H3CCAS云计算管理平台2015.

H3CCAS全融合虚拟化平台杭州华三通信技术有限公司内容1虚拟化技术总览2行业增值特性新IT：由互联网思维催生的数据中心深层次变革企业运营之辅助性工具提升传统商业逻辑效率与企业业务深度融合，引领和主导企业业务发展颠覆传统商业逻辑大机小机PC桌面互联网移动互联网物联网+云计算+大数据传统IT新IT变革，触及所有行业◆MOOC◆电子书包◆沉浸式教学◆实时评估反馈教育◆个人健康管理(慢病管理)◆移动医疗(就诊与医疗服务)◆远程诊断◆临床医疗方案标准化◆DNA测试(重症筛查诊治)◆大数据分析医疗◆车联网(人-车-路三位一体)◆出租车应用◆无人驾驶汽车◆汽车共享交通◆移动校园网◆全渠道◆O2O◆增强虚拟现实◆用户行为数据分析◆精准营销◆零售服务业零售◆第三方网络支付◆金融产品/服务销售渠道◆P2P借贷◆供应链金融◆众筹◆电子货币金融◆G2B、G2C业务加强◆管理型政府转服务型政府◆公共信息交互平台加强◆智慧城市建设加强◆网络强国◆信息安全自主可控政府浙江政务云…………新IT给数据中心运维带来的核心价值业务交付服务化运维管理集约化基础设施平台化•硬件资源虚拟化管理•虚拟资源池化管理•软件定义数据中心•虚拟化整合实现效益最大化•资源自动弹性技术提升业务效率•大规模集群HA技术降低运营成本•流程式的敏捷业务交付•业务部门以内部结算方式消费IT•IT部门由成本中心向利润中心转变硬件基础设施服务器（机架&刀片）网络（ToR&机箱）存储（IP&FC）虚拟化，开启新IT之旅云计算管理平台教育云政务云卫生云媒体云公有云电力云虚拟化内核系统（Hypervisor）软件定义计算软件定义网络软件定义存储虚拟化管理平台虚拟化，承上启下，是构建新IT基础架构的核心支撑技术！API物理实体资源虚拟化的定义对物理实体资源进行抽象与隔离的管理技术，以达到最大程度利用资源的目的虚拟化架构分布式架构资源分裂资源聚合1：NN：1•在低成本商用硬件上进行PB级大数据的挖掘与分析。•主要应用于互联网行业（在线旅游、用户搜索行为分析、互联网广告分析、...）和科研院所（地震、气象、军工、...）•提高硬件利用率•降低运维成本•提升业务交付效率虚拟化技术流派网络虚拟化应用虚拟化硬件辅助虚拟化虚拟化Virtualization桌面虚拟化服务器虚拟化服务器虚拟化应用演进史萌芽期（上世纪60年代）•1959年6月，ChristopherStrachey在国际信息处理大会上发表了一篇名为《大型高速计算机的时间共享》的学术报告，第一次提出了“虚拟化”的概念。•1965年8月，IBM推出System/360Model67和TSS分时共享系统，允许多个远程用户共享同一高性能计算设备的使用时间，这是最原始的虚拟机技术。发展期（上世纪60～90年代）•1972年，IBM发布了用于创建灵活大型主机的虚拟机技术，IBM360/40、IBM360/67等大型机通过VMM（VirtualMachineMonitor，虚拟机监控器）的技术，在物理硬件之上生成很多可以运行操作系统的独立虚拟机。•虚拟化技术的发展完全源于为造价昂贵的大型机服务。在虚拟化的帮助下，用户可以对硬件进行逻辑分区，实现“多任务处理”，以充分利用大型机的昂贵资源。爆发期（NOW！）•在大型机和UNIX平台的虚拟化技术不断发展的同时，x86平台却由于架构和性能上的缺陷，而与虚拟化绝缘。•随着x86架构的普及，人们开始考虑把虚拟化技术引入应用更广泛的x86平台。Intel、AMD修改了x86处理器的指令集，再加上多核处理器的出现，使得虚拟化技术在x86平台快速发展起来。•1999年，VMware针对x86平台推出了第一款商业虚拟化软件VMwareWorkstation，从此，虚拟化技术终于走下了大型机的神坛，开启了虚拟化技术的x86时代。服务器虚拟化技术演进史为什么最初的x86架构不适合于虚拟化？Ring1（GuestOS）Ring3（App）Ring2Ring0（VMM）x86硬件架构非特权指令特权指令？