MSPE-基礎類-12-服務器集群與虛擬化技術-v1.3

效勞器集群與虛擬化技術效勞器集群與虛擬化虛擬化：一變多將一臺效勞器虛擬成多臺大機:IBMLPARUNIX效勞器：IBMLPARHPnPAR,vPARSUNDomain,ContainerIntel架構VmwareVsphereMicrosoftHpyer-VCitrixXen…….集群：多變一將多臺效勞器虛擬成一臺分布式運算(DistributedComputing)并行處理(ParallelComputing)網(wǎng)格計算(GridComputing)云計算(CloudComputing)高性能計算(HPC)硬件虛擬層應用虛擬層硬件……操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用效勞器集群集群把多臺效勞器聯(lián)接在一起，形成一個整體，像一臺效勞器那樣工作，共同對外提供效勞可以更好地利用設備資源，從而提高：穩(wěn)定性數(shù)據(jù)處理能力效勞能力三種集群技術高性能集群〔HighPerformanceCluster〕負載均衡集群〔LoadingBalanceCluster〕高可用性集群(HighAvailabilityCluster)負載均衡集群磁盤陣列公用網(wǎng)絡客戶端心跳連接Active節(jié)點1節(jié)點2應用Active兩臺或多臺效勞器同時處理來自同一個應用的效勞請求多種模式實現(xiàn)效勞的負載均衡基于客戶端的負載均衡基于效勞器端的負載均衡負載均衡集群也同時具備高可用功能業(yè)務正常運行應用高可用性集群磁盤陣列心跳連接公用網(wǎng)絡客戶端ActiveStandby節(jié)點1節(jié)點2心跳連接Active節(jié)點3節(jié)點4應用CActive雙機熱備雙機互備應用A應用B業(yè)務切換到節(jié)點2業(yè)務切換到節(jié)點4節(jié)點3和節(jié)點4互相備份各自應用商用集群系統(tǒng)負載均衡集群Oracle

