災(zāi)難恢復(fù)的熱站，這個站點(diǎn)有在主備之間的完全同步的數(shù)據(jù)復(fù)制。這種策略提供很少的恢復(fù)點(diǎn)對象（PRO）。然而，出于恢復(fù)時間對象（RTO）的考慮，恢復(fù)時間非常依賴于除了數(shù)據(jù)恢復(fù)之外的恢復(fù)實(shí)體服務(wù)器，操作系統(tǒng)，系統(tǒng)參數(shù)和應(yīng)用程序的能力。為了維持較少的恢復(fù)時間對象（RTO），硬件和系統(tǒng)的同一配置需要被維護(hù)在失敗轉(zhuǎn)移站點(diǎn)上。這樣的配置無論

13、在初始資本投入階段還是在項(xiàng)目運(yùn)作，升級，維護(hù)和支持階段費(fèi)用都是很昂貴的。這種方案的兩個明顯缺點(diǎn)在于預(yù)制了太多的新服務(wù)器以及通常沒有可能為數(shù)據(jù)恢復(fù)去調(diào)整Windows注冊表和對不同的失敗轉(zhuǎn)移服務(wù)器的其他系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置· 部署在整個企業(yè)內(nèi)的虛擬構(gòu)架能確保企業(yè)：· 避免在失敗轉(zhuǎn)移站點(diǎn)上停滯不前· 在主備站點(diǎn)上，從服務(wù)器整合角度來減少投入成本· 使恢復(fù)過程自動化，并實(shí)現(xiàn)存儲管理軟件的集成· 改進(jìn)恢復(fù)過程的可靠性1.3 VMware測試和開發(fā)解決方案CIO們一直處于如何進(jìn)一步縮短企業(yè)應(yīng)用程序開發(fā)和部署周期的壓力之下。在預(yù)算范圍內(nèi)，及時提供高質(zhì)量的軟件從

14、來就不是件容易的事?；诂F(xiàn)代的多層體系和操作系統(tǒng)，瀏覽器和防火墻的多版本，任務(wù)變得更加復(fù)雜了。在軟件開發(fā)過程中的一些問題包括：· 對有限硬件資源的爭奪· 不匹配的開發(fā)和生產(chǎn)環(huán)境· 不恰當(dāng)?shù)碾A段使得部署新應(yīng)用程序更具風(fēng)險· 分布式的開發(fā)團(tuán)隊(duì)之間的交流問題遷移開發(fā)和測試環(huán)境到虛擬構(gòu)架在更低的缺陷方面即刻得到明顯的改進(jìn)。VMWARE軟件把完整的測試平臺應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)壓縮到文件內(nèi)。這些文件能在實(shí)體主機(jī)之間被輕易的存儲，暫停，還原和傳遞。由于通過VMWARE軟件的隔離擔(dān)保，多虛擬測試平臺能運(yùn)行在同一個實(shí)體主機(jī)上而不互相影響。此外，虛擬構(gòu)架有許多為測試和開發(fā)環(huán)境而設(shè)

15、計的特定功能，例如系統(tǒng)快照，系統(tǒng)級的調(diào)試支持等有了VMWARE軟件，企業(yè)開發(fā)部門能：· 把單一的實(shí)體平臺劃分成一打隔離的開發(fā)環(huán)境· 精確的復(fù)制多模塊產(chǎn)品環(huán)境到虛擬機(jī)上去· 在不同的團(tuán)隊(duì)之間共享全部的環(huán)境· 在開發(fā)和測試周期內(nèi)，剔除反復(fù)配置的工作· 使一些以前需要手動干預(yù)的測試過程自動化· 在單一的實(shí)體平臺上模擬復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在同一物理硬件上運(yùn)行多操作系統(tǒng)VMWARE虛擬軟件能在單一的物理平臺上無限多的運(yùn)行完全隔離的系統(tǒng)環(huán)境。如果你是：· 一個運(yùn)行兩個以上分別運(yùn)行不同版本W(wǎng)indows或Linux系統(tǒng)的桌面主機(jī)程序員·