Ring0（OS）Ring3（App）Ring2Ring1x86硬件架构非特权指令特权指令当GuestOS执行敏感的特权指令时，会产生系统异常，怎么办？服务器虚拟化技术演进史解决方法1：BT（BinaryTranslation，二进制翻译）全虚拟化方式Ring0（Hypervisor）Ring3（App）Ring2Ring1（GuestOS）x86硬件架构非特权指令特权指令陷入模拟•通过翻译核心指令来代替那些不能虚拟化的指令，使用翻译后的指令访问硬件。•非特权指令直接执行。•特权指令首先被陷入到VMM，并VMM通过一系列的模拟操作来实现此特权指令，然后返回给GuestOS，GuestOS从上次被中断的地方继续执行。工作原理•GuestOS无需修改，GuestOS感知不到是否发生了虚拟化。优点•当负载较大、敏感指令频繁被执行时性能低下。缺点服务器虚拟化技术演进史（续）解决方法2：半虚拟化（Para-Virtualization）Ring0（Hypervisor）Ring3（App）Ring2Ring1（ModifiedGuestOS）x86硬件架构非特权指令特权指令Hypercall•在Hypervisor上运行的GuestOS已经集成了与半虚拟化有关的代码，使得GuestOS能够非常好地配合Hypervisor来实现虚拟化。•Hypervisor提供Hypercall接口来满足GuestOS的关键内核操作，如内存管理、中断和时间同步等。工作原理•性能非常接近物理机。优点•不支持未修改的操作系统，兼容性和可移植性差。缺点服务器虚拟化技术演进史（续）解决方法3：硬件辅助虚拟化–终极解决方案VT-xCPUnH/WVMControlStructure(VMCS)VMXrootoperationVMXnon-rootoperationVM0AppsGuestOSVMnAppsGuestOSHypervisorVT-xCPU0Ring3Ring0VMLAUNCHVMRESUMEVMCALLVMentryVMexitVMCLEARVMREADVMWRITEVMCSConfiguration支持VT-x的处理器主流服务器虚拟化技术架构分类寄居架构（HostedArchitecture）•首先安装宿主操作系统，然后在宿主操作系统上再安装VMM，利用VMM创建和管理虚拟机。•主要应用于开发、测试、演示等个人和小型应用领域。•例如：VMwareWorkstation、Oracle/SunVirtualBox等。裸金属架构（BareMetalArchitecture）•将VMM直接安装在物理服务器之上而无须先安装操作系统的预装模式，在安装了VMM之后，再在VMM上安装其他操作系统(如Windows、Linux等)。•主要应用于数据中心生产环境。•例如：VMwareESXi、CitrixXenServer、MicrosoftHyper-V、H3CCAS等。Hypervisor虚拟机操作系统应用程序x86硬件虚拟机操作系统应用程序宿主机OS应用程序x86硬件虚拟机操作系统应用程序服务器虚拟化应用的核心功能点服务器虚拟化稳定可靠的虚拟化内核StableVirtualizationKernel服务器虚拟化技术发展趋势硬件厂商推动VT-xVT-iAMD-VVT-dVT-cEPTNPTSR-IOVIOMMU行业标准推动行业增值特性DMTFOVFIETFVxLANONFSDN虚拟化基本功能已逐渐标准化，技术重点向特定行业增值特性迁移兼容异构虚拟化软件基础架构融合管理开放API接口PCI-SIGSR-IOV可管理的大集群规模业务高可靠性级别硬件透传和虚拟化特定应用性能调优以服务为导向的业务流程当前数据中心IT服务面临的困境停下你手头上所有的活，马上修复网络故障。周五我们就需要一台Web服务器并上线！今晚你必须把我的业务系统内存进行升级！你曾经许诺今天就给我添加一台服务器！