從虛擬化到云計(jì)算VMwarevSphere概略

從虛擬化到云計(jì)算VMwarevSphere概略VMware在四月份發(fā)布的vSphere或許是IT計(jì)算深入發(fā)展的最好象征，vSphere指引云計(jì)算深入滲透到企業(yè)的IT架構(gòu)中，使用vSphere將之前企業(yè)IT的虛擬化平臺(tái)擴(kuò)展至更高的應(yīng)用層次：云計(jì)算，將服務(wù)器硬件資源：CPU時(shí)間、內(nèi)存和存儲(chǔ)空間一一融合在同一個(gè)池中的資源，按照需求調(diào)配給不同的計(jì)算負(fù)載上。據(jù)VMware稱(chēng)vSphere是IT業(yè)第一個(gè)云操作系統(tǒng)，vSphere不僅繼承了上一代VMware虛擬平臺(tái)——Infrastructure3(簡(jiǎn)稱(chēng)VI3)的性能，而且還加以擴(kuò)展和完善，立于一個(gè)更加成熟的虛擬化平臺(tái)上，為內(nèi)部云計(jì)算和外部云計(jì)算奠定基礎(chǔ)，有理有據(jù)地搭建云計(jì)算橋梁——?jiǎng)?chuàng)建一朵安全的私有云。任何IT組織都可以通過(guò)vSphere享有云計(jì)算的所有好處，加大對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)的控制力，同時(shí)在操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序和硬件設(shè)備方面具有更廣闊的選擇空間，用最低的成本即可得到高級(jí)的應(yīng)用軟件服務(wù)。前言1.云計(jì)算

VMware采用一種全新的方法來(lái)進(jìn)行虛擬化，深入地詮釋了云計(jì)算的概念，將vSphere研發(fā)成為一朵內(nèi)部的“私有云”，同時(shí)也能夠與第三方生產(chǎn)商（如Amazon,Nirvanix等）提供的“外部云”進(jìn)行協(xié)同工作。

vSphere在云計(jì)算技術(shù)的另一個(gè)創(chuàng)新是創(chuàng)造了一個(gè)新的概念，叫vApp。它類(lèi)似于一個(gè)“邏輯包”，包含一個(gè)應(yīng)用程序以及該程序運(yùn)作所需要的全部虛擬機(jī)和外部和內(nèi)部的資源。由于在正常情況下，應(yīng)用程序的正常運(yùn)作往往需要的虛擬機(jī)的臺(tái)數(shù)往往不只一臺(tái)，因此，vApp專(zhuān)門(mén)針對(duì)此提供了一種管理應(yīng)用程序的新方法，大大降低了操作的復(fù)雜性。vSphere新特點(diǎn)2.新的配置上限由于VMwareVI3對(duì)處理器的數(shù)目和虛擬機(jī)的內(nèi)存大小都有限制（最多允許4臺(tái)服務(wù)器以及每臺(tái)虛擬機(jī)有64GB的內(nèi)存），所以一些較高性能的服務(wù)器通常是不可用的。而vSphere卻在這方面做出了很大的改善，完全消除了上述限制所帶來(lái)的不便。下面是vSphere的虛擬機(jī)和ESX4.0主機(jī)的配置上限：

1)每臺(tái)虛擬機(jī)最多擁有8個(gè)CPU和10張網(wǎng)卡，內(nèi)存增加為255GB。

2)一臺(tái)主機(jī)至多有512個(gè)CPU和1TB的物理內(nèi)存。

3)一臺(tái)主機(jī)上一次性可以運(yùn)行多達(dá)320臺(tái)虛擬機(jī)。vSphere新特點(diǎn)vSphere的發(fā)布，令VMware實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)中心到云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的輕松轉(zhuǎn)變，一躍成為云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的普遍性平臺(tái)。vSphere的架構(gòu)大致分為三個(gè)方面：虛擬數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和存儲(chǔ)架構(gòu)。1.虛擬數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

VMwarevSphere虛擬化整個(gè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)（包括服務(wù)器、存儲(chǔ)器和網(wǎng)絡(luò)），并聚合這些資源，在虛擬環(huán)境中提供一組統(tǒng)一的元素。vSphere提供查看、配置和管理這些重要元素的功能，這些元素包括：

1)計(jì)算資源（主機(jī)、群集）和內(nèi)存資源（資源池）主機(jī)是用來(lái)運(yùn)行ESX/ESXi的物理機(jī)。所謂ESX/ESXi是一個(gè)在物理服務(wù)器上運(yùn)行的虛擬層，它將處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)器和資源虛擬化為多個(gè)虛擬機(jī)。當(dāng)一個(gè)或多個(gè)物理機(jī)組合在一起并作為一個(gè)整體來(lái)工作和進(jìn)行管理時(shí)，聚合在一起的計(jì)算和內(nèi)存資源就形成群集。物理機(jī)可以動(dòng)態(tài)添加或從群集移除。從主機(jī)和群集獲得的計(jì)算和內(nèi)存資源能夠被精細(xì)地劃分成資源池的層次結(jié)構(gòu)。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)2)存儲(chǔ)資源（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是數(shù)據(jù)中心內(nèi)基礎(chǔ)物理存儲(chǔ)資源組合的虛擬表示。這些物理存儲(chǔ)資源可能來(lái)自服務(wù)器的本地SCSI、SAS或SATA磁盤(pán)，光纖通道SAN磁盤(pán)陣列，iSCSISAN磁盤(pán)陣列或者網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)