16、; 建立跨平臺分布式軟件的開發(fā)者· 由于構(gòu)建系統(tǒng)軟件和驅(qū)動程序需要，而導(dǎo)致每次程序崩潰都要重啟主機(jī)的開發(fā)人員· 頻繁地為測試，開發(fā)，試驗(yàn)而更改X86服務(wù)器和桌面資源的多微軟系統(tǒng)的工程管理員· 在有限硬件資源配置的多系統(tǒng)上測試和檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)測工程師· 由于缺少硬件資源而無法精確的再生客戶環(huán)境的技術(shù)支持專家· 在不同的系統(tǒng)上運(yùn)行核心級調(diào)試的程序員· 需要在不同現(xiàn)場。檢測產(chǎn)品的外表，質(zhì)地和功能的質(zhì)檢工程師單一實(shí)體平臺上配置開發(fā)環(huán)境現(xiàn)代企業(yè)軟件應(yīng)用從屬于協(xié)議設(shè)計，系統(tǒng)環(huán)境，版本沖突和硬件依賴的各種變化。如果所有都不是多層應(yīng)用的話，大多數(shù)需

17、要能在產(chǎn)品和開發(fā)下，帶分布式連通和配置的多個主機(jī)，這樣必將導(dǎo)致大量的基于X86平臺上的開發(fā)和測試應(yīng)用，例如網(wǎng)頁服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器或者數(shù)據(jù)庫難于管理。這些經(jīng)常被限定在一個固定的操作系統(tǒng)和軟件版本上，這樣使得他們得占據(jù)一個很大的空間。二、VMware虛擬化實(shí)施方案設(shè)計2.1 需求分析為了提高X86架構(gòu)服務(wù)器上的信息系統(tǒng)高可用性，保證信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)連續(xù)性，保證后臺數(shù)據(jù)的安全性，我們應(yīng)用VMware vSphere部署全新的虛擬化架構(gòu)。VMware vSphere 是業(yè)界首款云計算操作系統(tǒng)，它利用虛擬化的強(qiáng)大能力將數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)換為顯著簡化的云計算基礎(chǔ)架構(gòu)，使 IT 組織能夠利用內(nèi)部和外部資源，安全和低風(fēng)

18、險地提供新一代靈活可靠的 IT 服務(wù)。VMware vSphere 顯著降低了資本和運(yùn)營成本，在加強(qiáng) IT 服務(wù)交付控制的同時，還保留了在任何類型的操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和硬件、使用內(nèi)部托管或外部資源之間選擇的靈活性。有了為內(nèi)部和外部云計算提供基礎(chǔ)的 VMware vSphere，并使用聯(lián)邦和標(biāo)準(zhǔn)來連接內(nèi)部和外部云計算基礎(chǔ)架構(gòu)，各種規(guī)模的組織都能實(shí)現(xiàn)云計算的全部優(yōu)勢。圖表 1 虛擬化云平臺的設(shè)計結(jié)構(gòu)作為成熟的虛擬化技術(shù)，VMware vSphere對整體應(yīng)用體系架構(gòu)設(shè)計的改變很大，單從虛擬架構(gòu)角度來看，可以大致分為基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)層、應(yīng)用程序服務(wù)層和虛擬應(yīng)用程序?qū)?。但從管理運(yùn)維的角度來看，又可以分為基

19、礎(chǔ)架構(gòu)管理層、虛擬資源管理層和自動化服務(wù)管理層。2.2 方案拓?fù)鋱D2.3 方案構(gòu)成部分詳細(xì)說明該方案所涉及軟贏件清單2.3.1 軟件需求VMware vSphere 、VMware vCenter server。主要功能包括HA、vMotion、DRS、Fault Tolerance、DPM、Storage vMotion、vStorage Thin Provisioning (精簡配置)、Data Recovery、Update Manager、vShield Zone、Host Profile、vNetwork等等。2.3.2 硬件需求20臺IBM服務(wù)器、1臺普通PC Server、共享存

20、儲、FC SANIBM X3850配置至少為4顆4核CPU，32G內(nèi)存，配置雙硬盤RAID1，雙光纖HBA卡IBM X3650配置至少為2顆4核CPU，16G內(nèi)存, 配置雙硬盤RAID1，雙光纖HBA卡2.4 方案結(jié)構(gòu)描述2.4.1 基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)層基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)層是整個虛擬架構(gòu)的重要支撐，主要是將物理的資源，包括計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行虛擬化，提供一些虛擬化的基本單元，為整個架構(gòu)的虛擬化做好鋪墊，一般稱為：vCompute、vStorage和vNetwork。這部分的要點(diǎn)如下：對于vCompute，主要包括：Ø 計算資源的分配粒度；包括內(nèi)存和CPU的分配方式。能夠進(jìn)行分配的粒度

