數(shù)據(jù)中心虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案

1、數(shù)據(jù)中心虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案前言隨著新應(yīng)用新服務(wù)的不斷推出，作為硬件平臺的基礎(chǔ)，服務(wù)器的需求量、維護(hù)量迅速增加，原來管理模式已跟不上要求，服務(wù)器的整合迫在眉睫。本方案主要通過虛擬化技術(shù)來實現(xiàn)服務(wù)器資源的整合，提高服務(wù)器硬件資源利用率并簡化管理和減低總體擁有成本。在此基礎(chǔ)之上，給出了如何在虛擬環(huán)境下保證業(yè)務(wù)的可持續(xù)性運行的解決方案。目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc288731469 PAGEREF _Toc288731469 h 1 HYPERLINK l _Toc288731470 服務(wù)器整合建議書 PAGEREF _Toc288731470 h 1 HY

2、PERLINK l _Toc288731471 前言 PAGEREF _Toc288731471 h 2 HYPERLINK l _Toc288731472 1當(dāng)前服務(wù)器硬件平臺現(xiàn)狀和面臨的問題 PAGEREF _Toc288731472 h 4 HYPERLINK l _Toc288731473 1.1當(dāng)前服務(wù)器硬件平臺現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc288731473 h 4 HYPERLINK l _Toc288731474 1.2面臨的問題 PAGEREF _Toc288731474 h 4 HYPERLINK l _Toc288731475 2方案設(shè)計 PAGEREF _Toc2887

3、31475 h 5 HYPERLINK l _Toc288731476 2.1概述 PAGEREF _Toc288731476 h 5 HYPERLINK l _Toc288731477 2.2 總體方案介紹 PAGEREF _Toc288731477 h 5 HYPERLINK l _Toc288731478 硬件系統(tǒng)建議： PAGEREF _Toc288731478 h 6 HYPERLINK l _Toc288731479 2.3 方案構(gòu)成詳細(xì)說明 PAGEREF _Toc288731479 h 7 HYPERLINK l _Toc288731480 2.3.1 虛擬架構(gòu)主體部分VMwa

4、re vSphere 4配置說明 PAGEREF _Toc288731480 h 7 HYPERLINK l _Toc288731481 2.3.2. SAN集中存儲實現(xiàn)虛擬服務(wù)器的文件共享 PAGEREF _Toc288731481 h 8 HYPERLINK l _Toc288731482 2.3.3. 虛擬架構(gòu)環(huán)境的集中管理、自動化及優(yōu)化運行 PAGEREF _Toc288731482 h 8 HYPERLINK l _Toc288731483 、虛擬架構(gòu)環(huán)境的整合備份 PAGEREF _Toc288731483 h 9 HYPERLINK l _Toc288731484 2.方案的優(yōu)勢

5、 PAGEREF _Toc288731484 h 10 HYPERLINK l _Toc288731485 3、實例分析 PAGEREF _Toc288731485 h 11 HYPERLINK l _Toc288731486 3.1、VMware vSphere產(chǎn)品構(gòu)成 PAGEREF _Toc288731486 h 12 HYPERLINK l _Toc288731487 3.2、VMware vSphere版本說明 PAGEREF _Toc288731487 h 13 HYPERLINK l _Toc288731488 3.3、服務(wù)器及存儲的要求 PAGEREF _Toc28873148

6、8 h 14 HYPERLINK l _Toc288731489 3.4、國內(nèi)部分案例研究 PAGEREF _Toc288731489 h 141當(dāng)前服務(wù)器硬件平臺現(xiàn)狀和面臨的問題1.1當(dāng)前服務(wù)器硬件平臺現(xiàn)狀隨著服務(wù)的擴(kuò)展，的應(yīng)用服務(wù)不斷增多，服務(wù)器數(shù)量10多臺，1套磁盤陣列。并且隨著新的應(yīng)用系統(tǒng)的上線，將會有更多服務(wù)器及存儲容量的擴(kuò)展需求。由于受操作系統(tǒng)版本不同、軟件開發(fā)平臺不同、應(yīng)用不同、不同公司開發(fā)、相互之間協(xié)調(diào)、兼容等因素制約，目前這些已經(jīng)部署和將來新增加的應(yīng)用系統(tǒng)都需要單獨配置服務(wù)器，使得服務(wù)器數(shù)量直線增加。1.2面臨的問題目前的服務(wù)器主要面臨以下問題1）服務(wù)器的利用率低。現(xiàn)在機房內(nèi)