(NAS)陣列。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)3)網(wǎng)絡(luò)資源虛擬環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)將虛擬機(jī)相互連接或?qū)⑻摂M機(jī)連接到虛擬數(shù)據(jù)中心外部的物理網(wǎng)絡(luò)。4)虛擬機(jī)在創(chuàng)建虛擬機(jī)時(shí)，虛擬機(jī)被指定到特定的主機(jī)、群集或資源池以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。啟動(dòng)后，虛擬機(jī)隨著工作負(fù)載的增加而動(dòng)態(tài)地消耗資源或隨著工作負(fù)載的減少而動(dòng)態(tài)地歸還資源。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)2.網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

VMwarevSphere有一組虛擬網(wǎng)絡(luò)元素，該組元素可以讓數(shù)據(jù)中心中的虛擬機(jī)像物理環(huán)境一樣聯(lián)網(wǎng)。虛擬環(huán)境提供了與物理環(huán)境類(lèi)似的網(wǎng)絡(luò)元素，這些元素包括：1)虛擬網(wǎng)絡(luò)接口卡(vNIC)與物理機(jī)一樣，每個(gè)虛擬機(jī)都有一個(gè)或多個(gè)vNIC。客戶(hù)機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序通過(guò)常用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或VMware用于虛擬環(huán)境優(yōu)化的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與vNIC進(jìn)行通信。無(wú)論哪種情況，客戶(hù)機(jī)操作系統(tǒng)中的通信就像與物理設(shè)備通信一樣。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)2)vNetwork標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)(vSwitch)下圖顯示了vSwitches虛擬環(huán)境內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系。vSwitch可在虛擬機(jī)之間進(jìn)行內(nèi)部流量路由或通過(guò)連接物理以太網(wǎng)適配器鏈接外部網(wǎng)絡(luò)。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)3)vNetwork分布式交換機(jī)(dvSwitch)

dvSwitch在所有關(guān)聯(lián)主機(jī)之間作為單個(gè)虛擬交換機(jī)使用。這使得虛擬機(jī)可在跨多個(gè)主機(jī)進(jìn)行遷移時(shí)確保其網(wǎng)絡(luò)配置保持一致。與vSwitch一樣，每個(gè)dvSwitch都是一種可供虛擬機(jī)使用的網(wǎng)絡(luò)集線(xiàn)器。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)4)端口組端口組是虛擬環(huán)境特有的概念，它一種策略設(shè)置機(jī)制，這些策略用于管理與端口組相連的網(wǎng)絡(luò)。虛擬機(jī)不是將其vNIC連接到vSwitch上的特定端口，而是連接到端口組。一個(gè)vSwitch可以有多個(gè)端口組。與同一端口組相連的所有虛擬機(jī)均屬于虛擬環(huán)境內(nèi)的同一網(wǎng)絡(luò)，即使它們屬于不同的物理服務(wù)器也是如此。可將端口組配置為執(zhí)行策略，以提供增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)分段、更佳的性能、高可用性以及流量管理。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)3.存儲(chǔ)架構(gòu)

VMwarevSphere存儲(chǔ)架構(gòu)由各種抽象層組成，這些抽象層隱藏并管理物理存儲(chǔ)子系統(tǒng)之間的復(fù)雜性和差異。云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)VMwarevSphere分布式服務(wù)可自動(dòng)有效地管理資源，并實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的高可用性。1.VMotion

VMotion可將正在運(yùn)行的虛擬機(jī)從一臺(tái)物理服務(wù)器遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器，而無(wú)需中斷服務(wù)。使用VMotion，可將資源重新動(dòng)態(tài)分配至物理服務(wù)器上的虛擬機(jī)。VMwarevSphere分布式服務(wù)2.StorageVMotion

StorageVMotion可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間遷移虛擬機(jī)而無(wú)需中斷服務(wù)。這使得管理員可以將虛擬機(jī)負(fù)載從一個(gè)存儲(chǔ)陣列遷移到另一陣列，以便執(zhí)行維護(hù)、重新配置LUN、解決空間不足問(wèn)題和升級(jí)VMFS卷。通過(guò)無(wú)縫遷移虛擬機(jī)磁盤(pán)，管理員還可以使用StorageVMotion優(yōu)化存儲(chǔ)環(huán)境來(lái)提高性能。VMwarevSphere分布式服務(wù)3.DRS