21、越細(xì)，往往效率越高，所以，內(nèi)存可以分配細(xì)化到MB，CPU分配可以細(xì)化到MHz。Ø 計算資源的動態(tài)調(diào)度；包括DRS和DPM。DRS（Distributed Resource Scheduler）就是分布式資源調(diào)度，虛擬機(jī)能夠在不同的物理服務(wù)器之間根據(jù)負(fù)載的均衡進(jìn)行自動調(diào)度，這是資源（CPU和內(nèi)存）動態(tài)調(diào)度的重要指標(biāo)。DPM(Distributed Power Manager)是電源的動態(tài)管理模塊，也是最近虛擬化領(lǐng)域的重要技術(shù)。DPM可以讓服務(wù)器在負(fù)載較低的時候進(jìn)行進(jìn)一步的動態(tài)整合，從而大量節(jié)能。Ø Hypervisor是服務(wù)器虛擬化的基石；目前，瘦Hypervisor已經(jīng)成為

22、虛擬化行業(yè)的重要趨勢，通過Hypervisor的瘦化，可以降低虛擬化本身的超載，降低虛擬化本身的資源消耗，從而提升整個虛擬化系統(tǒng)的性能。對于vStorage，主要包括：Ø VMware vStorage Virtual Machine File System (VMFS)；虛擬化平臺中集群文件系統(tǒng)是構(gòu)建虛擬化高可用的重要基礎(chǔ)技術(shù)，通過虛擬化集群文件系統(tǒng)，可以確保進(jìn)行虛擬環(huán)境交叉訪問時，保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。Ø 卷增長；卷的動態(tài)成長可以實(shí)現(xiàn)磁盤卷的在線擴(kuò)展，為服務(wù)器虛擬化提供強(qiáng)大的存儲虛擬支持能力，滿足存儲卷的按需擴(kuò)展。Ø Storage vMotion；可以實(shí)

23、現(xiàn)存儲遷移時應(yīng)用不需要停機(jī)，這是存儲虛擬化和服務(wù)器虛擬化結(jié)合的范例，成為服務(wù)器虛擬化的標(biāo)準(zhǔn)配置功能。Ø Thin Provisioning ；（vStorage精簡配置）的具體實(shí)現(xiàn)見下圖，最大的好處是提高存儲的利用率，降低存儲的成本超過50。圖表 2 vStorage 精簡配置示意圖對于vNetwork，主要包括：Ø 虛擬網(wǎng)卡；是為了滿足同一服務(wù)器上多個虛擬機(jī)而建立的，是服務(wù)器虛擬化的重要基石，今天市場上的虛擬化軟件都可以提供這個能力。Ø vNetwork虛擬交換機(jī)；可以在虛擬機(jī)和物理機(jī)之間提供第 2 層連接性，其功能包括：n 虛擬局域網(wǎng)分段（有助于簡化網(wǎng)絡(luò)）、流

24、量隔離以及改進(jìn)的可管理性 n 內(nèi)置的網(wǎng)卡綁定（有助于提高可用性）以及物理網(wǎng)絡(luò)資源的負(fù)載平衡 n 流速限制，有助于增強(qiáng)對物理網(wǎng)絡(luò)流量的控制Ø vNetwork分布式交換機(jī)；主要是進(jìn)一步簡化虛擬化環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)管理而實(shí)現(xiàn)的，可在數(shù)據(jù)中心級別提供集中和聚合的虛擬網(wǎng)絡(luò)，從而簡化并增強(qiáng)虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)。2.4.2 應(yīng)用程序服務(wù)層應(yīng)用程序服務(wù)器層是為虛擬化平臺上應(yīng)用系統(tǒng)的可用性、安全性和可擴(kuò)展性進(jìn)行服務(wù)的，是整個虛擬化架構(gòu)中最為重要的組成部分之一。因此，這個層次的服務(wù)也相當(dāng)豐富，也需要相當(dāng)成熟的經(jīng)驗(yàn)才能保證整個虛擬化的成功；換句話說，只有虛擬化平臺足夠強(qiáng)壯，才能夠作為云計算的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺。應(yīng)用程序的可用

