MSPE-基础类-12-服务器集群与虚拟化技术 v1.3

服务器集群与虚拟化技术服务器集群与虚拟化•虚拟化：一变多•将一台服务器虚拟成多台–大机:IBMLPAR–UNIX服务器：•IBMLPAR•HPnPAR,vPAR•SUNDomain,Container–Intel架构•VmwareVsphere•MicrosoftHpyer-V•CitrixXen•…….•集群：多变一•将多台服务器虚拟成一台–分布式运算(DistributedComputing)–并行处理(ParallelComputing)–网格计算(GridComputing)–云计算(CloudComputing)–高性能计算(HPC)硬件虚拟层应用虚拟层硬件……操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用服务器集群•集群–把多台服务器联接在一起，形成一个整体，像一台服务器那样工作，共同对外提供服务–可以更好地利用设备资源，从而提高：•稳定性•数据处理能力•服务能力•三种集群技术–高性能集群（HighPerformanceCluster）–负载均衡集群（LoadingBalanceCluster）–高可用性集群(HighAvailabilityCluster)负载均衡集群磁盘阵列公用网络客户端心跳连接Active节点1节点2应用Active•两台或多台服务器同时处理来自同一个应用的服务请求•多种模式实现服务的负载均衡–基于客户端的负载均衡–基于服务器端的负载均衡•负载均衡集群也同时具备高可用功能业务正常运行应用高可用性集群磁盘阵列心跳连接公用网络客户端ActiveStandby节点1节点2心跳连接Active节点3节点4应用CActive双机热备双机互备应用A应用B业务切换到节点2业务切换到节点4节点3和节点4互相备份各自应用商用集群系统•负载均衡集群–OracleRAC(RealApplicationClusters)•高可用性集群–MicrosoftMSCS(MicrosoftClusterService)–LinuxCluster–HPHP-UXMC/SG(Multi-Computer/Serviceguard)–SUNSolarisCluster–IBMAIXHACMP(HighAvailabilityClusterMulti-Processing)–SymantecVeritasclusterserver–EMCAutostart虚拟化技术•一种从逻辑角度管理资源的方法–CPU–内存–接口卡–……•软件与硬件分离•应用/服务不需要关心底层的实现•虚拟化的本质是虚拟“指令集”虚拟层硬件……操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用早期虚拟化---分区(Partition)技术•硬件资源被划分成数个分区，每个分区享有独立的CPU、内存，并安装独立的操作系统。•1965年，IBM7044机器，虚拟机开端•1967年，Djiskstra实现第一个虚拟系统•2001年-2004年，AIX5Lv5.1、v5.2、v5.3发布，分别实现逻辑分区、动态逻辑分区、微分区技术•2004年10月，Solaris10实现了SolarisContainer功能•2005年，1月，HP-UX11iv2发布，实现了从硬分区、软分区到应用层分区，最小分区粒度为1/20颗CPU•2005年10月，IBM发布虚拟I/O服务器虚拟化方式分类•硬件分区IBM/HP等大型机硬件分区技术•虚拟机（VirtualMachineMonitor）–VmwareVsphereESXserver–MircosoftVirtualPC/ServerHyper-V•准虚拟机（Para-Virtualization）–XenProject•虚拟操作系统（OSVirtualization）–Parallels(SWsoft)Virtuozzo/OpenVZProject–SunSolarisContainer–HPvSE–FreeBSDJail–LinuxVserver–LinuxKVM(Kernel-basedVirtualMachine)虚拟化方式--硬件分区服务器操作系统硬件系统应用应用操作系统硬件系统应用应用操作系统硬件系统应用应用•硬件资源被划分成数个分区，每个分区享有独立的CPU、内存，并安装独立的操作系统•在一台服务器上，存在多个系统实例，同时启动多个操作系统•金融领域(银行信息中心)广泛采用虚拟化方式--虚拟机•部署一个统一的宿主操作系统•在宿主操作系统上，加装了VirtualMachineMonitor，虚拟层作为应用级别的软件而存在，不涉及操作系统内核•虚拟层为每个虚拟机模拟一套独立的硬件设备，在其上安装所谓的客机操作系统。应用程序运行在客机操作系统中虚拟层硬件……操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用宿主操作系统虚拟化方式--虚拟操作系统•一个单一的节点运行着唯一的操作系统实例。•通过在这个操作系统上加装虚拟化平台，将系统划分成多个独立隔离的容器，每个容器是一个虚拟的操作系统，被称为虚拟环境（即VE，VirtualEnvironment），也被称为虚拟专用服务器（即VPS，VirtualPrivateServer）硬件……用户进程系统进程应用用户进程系统进程应用用户进程系统进程应用用户进程系统进程应用用户进程系统进程应用用户进程系统进程应用虚拟层宿主操作系统虚拟化方式--准虚拟机•修改操作系统的内核，加入一个虚拟管理（Hypervisor）层。它允许安装在同一硬件设备上的多个系统可以同时启动，由虚拟管理层来进行资源调配虚拟管理层/操作系统硬件……操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用操作系统虚拟硬件应用常用虚拟化方式比较虚拟化优势•降低成本–减少需要的物理服务器数量–减少需要的物理空间（机房、机柜等）–减少需要的管理人员–减少电耗和冷却费用•提高服务器的利用率•动态资源调配•灵活部署和管理•针对应用的增强功能–业务连续性–服务能力VMware虚拟化架构NetworkManagementStorageManagementandReplicationVirtualApplianceLiveMigrationFirewall;Anti-Virus;IntrusionPreventionandDetectionDynamicResourceSizingX86ArchitectureESXandESXiVMware应用--HA•功能–保证虚拟机的高可用性–当服务器故障时，自动重新启动虚拟机•优势–经济有效的适用于所有应用的高可用–不需要独占的stand-by硬件–没有集群软件的成本和复杂性XVMware应用--FT•在服务器故障时能够保证虚拟机无中断访问•零数据丢失和零宕机时间SecondaryprimaryvLocksteptechnologyvLocksteptechnologynewprimaryVMware应用--StorageVmotion•允许Datastor从一台存储设备在线迁移到另一台存储设备sourcedestinationVMware应用--Vmotion•实现虚拟机的热迁移–提高整体服务器资源利用率–在计划关机维护服务器时允许虚拟机持续提供服务–不需要关闭虚拟机即可把虚拟机移动到新的物理服务器VMware应用--DRSClusters•DRS集群是一组ESX服务器和相关联虚拟机的集合•跨资源池动态调整计算资源•基于预定义的规则智能分配资源•激活DRS功能的集群系统–被vCenter管理–能够动态地在服务器上平衡虚拟机的负载–强制执行准确的资源策略(reservations,limits,shares)•兼容vMotionClusterVMware应用--DPM•DistributedPowerManagement(分布式电源管理)•在无需中断服务等级的情况下，聚集闲置的计算资源和关闭未使用的服务器VMware应用--SRM•与存储复制配合进行业务容灾•简化并自动化灾难恢复工作流：–设置、测试、故障切换和业务恢复•对来自VirtualCenter的恢复计划提供集中管理•将手动恢复过程转换为自动恢复计划•简化与第三方存储复制的集成•实现快速、可靠、易于管理且价格合理的灾难恢复生产恢复VMware应用--VDI•虚拟桌面解决方案•可以将所有办公之用的桌面系统、应用和数据集中存放在数据中心管理、维护•数据可以集中备份思考：集群、虚拟化和存储的关系？集群、虚拟化环境，必须要用存储阵列。THANKS谢谢