7、運行的大部分機器的利用率都非常低，由于一臺服務(wù)器只能有一個操作系統(tǒng)，受系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺的限制，CPU、內(nèi)存、硬盤空間的資源利用率不超過15%，大量的系統(tǒng)資源被閑置。2）可管理性差。首先是可用性低，幾乎每個應(yīng)用服務(wù)器都是單機，如果哪臺服務(wù)器出現(xiàn)故障，相對應(yīng)的業(yè)務(wù)也將中斷。其次是系統(tǒng)維護(hù)、升級和擴(kuò)容時需要停機進(jìn)行，也將造成應(yīng)用中斷，其中包括一些重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)，一旦中斷服務(wù)影響很大。3）兼容性差。系統(tǒng)和應(yīng)用遷移到其他服務(wù)器，需要和舊系統(tǒng)兼容的系統(tǒng)。新的軟件包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件無法運行在老的硬件平臺，而老的代碼有時候也很難移植到新的硬件平臺上。例如：由于各種資源數(shù)據(jù)庫不同公司分別開發(fā)，需要的運行的軟

8、硬平臺很多時候不能保證兼容。為節(jié)省時間、物力和保持系統(tǒng)部署的順利，只能用增加服務(wù)器單獨部署的方法來解決。4）服務(wù)器和存儲購置成本高，維護(hù)成本遞增，也不得不考慮。隨著應(yīng)用的不斷增加，服務(wù)器數(shù)量也跟著增加，每年要支出高額購置費用不說，還有部分服務(wù)器已經(jīng)過保修期，部件逐漸進(jìn)入老化期，維護(hù)、維修預(yù)算費用也逐年增加。 2方案設(shè)計2.1概述針對上面我們碰到的各種問題，經(jīng)過分析和調(diào)研，我們認(rèn)為目前的服務(wù)器虛擬化平臺前期建設(shè)已經(jīng)投入了大量的人力、財力，既要充分利用現(xiàn)有的服務(wù)器等資源，又要考慮到系統(tǒng)整合后的可擴(kuò)展性，適合未來技術(shù)發(fā)展的趨勢，以此來實現(xiàn)對服務(wù)器的(包括應(yīng)用程序平臺)整合。要解決好以上四個方面面臨的

9、問題，采用虛擬化技術(shù)來進(jìn)行服務(wù)器資源的整合是一條捷徑。簡單的說，服務(wù)器的虛擬化就是在一個物理服務(wù)器上獨立并行運行具有不同操作系統(tǒng)的虛擬機，而每個虛擬機都獨立擁有一套虛擬硬件(例如 RAM、CPU、網(wǎng)卡等)，進(jìn)一步說，虛擬化對傳統(tǒng)的實體機而言，有三個方面突破了傳統(tǒng)的模式：第一，它是一個抽象層，它將物理硬件與操作系統(tǒng)分開，從而提供更高的 IT 資源利用率和靈活性。第二，虛擬化允許具有不同操作系統(tǒng)的多個虛擬機在同一實體機上獨立并行運行。每個虛擬機都有自己的一套虛擬硬件(例如 RAM、CPU、網(wǎng)卡等)，可以在這些硬件中加載操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。無論實際采用了什么物理硬件組件，操作系統(tǒng)都將它們視為一組一致

10、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件。第三，虛擬機封裝在文件中，因此可以快速對其進(jìn)行保存、復(fù)制和部署?？稍趲酌腌妰?nèi)將整個系統(tǒng)(完全配置的應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)、BIOS 和虛擬硬件)從一臺物理服務(wù)器移至另一臺物理服務(wù)器，以實現(xiàn)零停機維護(hù)和連續(xù)的工作負(fù)載整合。同時，由于通過虛擬化整合后，在一臺物理機中并行運行多個虛擬機，一旦物理機出現(xiàn)故障，必然會同時造成多個業(yè)務(wù)的中斷，因此必須要加強物理機的可靠性，保證業(yè)務(wù)能夠持續(xù)不斷的運行。另外由于虛擬機封裝在獨立文件中，并存放在共享的磁盤陣列中，因此我們還必須考慮單臺磁盤陣列故障帶來的業(yè)務(wù)中斷影響。2.2 總體方案介紹根據(jù)的實際應(yīng)用情況，我們建議方案部署針對不同的業(yè)務(wù)采取不同的架構(gòu)方案