VMwareDRS可將物理主機(jī)的群集作為單個(gè)計(jì)算資源進(jìn)行管理：將虛擬機(jī)分配到群集，DRS會(huì)找到運(yùn)行該虛擬機(jī)的相應(yīng)主機(jī)。DRS放置虛擬機(jī)的方式可確保群集中的負(fù)載保持平衡，并強(qiáng)制執(zhí)行群集范圍內(nèi)的資源分配策略（例如，預(yù)留、優(yōu)先級(jí)和限制）。啟動(dòng)虛擬機(jī)時(shí)，DRS在主機(jī)上執(zhí)行虛擬機(jī)的初始放置。當(dāng)群集條件更改（例如，負(fù)載和可用資源）時(shí)，DRS可根據(jù)需要將虛擬機(jī)遷移（使用VMotion）到其他主機(jī)。當(dāng)需要向群集添加新的物理服務(wù)器時(shí)，借助DRS，虛擬機(jī)能夠立即自動(dòng)利用新資源，因?yàn)樗?fù)責(zé)分發(fā)運(yùn)行的虛擬機(jī)。VMwarevSphere分布式服務(wù)VMwarevSphere分布式服務(wù)4.HA如果主機(jī)出現(xiàn)故障，VMwareHA能快速地在群集內(nèi)的其他物理服務(wù)器上自動(dòng)重啟虛擬機(jī)。通過(guò)應(yīng)用程序群集，虛擬機(jī)內(nèi)的所有應(yīng)用程序都擁有了高可用性。

VMwareHA使用HA，vCenterServer不是單一故障點(diǎn)。HA通過(guò)vCenterServer進(jìn)行集中配置；但是配置完成后，它將在每個(gè)ESX主機(jī)上以分布式方式連續(xù)運(yùn)作，不再涉及vCenterServer。即使vCenterServer發(fā)生故障，HA仍然可以成功進(jìn)行故障切換。VMwarevSphere分布式服務(wù)5.容錯(cuò)

ESX/ESXi主機(jī)平臺(tái)上的VMware容錯(cuò)功能(FT)借助于VMwarevLockstep技術(shù)，通過(guò)使用在單獨(dú)主機(jī)上以虛擬鎖步方式運(yùn)行的卷影副本（輔助虛擬機(jī)）來(lái)保護(hù)虛擬機(jī)（主虛擬機(jī)），從而提供連續(xù)可用性。運(yùn)作，不再涉及vCenterServer。即使vCenterServer發(fā)生故障，HA仍然可以成功進(jìn)行故障切換。VMwarevSphere分布式服務(wù)VMwarevCenterServer用于集中管理數(shù)據(jù)中心。它會(huì)聚合多臺(tái)ESX/ESXi主機(jī)的物理資源，這些資源的集合可使系統(tǒng)管理員能夠簡(jiǎn)單靈活地為虛擬環(huán)境中的虛擬機(jī)進(jìn)行置備。1.vCenterServer組件1)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)控件通過(guò)用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)控制組件，系統(tǒng)管理員可以為不同的用戶(hù)類(lèi)創(chuàng)建和管理對(duì)vC2)核心服務(wù)核心服務(wù)是虛擬數(shù)據(jù)中心的基本管理服務(wù)，它包括虛擬機(jī)置備、主機(jī)和虛擬機(jī)配置、資源和虛擬機(jī)清單管理、統(tǒng)計(jì)信息和日志記錄、警報(bào)和事件管理、任務(wù)調(diào)度程序、整合以及vApp。3)分布式服務(wù)分布式服務(wù)解決方案可將VMwarevSphere的功能擴(kuò)展到單個(gè)物理服務(wù)器之外。其中包括：VMwareDRS、VMwareHA和VMwareVMotion。使用分布式服務(wù)，可以從vCenterServer集中配置和管理這些解決方案。4)插件

VMwarevCenterConverter允許用戶(hù)將物理機(jī)以及各種格式的虛擬機(jī)轉(zhuǎn)換為ESX/ESXi虛擬機(jī)。轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)可導(dǎo)入到vCenterServer清單中的任何位置。VMwareUpdateManager允許安全管理員在ESX/ESXi主機(jī)和受管虛擬機(jī)上執(zhí)行安全標(biāo)準(zhǔn)。使用此插件，可創(chuàng)建用戶(hù)定義的安全基準(zhǔn)來(lái)表示一組安全標(biāo)準(zhǔn)。enterServer的不同訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限級(jí)別。VMwarevCenterServerVMwarevCenterServer2.vCenterServer和ESX之間的通信

vCenterServer通過(guò)VMwarevSphereAPI(vSphereAPI)與ESX/ESXi主機(jī)代理通信。當(dāng)主機(jī)第一次添加到vCenterServer時(shí)，vCenterServer將發(fā)送一個(gè)vCenterServer代理在該主機(jī)上運(yùn)行。通過(guò)這個(gè)代理就可以與主機(jī)代理進(jìn)行通信。VMwarevCenterServervCenterSer