RAC(RealApplicationClusters)高可用性集群MicrosoftMSCS(MicrosoftClusterService)Linux

ClusterHP

HP-UXMC/SG(Multi-Computer/Serviceguard)SUN

SolarisClusterIBM

AIXHACMP(HighAvailabilityClusterMulti-Processing)Symantec

VeritasclusterserverEMC

Autostart虛擬化技術一種從邏輯角度管理資源的方法CPU內(nèi)存接口卡……軟件與硬件別離應用/效勞不需要關心底層的實現(xiàn)虛擬化的本質(zhì)是虛擬“指令集”虛擬層硬件……操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用早期虛擬化---分區(qū)(Partition)技術硬件資源被劃分成數(shù)個分區(qū)，每個分區(qū)享有獨立的CPU、內(nèi)存，并安裝獨立的操作系統(tǒng)。1965年，IBM7044機器，虛擬機開端1967年，Djiskstra實現(xiàn)第一個虛擬系統(tǒng)2001年-2004年，AIX5Lv5.1、v5.2、v5.3發(fā)布，分別實現(xiàn)邏輯分區(qū)、動態(tài)邏輯分區(qū)、微分區(qū)技術2004年10月，Solaris10實現(xiàn)了SolarisContainer功能2005年，1月，HP-UX11iv2發(fā)布，實現(xiàn)了從硬分區(qū)、軟分區(qū)到應用層分區(qū)，最小分區(qū)粒度為1/20顆CPU2005年10月，IBM發(fā)布虛擬I/O效勞器虛擬化方式分類硬件分區(qū)IBM/HP等大型機硬件分區(qū)技術虛擬機〔VirtualMachineMonitor〕VmwareVsphereESXserverMircosoftVirtualPC/ServerHyper-V準虛擬機〔Para-Virtualization〕XenProject虛擬操作系統(tǒng)〔OSVirtualization〕Parallels(SWsoft)Virtuozzo/OpenVZProjectSunSolarisContainerHPvSEFreeBSDJailLinuxVserverLinuxKVM(Kernel-basedVirtualMachine)虛擬化方式--硬件分區(qū)服務器操作系統(tǒng)硬件系統(tǒng)應用應用操作系統(tǒng)硬件系統(tǒng)應用應用操作系統(tǒng)硬件系統(tǒng)應用應用硬件資源被劃分成數(shù)個分區(qū)，每個分區(qū)享有獨立的CPU、內(nèi)存，并安裝獨立的操作系統(tǒng)在一臺效勞器上，存在多個系統(tǒng)實例，同時啟動多個操作系統(tǒng)金融領域(銀行信息中心)廣泛采用虛擬化方式--虛擬機部署一個統(tǒng)一的宿主操作系統(tǒng)在宿主操作系統(tǒng)上，加裝了VirtualMachineMonitor，虛擬層作為應用級別的軟件而存在，不涉及操作系統(tǒng)內(nèi)核虛擬層為每個虛擬機模擬一套獨立的硬件設備，在其上安裝所謂的客機操作系統(tǒng)。應用程序運行在客機操作系統(tǒng)中虛擬層硬件……操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用宿主操作系統(tǒng)虛擬化方式--虛擬操作系統(tǒng)一個單一的節(jié)點運行著唯一的操作系統(tǒng)實例。通過在這個操作系統(tǒng)上加裝虛擬化平臺，將系統(tǒng)劃分成多個獨立隔離的容器，每個容器是一個虛擬的操作系統(tǒng)，被稱為虛擬環(huán)境〔即VE，VirtualEnvironment〕，也被稱為虛擬專用效勞器〔即VPS，VirtualPrivateServer〕硬件……用戶進程系統(tǒng)進程應用用戶進程系統(tǒng)進程應用用戶進程系統(tǒng)進程應用用戶進程系統(tǒng)進程應用用戶進程系統(tǒng)進程應用用戶進程系統(tǒng)進程應用虛擬層宿主操作系統(tǒng)虛擬化方式--準虛擬機修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核，參加一個虛擬管理〔Hypervisor〕層。它允許安裝在同一硬件設備上的多個系統(tǒng)可以同時啟動，由虛擬管理層來進行資源調(diào)配虛擬管理層/操作系統(tǒng)硬件……操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用操作系統(tǒng)虛擬硬件應用常用虛擬化方式比較虛擬化優(yōu)勢降低本錢減少需要的物理效勞器數(shù)量減少需要的物理空間〔機房、機柜等〕減少需要的管理人員減少電耗和冷卻費用提高效勞器的利用率動態(tài)資源調(diào)配靈活部署和管理針對應用的增強功能業(yè)務連續(xù)性效勞能力VMware虛擬化架構NetworkManagementStorageManagementandReplicationVirtualApplianceLiveMigrationFirewall;Anti-Virus;IntrusionPreventionandDetectionDynamicResourceSizingX86ArchitectureESXandESXiVMware應用--HA功能保證虛擬機的高可用性當效勞器故障時，自動重新啟動虛擬機優(yōu)勢經(jīng)濟有效的適用于所有應用的高可用不需要獨占的stand-by硬件沒有集群軟件的本錢和復雜性XVMware應用--FT在效勞器故障時能夠保證虛擬機無中斷訪問零數(shù)據(jù)喪失和零宕機時間SecondaryprimaryvLocksteptechnologyvLocksteptechnologynewprimaryVMware應用--StorageVmotion允許Datastor從一臺存儲設備在線遷移到另一臺存儲設備sourcedestinationVMware應用--Vmotion實現(xiàn)虛擬機的熱遷移提高整體效勞器資源利用率在方案關機維護效勞器時允許虛擬機持續(xù)提供效勞不需要關閉虛擬機即可把虛擬機移動到新的物理效勞器VMware應用--DRSClustersDRS集群是一組ESX效勞器和相關聯(lián)虛擬機的集合跨資源池動態(tài)調(diào)整計算資源基于預定義的規(guī)那么智能分配資源激活DRS功能的集群系統(tǒng)被vCenter管理能夠動態(tài)地在效勞器上平衡虛擬機的負載強制執(zhí)行準確的資源策略(reservations,limits,shares)兼容vMotionClusterVMware應用--DPMDistributedPowerManagement(分布式電源管理)在無需中斷效勞等級的情況下，聚集閑置的計算資源和關閉未使用的效勞器VMware應用--SRM與存儲復制配合進行業(yè)務容災簡化并自動化災難恢復工作流：設置、測試、故障切換和業(yè)務恢復對來