11、：對于核心的核心或無法虛擬化的系統(tǒng)仍舊采用物理機上面直接運行原有操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的方式，為了保證服務(wù)器及應(yīng)用的可靠性，建議采用獨立的雙機集群的方式來保證在出現(xiàn)計劃外和計劃內(nèi)停機的情況下，使業(yè)務(wù)仍能夠提供。對于眾多應(yīng)用服務(wù)器，建議采用VMware服務(wù)器虛擬化技術(shù)，將上述部分應(yīng)用服務(wù)整合到2臺4路6核或8核的物理機上，實現(xiàn)物理服務(wù)器的虛擬化。整合參考主機的整體運算能力建議以8:1左右。為保障虛擬化平臺的業(yè)務(wù)在出現(xiàn)計劃外和計劃內(nèi)停機的情況下能夠持續(xù)運行，同時建議采用集群的方式。在數(shù)據(jù)存儲方面，除了考慮像傳統(tǒng)方式一樣將數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)放在SAN存儲陣列上外，同時將虛擬架構(gòu)套件生產(chǎn)出來的虛擬機的封裝文件都存放

12、在在SAN存儲陣列上。通過共享的SAN存儲架構(gòu)， 可以最大化的發(fā)揮虛擬架構(gòu)的優(yōu)勢，進(jìn)行在線地遷移正在運行的虛擬機(VMware VMotion)，進(jìn)行動態(tài)的資源管理(VMware DRS)和集中的基于虛擬機快照技術(shù)的Lan Free的整合備份(VMware VCB)等，而且為以后的容災(zāi)提供擴(kuò)展性和打下基礎(chǔ)。硬件系統(tǒng)：原有服務(wù)器2臺（DELL R900 2路6核或8核16G內(nèi)存,4張千兆網(wǎng)卡）建議擴(kuò)展內(nèi)存到32G，增加1000M網(wǎng)卡1塊虛擬化整合后空閑出來的服務(wù)器作為備份管理服務(wù)器1臺虛擬化整合后空閑出來的服務(wù)器作為vCENTER管理服務(wù)器1臺光纖存儲陣列1臺（HP MAS 2000 1.8T）

13、考慮到虛擬機占用存儲空間較大，建議擴(kuò)展磁盤陣列容量，具體大小由用戶考慮。新購存儲或帶庫作為虛擬機備份設(shè)備增加相關(guān)symantec備份軟件模塊，以實現(xiàn)完整備份統(tǒng)一管理。虛擬化平臺結(jié)構(gòu)：2臺服務(wù)器、1套磁盤陣列、1套帶庫系統(tǒng)的整體邏輯結(jié)構(gòu)圖：2.3 方案構(gòu)成詳細(xì)說明針對上面的拓?fù)鋱D，詳細(xì)說明如下：2.3.1 虛擬架構(gòu)主體部分VMware vSphere 4配置說明 本方案的主體部分是2臺安裝了VMware vSphere 4軟件服務(wù)器。 VMware vSphere 4 是VMware虛擬架構(gòu)套件的基礎(chǔ)組成部分，是動態(tài)、自我優(yōu)化的 IT 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。 VMware vSphere 4是一個強健

14、、經(jīng)過生產(chǎn)驗證的虛擬層，它直接安裝在物理服務(wù)器的裸機上，將物理服務(wù)器上的處理器、內(nèi)存、存儲器和網(wǎng)絡(luò)資源抽象到多個虛擬機中。 通過跨大量虛擬機共享硬件資源提高了硬件利用率并大大降低了資金和運營成本。 通過高級資源管理、高可用性和安全功能提高了服務(wù)級別 - 對于資源密集型的應(yīng)用程序也不例外。根據(jù)統(tǒng)計，對于傳統(tǒng)的服務(wù)器應(yīng)用方式，通常服務(wù)器的平均利用率在5-15%之間，而采用虛擬架構(gòu)整合后，服務(wù)器的平均利用率可達(dá)到60%-80%。我們完全可以通過在2臺高配置的2路6-8核服務(wù)器上創(chuàng)建10-16個虛擬服務(wù)器的方式，來完成傳統(tǒng)方式需要10-16臺的低配置服務(wù)器才能完成的工作，用戶在降低成本的同時，還大大減