硬件到货还需要3个星期？！造成当前数据中心IT服务困境的原因业务部署缓慢•硬件选型、采购、操作系统和应用程序安装、网络配置、业务调试，业务上线周期长。运维成本上升•服务器、存储、网络数量急剧膨胀，占地空间、电力供应、散热制冷、日常巡检维护管理成本上升。业务扩容困难•资源利用率过低（25%），机房占地空间、供电与制冷能力有限，设备、业务扩容困难。竖井式的IT架构•一台服务器、一个操作系统、一种业务应用，竖井式的IT架构催生出一个个信息“烟囱”和孤岛。管理策略分散•设备型号不统一，无法对数据中心内的基础设施进行集中化的统一监控和管理。解决之道尽在–服务器虚拟化技术运维成本节约服务器虚拟化技术的管理与经济效益业务管理简化硬件成本节约•服务器虚拟化技术最直观的体现。软件成本节约•降低软件授权费用，如WindowsServer数据中心版按物理CPU授权。电力成本节约•虚拟化整合及智能电源管理特性最多能节约90%的电力成本。管理成本节约•更少的维护设备、集中的维护平台、更少的维护人力。高可靠性保障•虚拟化的HA能力和DRS能力保障业务连续性运行。高效性利用•资源复用与自动调度保障资源的高效利用。灵活性调度•灵活的弹性调度策略，自适应业务突发访问流量。可扩展性•打破传统的竖井架构，易于资源的横向和纵向扩展。H3C虚拟化产品研发之路成型期完善&创新期成熟期•开始虚拟化技术预研CAS1.0•HA和动态资源调度（DRS）•CPU/网卡/磁盘资源热添加•标准虚拟交换机•支持IEEE802.1Qbg标准协议•分布式融合存储组件•硬件兼容性增强•计算/网络/存储资源QoS•内核性能调优•开放标准的RESTAPI接口CAS2.0•大规模集群（128台）规模可管理•VxLAN网络虚拟化•GPU直通•轻代理防病毒解决方案•适配标准的OpenStack云平台CAS3.0•多站点容灾备份•虚拟机可信计算•硬件SR-IOV•内存热添加•虚拟机容灾（FT）•容器式虚拟化•兼容VMware虚拟化平台•资源弹性自动化伸缩（DRX）•用户自助服务平台•云业务申请与审批流程•云彩虹解决方案H3CCAS：以计算为中心的新IT基础架构提供者LAN服务器集群服务器集群SAN存储阵列客户端访问传统网络向服务器内部集中•游离于服务器之外的传统网络设备融合到计算节点内部，以虚拟交换机、虚拟路由器、虚拟防火墙、虚拟负载均衡等软件形态存在。传统存储向服务器内部集中•服务器内置高速大容量硬盘替代传统SAN，以分布式文件系统管理，实现更大规模横向和纵向扩展架构。虚拟化内核与虚拟化管理平台•虚拟化内核和虚拟化管理平台建立统一架构资源池，通过标准如RESTAPI接口即时调度管理。H3CCAS：业界领先的“全融合虚拟化平台”CAS计算虚拟化CVK网络虚拟化SDN存储虚拟化vStor虚拟化安全AV,TPM,…开放性•服务器•存储•网络•操作系统兼容性•OpenStack•RESTAPI•OVFH3CCAS产品组件虚拟化内核系统CloudVirtualizationKernel虚拟化管理平台CloudVirtualizationManager云业务管理中心CloudIntelligenceCenterCIC(VMLicense)CVM(CPULicense)CVK(Free)vStor(TBLicense)分布式融合存储DistributedVirtualStorage硬件基础设施服务器（机架&刀片）网络（ToR&机箱）存储（IP&FC）第三方云管理平台H3CCAS虚拟化与云管理产品逻辑架构H3CCASCVM(虚拟化管理平台)H3CCASCIC(云业务管理中心)自助服务门户虚拟数据中心云业务电子流自动化部署与交付兼容VMware用户自注册兼容OpenStack的API接口高可靠性（HA）标准/分布式虚拟交换机网络策略管理智能电源管理（DPM）资源动态调度（DRS）资源弹性伸缩（DRX）分布式融合存储管理虚拟机生命周期管理备份管理性能监控任务管理H3CCASCVK(虚拟化内