25、性主要包括：Ø vMotion；平臺管理模塊要能提供VMotion功能，可以方便的時間虛擬機(jī)不停機(jī)的從一臺PC服務(wù)器遷移到另外一臺，從而避免“多個雞蛋放到一個籃子”可能造成的顧慮。下面的圖示大概描述了vMotion功能實(shí)現(xiàn)；圖表 3 vMotion實(shí)現(xiàn)原理Ø 平臺管理要能提供高可用解決方案，如HA、FT容錯功能，確保虛擬機(jī)的可用性。下面圖示了HA和FT功能機(jī)理；圖表 4 VMware HA功能示意圖使用 VMware HA 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效、獨(dú)立于硬件和操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序可用性。圖表 5 VMware Fault Tolerance 容錯技術(shù)功能示意圖使用VMware Faul

26、t Tolerance（容錯技術(shù)）可以實(shí)現(xiàn)完整的業(yè)務(wù)連續(xù)性，當(dāng)有硬件發(fā)生故障之時，可以保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行，而不需要中斷應(yīng)用系統(tǒng)。VMware Fault Tolerance（容錯技術(shù)）提供了迄今為止，最高級別的業(yè)務(wù)連續(xù)性保障，可以花費(fèi)最小的代價得到最高的可靠性要求。Ø NIC/HBA卡的Teaming也是服務(wù)器虛擬化的最基本需求，就是通過多網(wǎng)卡和多HBA卡，保證網(wǎng)絡(luò)和存儲訪問的冗余性，一旦任何網(wǎng)卡或者HBA卡故障，都不會引起虛擬機(jī)的服務(wù)中斷；Ø 當(dāng)然，虛擬平臺的備份和恢復(fù)也是需要考慮的，要能兼容傳統(tǒng)的備份和容災(zāi)方案，包括VERITAS、Legato、IBM、HP、CA、

27、Commvault等的備份方案等。應(yīng)用程序的安全性包括：Ø 盡量壓縮Hypervisor本身的代碼，容量降低到50MB以下，以降低Hypervisor本身受攻擊的可能性；Ø VMsafe；提供Hypervisor級的病毒防范接口，允許第三方廠商進(jìn)行開發(fā)接口，從底層直接進(jìn)行病毒的防范和截殺。下圖示例了VMsafe API的方式提供第三方安全接口的示例；Ø 圖表 6 VMsafe實(shí)現(xiàn)機(jī)理示意圖Ø vSheild Zone；提供動態(tài)安全防火墻，確保系統(tǒng)在虛擬化平臺上遷移時，安全策略能夠動態(tài)遷移，確保系統(tǒng)安全的靈活性。下圖是動態(tài)防火墻vSheild Zone的實(shí)

28、現(xiàn)機(jī)理示意。圖表 7 vSheild Zone實(shí)現(xiàn)機(jī)理示意圖Ø VMware Distributed Resource Scheduler (DRS) ；動態(tài)地實(shí)現(xiàn)服務(wù)器資源負(fù)載平衡，以根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級向正確的應(yīng)用程序提供正確的資源，從而讓應(yīng)用程序可以根據(jù)需要壓縮或增長。圖表 8 VMware DRS動態(tài)資源調(diào)配示意圖Ø VMware Data Recovery 為小型環(huán)境中的虛擬機(jī)提供簡單、經(jīng)濟(jì)高效、無代理的備份和恢復(fù)。圖表 9 VMware Data Recovery 備份機(jī)制VMware Data Recovery 備份模塊具有以下一些特性：n 虛擬機(jī)的無代理、基于磁盤

29、的備份和恢復(fù) ；n 虛擬機(jī)或文件級別的恢復(fù)；n 增量備份和消除重復(fù)數(shù)據(jù)以節(jié)約磁盤空間；n 為虛擬機(jī)提供快速、簡單和完整的數(shù)據(jù)保護(hù) ；n 通過 vCenter 實(shí)現(xiàn)集中式管理 ；n 經(jīng)濟(jì)高效的存儲管理 。Ø 應(yīng)用程序的可擴(kuò)展性包括：CPU、內(nèi)存的熱添加和磁盤、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的熱添加和刪除，從而確保整個虛擬化平臺具有足夠的彈性。這也成為虛擬化平臺靈活性的重要指標(biāo)，許多應(yīng)用場景都可以從這個特性中獲益。圖表 10 虛擬機(jī)的可擴(kuò)展性2.4.3 虛擬應(yīng)用程序?qū)覸Mware vSphere 包括對 vApp 的支持，vApp 是包含一個或多個虛擬機(jī)的邏輯實(shí)體，它使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開放虛擬化格式來指定和封裝多