15、少了環(huán)境的復(fù)雜性，降低了對機房環(huán)境的需求，同時具有更靈活穩(wěn)定的管理特性。采用VMware虛擬架構(gòu)相比于傳統(tǒng)單臺服務(wù)器部署單一應(yīng)用方式的另外一個好處是，可以充分滿足不同應(yīng)用對系統(tǒng)資源的不同要求，比如有的應(yīng)用只需要一個3.0 GHz CPU，512MB的內(nèi)存就可以很好的運行，而有的高訪問率、高吞吐量的應(yīng)用則需要2個甚至是4個雙核的CPU，8GB的內(nèi)存才能保證穩(wěn)定的運行，在傳統(tǒng)方式下，往往不可能針對每一種應(yīng)用來采購服務(wù)器，而是用一種或幾種標(biāo)準(zhǔn)配置的服務(wù)器來統(tǒng)一采購，這樣，勢必會造成某些應(yīng)用資源富裕，而另一些應(yīng)用面臨資源緊張的情況，且應(yīng)用之間不能互相調(diào)配資源。采用虛擬架構(gòu)后，由于每個虛擬機所需使用的系

16、統(tǒng)資源都是由虛擬架構(gòu)軟件統(tǒng)一調(diào)配，這種調(diào)配可以在虛擬機運行過程中在線的發(fā)揮作用，使得任何一個應(yīng)用都可以有充分保證的資源來穩(wěn)定運行，同時，該應(yīng)用在此時用不到的資源又可以被其他更需要資源的應(yīng)用臨時借用過去，最大限度的提高了整體系統(tǒng)的資源利用率。每一臺虛擬服務(wù)器都可以利用VMware 虛擬對稱式多重處理 (SMP)技術(shù)，通過使單個虛擬機能夠同時使用多個物理處理器，增強了虛擬機性能。作為一項獨特的 VMware 功能，Virtual SMP 支持虛擬化需要多處理器和密集資源的企業(yè)應(yīng)用程序（如數(shù)據(jù)庫、企業(yè)資源計劃和客戶關(guān)系管理）。 2.3.2. SAN集中存儲實現(xiàn)虛擬服務(wù)器的文件共享方案中，我們建議采用

17、SAN集中存儲方式，這樣可以將每個虛擬機的文件系統(tǒng)創(chuàng)建在共享的SAN集中存儲陣列上，VMware VMFS 虛擬機文件系統(tǒng)，是一種高性能的群集文件系統(tǒng)，允許多個ESX Server 安裝同時訪問同一虛擬機存儲。 支持通過 VMware VirtualCenter、VMware VMotion 技術(shù)、VMware DRS 提供的基于虛擬化的分布式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)服務(wù)。由于VMware的虛擬架構(gòu)系統(tǒng)中的虛擬機實際上是被封裝成了一個檔案文件和若干相關(guān)環(huán)境配置文件，通過將這些文件放在SAN存儲陣列上的VMFS文件系統(tǒng)中，可以讓不同服務(wù)器上的虛擬機都可以訪問到該文件，從而消除了單點故障。 2.3.3. 虛擬架構(gòu)

18、環(huán)境的集中管理、自動化及優(yōu)化運行為了對服務(wù)器虛擬架構(gòu)進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控，方案中建議配置一臺獨立的Windows 2008服務(wù)器來做為VMware vSphere 4套件中的VirtualCenter服務(wù)器，VirtualCenter服務(wù)器為 IT 環(huán)境提供了集中化管理、操作自動化、資源優(yōu)化和高可用性?；谔摂M化的分布式服務(wù)為數(shù)據(jù)中心提供了前所未有的響應(yīng)能力、可維護(hù)性、效率和可靠性級別。 以下 VirtualCenter附屬產(chǎn)品提供了資源優(yōu)化和高可用性特征。使用VMware DRS將可用資源與預(yù)定義的業(yè)務(wù)優(yōu)先事務(wù)協(xié)調(diào)起來，同時使用 VMware分布式資源調(diào)度程序優(yōu)化勞動力密集型和資源密集型操作

19、。 使用 VMotion 遷移運行中的虛擬機和執(zhí)行無中斷的 IT 環(huán)境維護(hù)。 使用 VMware HA 實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效、獨立于硬件和操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序可用性。VirtualCenter 提供了管理任意規(guī)模的虛擬 IT 環(huán)境所需的最高級別的簡便性、效率、安全性和可靠性。、虛擬架構(gòu)環(huán)境的整合備份 通過使用VMware Consolidated Backup軟件，可以為虛擬服務(wù)器提供易于使用、集中化的備份工具，它使虛擬機內(nèi)容能夠從一個集中的Windows 2003代理服務(wù)器（而不是直接從ESX Server）中進(jìn)行備份，它可與其他商業(yè)備份軟件完美協(xié)調(diào)工作，由于只需要在備份代理服務(wù)器上配置商業(yè)備份軟件的Agent，而不是象傳統(tǒng)服務(wù)器群方式下，每臺服務(wù)器都需要配置備