30、層應(yīng)用程序的所有組件，以及與該應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)的操作策略和服務(wù)級別。圖表 11 vApp 功能示意圖虛擬應(yīng)用程序?qū)又饕菓?yīng)用的打包模式的變革，傳統(tǒng)的應(yīng)用必須要進(jìn)行安裝才可以使用，通過VMware虛擬化技術(shù)，用戶可以更為便捷的部署應(yīng)用，比如將應(yīng)用系統(tǒng)當(dāng)作文件的方式進(jìn)行訪問。這實(shí)際上有兩個趨勢，一是應(yīng)用本身的虛擬化，二是應(yīng)用虛擬設(shè)備化。應(yīng)用的虛擬化就是讓任何應(yīng)用都能通過單個或一組文件進(jìn)行封裝，便于應(yīng)用的遷移和快速部署；應(yīng)用的設(shè)備虛擬化就是將應(yīng)用開發(fā)限制到某一特點(diǎn)環(huán)境，完成的應(yīng)用通過虛擬機(jī)的方式提供給用戶，方便了用戶的快速部署使用，減少了用戶安裝過程出現(xiàn)的問題。當(dāng)然，并不是要求應(yīng)用都必須進(jìn)行這兩種改造

31、才可以運(yùn)行在虛擬化平臺上，實(shí)際上應(yīng)用可以和原來的應(yīng)用方式完全一樣運(yùn)行在虛擬平臺上，應(yīng)用的用戶甚至都不知道該應(yīng)用是運(yùn)行在實(shí)體服務(wù)器還是虛擬機(jī)里面。只所以要進(jìn)行應(yīng)用虛擬化，就是想進(jìn)一步簡化應(yīng)用的運(yùn)行維護(hù)。2.4.4 VMware異地容災(zāi)技術(shù)（可選部分）容災(zāi)部分不包含在本期項(xiàng)目之中，在這里僅作為一個備選項(xiàng)，希望用戶專家和領(lǐng)導(dǎo)了解虛擬化的容災(zāi)技術(shù)。當(dāng)前基于容災(zāi)的設(shè)計是以業(yè)務(wù)連續(xù)性為目標(biāo)的, 這就意味著如果某一套系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難, 容災(zāi)中心需要能夠自動的啟動并且連續(xù)工作, VMware平臺上的應(yīng)用都是包含操作系統(tǒng)整體，并且是以文件形式存在且脫離具體硬件的, 所以容災(zāi)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)并不需要類似以往的復(fù)雜的物理環(huán)

32、境搭建。不論是各生產(chǎn)系統(tǒng)還是容災(zāi)中心，只要是具備虛擬化能力的數(shù)據(jù)中心，都可以方便的部署異地虛擬化容災(zāi)。以下就介紹VMware的容災(zāi)技術(shù)。VMWARE容災(zāi)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的容災(zāi)系統(tǒng)一樣也是涉及到兩個關(guān)鍵的參數(shù)：RPO和RTO1. RTO，Recover Time Object，恢復(fù)時間指標(biāo)，是指當(dāng)災(zāi)難發(fā)生后，生產(chǎn)系統(tǒng)需要多長時間能夠恢復(fù)生產(chǎn)，它是衡量企業(yè)在災(zāi)難發(fā)生后多長時間能重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)的指標(biāo)。2. RPO，Recover Point Object，恢復(fù)點(diǎn)指標(biāo)，是指災(zāi)難發(fā)生后，容災(zāi)系統(tǒng)能把數(shù)據(jù)恢復(fù)到災(zāi)難發(fā)生前的哪一個時間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，它是衡量企業(yè)在災(zāi)難發(fā)生后會丟失多少生產(chǎn)數(shù)據(jù)的指標(biāo)。據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)SHARE

33、78的定義，災(zāi)難恢復(fù)解決方案可根據(jù)以上的主要問題所達(dá)到的程度而分為七級，即從低到高有七種不同層次的災(zāi)難恢復(fù)解決方案，具體可根據(jù)企業(yè)數(shù)據(jù)的重要性以及需要恢復(fù)的速度和程度 ，來設(shè)計選擇并實(shí)現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)計劃。一個完善的容災(zāi)系統(tǒng)主要包括三個層次：數(shù)據(jù)容災(zāi)，應(yīng)用容災(zāi)和網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)；兩個級別：本地高可用性（HA、Fault Tolerance或者備份），異地容災(zāi)。1. 數(shù)據(jù)容災(zāi)就是指建立一個異地的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)是本地關(guān)鍵應(yīng)用數(shù)據(jù)的一個同步或異步復(fù)制。 2. 應(yīng)用容災(zāi)是在數(shù)據(jù)容災(zāi)的基礎(chǔ)上，在異地建立一套完整的與本地生產(chǎn)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)膫浞輵?yīng)用系統(tǒng)（可以是互為備份），在災(zāi)難情況下，遠(yuǎn)程系統(tǒng)迅速接管業(yè)務(wù)運(yùn)行。3. 網(wǎng)絡(luò)容

34、災(zāi)是指在災(zāi)難發(fā)生后，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)完成正確的遷移后，將訪問應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量正確的導(dǎo)向遠(yuǎn)程的容災(zāi)系統(tǒng)。4. 本地高可用性可通過高可靠性的集中存儲，高可靠性的虛擬計算體系為客戶提供本地高可用性。應(yīng)用級別的容災(zāi)可通過VMWARE體系實(shí)現(xiàn)，具有如下特點(diǎn)：n 對物理主機(jī)及虛擬機(jī)的完整保護(hù) ；n 與VMware ESX Server完全集成 ；n 7×24小時備份及可用性，集成VMware ESX Server提供持續(xù)可用性 ；n 通過最新的完整備份，從虛擬機(jī)恢復(fù)系統(tǒng)及服務(wù) ；n 利用VMware Converter為不同規(guī)格的服務(wù)器提供快速恢復(fù) ；n 三個簡單步驟，完成物理主機(jī)到虛擬機(jī)（P2V）

35、轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)在線P2V轉(zhuǎn)換，立即啟動備份服務(wù)器直接升級到遠(yuǎn)程容災(zāi)機(jī)制 ；n 直接將完整VMware系統(tǒng)及數(shù)據(jù)復(fù)制到災(zāi)備中心 ,有效利用硬件資源；n 利用VMware SRM快速實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)間的切換 ；n 利用存儲的Snapmirror技術(shù)最大化網(wǎng)絡(luò)效率，實(shí)現(xiàn)存儲級別的硬件級數(shù)據(jù)傳輸。VMware實(shí)現(xiàn)異地數(shù)據(jù)中心容災(zāi)的解決方案主要是提供 Site Recovery Manager（SRM）產(chǎn)品，Site Recovery Manager可自動執(zhí)行并簡化災(zāi)難恢復(fù)計劃的管理和執(zhí)行工作，幫助您擺脫傳統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)中的諸多不便。由于 VMware Site Recovery Manager 省去了復(fù)雜的手動恢復(fù)

36、步驟，能夠?qū)謴?fù)計劃執(zhí)行無中斷測試，并且可以自動執(zhí)行恢復(fù)過程，因此能夠在整個數(shù)據(jù)中心高效地進(jìn)行災(zāi)難恢復(fù)。VMware Site Recovery Manager 還有助于進(jìn)行數(shù)據(jù)中心的計劃內(nèi)故障切換，例如數(shù)據(jù)中心遷移。VMware Site Recovery Manager 與 VMware Infrastructure、VMware VirtualCenter 及其它主要存儲供應(yīng)商提供的存儲備份軟件緊密集成，讓災(zāi)難恢復(fù)變得快捷、可靠、經(jīng)濟(jì)，而且便于管理。這樣，災(zāi)難恢復(fù)便不存在任何風(fēng)險和后顧之憂，還可將所有重要的系統(tǒng)和應(yīng)用程序納入保護(hù)之列。圖表 12 VMware SRM容災(zāi)示意圖Ø

37、 災(zāi)難恢復(fù)管理 利用存儲供應(yīng)商認(rèn)證的集成功能,查找并顯示受存儲備份保護(hù)的虛擬機(jī);直接在 VirtualCenter中創(chuàng)建及管理恢復(fù)計劃;利用定制腳本擴(kuò)展恢復(fù)計劃;監(jiān)視遠(yuǎn)程站點(diǎn)的可用性，并提示用戶可能會發(fā)生的站點(diǎn)故障;存儲、查看和導(dǎo)出測試結(jié)果，并在 VirtualCenter中執(zhí)行故障切換;利用基于角色的訪問控制方法來控制對恢復(fù)計劃的訪問。Ø 無中斷測試 利用存儲快照功能執(zhí)行恢復(fù)測試，而不會丟失備份數(shù)據(jù);將虛擬機(jī)連接至現(xiàn)有的隔離網(wǎng)絡(luò)，以便進(jìn)行測試;自動執(zhí)行恢復(fù)計劃;定制針對不同測試情況的恢復(fù)計劃;完成故障切換測試之后，自動清除測試環(huán)境。Ø 自動執(zhí)行故障切換只要按一下按鈕，用戶

38、即可從VirtualCenter中執(zhí)行恢復(fù)計劃；利用領(lǐng)先的存儲供應(yīng)商為其備份平臺創(chuàng)建的適配器，自動提升備份的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，以便在恢復(fù)情況下使用；執(zhí)行用戶定義的腳本，并可在恢復(fù)過程中暫停；重新配置虛擬機(jī)的IP地址，使其與故障切換站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)配置相符；在VirtualCenter中管理和監(jiān)視恢復(fù)計劃的執(zhí)行情況。2.5 方案帶來的好處2.5.1 大大降低TCO· 通過服務(wù)器整合，控制和減少物理服務(wù)器的數(shù)量，明顯提高每個物理服務(wù)器及其CPU的資源利用率， 從而降低硬件成本。· 降低運(yùn)營和維護(hù)成本， 包括數(shù)據(jù)中心空間、機(jī)柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本等。經(jīng)過目前統(tǒng)計，2路CPU的服

39、務(wù)器約85臺左右，基本上都是IBM的服務(wù)器，借鑒DELL官方提供的功率的參考：部署虛擬化前部署虛擬化前類型服務(wù)器數(shù)量額定功率服務(wù)器數(shù)量額定功率2顆CPU85550W20675W因此，部署VMware虛擬化方案之前，每年的電費(fèi)支出是：虛擬化前電費(fèi)支出0.67×0.8元/度×（85×0.55千瓦）×24小時/天×365天/年21.95萬/年部署VMware虛擬化方案之后，每年的電費(fèi)支出是：虛擬化后電費(fèi)支出0.67×0.8元/度×（20×0.675千瓦）×24小時/天×365天/年6.34萬/年通過部

40、署VMware虛擬化方案，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器直接電力消耗每年的電費(fèi)節(jié)約為：21.95萬/年6.34萬/年15.6萬/年。數(shù)據(jù)中心冷卻系統(tǒng)的電力消耗一般來說，數(shù)據(jù)中心消耗的電能絕大部分全部變成了熱能，因此，服務(wù)器硬件的額定功率基本相當(dāng)于熱能輸出功率。此外，根據(jù)在惠普公司實(shí)驗(yàn)室做出的結(jié)果，每1瓦的散熱需要消耗0.8瓦的電能來進(jìn)行冷卻。(我們將此定義為負(fù)載參數(shù)L)?；谝陨蠑?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心的冷卻能耗可進(jìn)行如下推算：部署VMware虛擬化方案之前，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的冷卻成本為：虛擬化前冷卻電費(fèi)支出0.8×0.8元/度×1.25×1.25×（85×0.55千瓦）

41、×0.8×24小時/天×365天/年32.76萬元/年虛擬化后冷卻電費(fèi)支出0.8×0.8元/度×1.25×1.25×（20×0.675千瓦）×0.8×24小時/天×365天/年9.46萬元/年虛擬化后冷卻電費(fèi)節(jié)約32.76萬元/年9.46萬元/年23.3萬元/年虛擬化后總體電費(fèi)節(jié)約15.6萬元/年23.3萬元/年38.9萬元/年。此項(xiàng)支出節(jié)約僅為直接的電力資源節(jié)省，還不包括周邊設(shè)備減少帶來的電力資源節(jié)約（如：UPS、交換機(jī)等設(shè)備的減少）。2.5.2 提高運(yùn)營效率· 加快新服務(wù)器和應(yīng)用的部署，大大降低服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時間。· 主動地提前規(guī)劃資源增長，這樣對客戶和應(yīng)用的需求響應(yīng)快速，不需要象以前那樣，需要長時間的采購流程，然后進(jìn)行嘗試。· 不需要象以前那樣，硬件維護(hù)需要數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和1 - 3小時維護(hù)窗口，現(xiàn)在可以進(jìn)行快速的硬件維護(hù)和升級。· 所有單機(jī)的應(yīng)用，在部署了虛擬化后，將不再出現(xiàn)單點(diǎn)故障，確保了