虚拟化基础知识

虚拟化基础架构介绍虚拟化类比餐饮业经营管理服务器管理临街单独门面火锅店传统服务器管理模型电力，空调，排烟，水，冷柜CPU，内存，磁盘火锅行业标准X86架构厨房各种设备操作系统（用于实现各种功能）厨师应用程序（按照智能区分）装修风格，座位布局，汤锅用户界面原料原始数据菜肴最终数据报表端菜的服务员网络美食城服务器虚拟化模型美食城里一家火锅店虚拟机整体无损伤搬家公司P2V（物理到虚拟转换）美食城管理处（虚拟化管理点）Vcenter中央空调送风管，大效率配电盘虚拟层标准厨房故障时，厨师转移到另外一间继续炒菜（双机）HA美食城公共冷库存储基础概念什么是服务器虚拟化?就是将物理服务器、操作系统、及其应用程序“打包”为一个档案-可移动的虚拟机服务器虚拟化的基础概念虚拟机物理服务器虚拟化的关键特征硬件独立可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机分区在单一物理服务器上同时运行多个虚拟机隔离每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离封装虚拟机将整个系统，包括硬件配置、操作系以及应用等封装在文件里…………...………………...………………...……高可用(HA)功能当服务器故障时，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经济有效的适用于所有应用的高可用解决方案ResourcePoolX分布式资源调度(DRS：DistributedResourceScheduler)：按需自动资源调配功能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优势使IT和业务优先级对应动态提高系统管理效率自动化的硬件维护动态负载均衡和连续智能优化，保证所有应用需要的的资源资源池ResourcePool业务需求BusinessDemand围绕业务进行组织和规划…而不是您的硬件!ESXServer1ESXServer2ESXServer3SAPCitrixDNS/DHCPOracleSQLServerApacheExchServerSAN存储DRS发生时的情形演示负载分配规则设定一次，永远有效，自动执行易于添加更多的资源避免业务繁忙时段的过载动态添加硬件资源池CPU36GHz,Mem58GB高可用性通过DRS动态获得硬件资源资源池优先级：高虚拟架构解决方案服务器整合ServerConsolidation&Containment虚拟架构解决方案开发测试环境Testing&Development业务连续BusinessContinuity整合在一台服务器上运行多个操作系统和应用使新的硬件支持老的应用数据中心撤退旧的硬件抑制用虚拟架构预备新的项目推迟购买新的物理硬件通过虚拟架构整合服务器，控制x86服务器的蔓延服务器整合对现有大量的x86服务器进行整合ExchServerExchServerESXServer1ESXServer2ESXServer3SQLServerWinXPWin2KRH7.3SQLClientWin2KASNT4DNS/DHCP整合前环境1U,2-wayRackmount1U,2-wayRackmount整合后环境SQLServer等等大量服务器2，4或N(32)路服务器整合前整合后•3－10天的硬件采购•20－40小时，为一台服务器安装操作系统和应用程序•硬件上架安装•安装操作系统及补丁•配置安全策略，域和用户权限•配置网络（IP，DNS）•配置存储（DAS，SAN，NAS）•安装必要的系统管理代理，备份代理和其它的必要的系统软件•安装配置应用软件•测试应用•安排宕机时间，数据迁移•15－30分钟，用模板和自动部署向导或拷贝虚拟机，启动即可•把虚拟机拷贝然后重新启动[工具已经安装][应用已经安装，配置]服务器整合的效果服务器虚拟化优点降低TCO（降低服务器投资成本）•将不同应用负载虚拟化使得用户可以大大减少服务器的数量•典型的平均整合比率在8:1到15:1应用服务器台数成本A系统1￥40000B系统1￥40000C系统1￥40000D系统1￥40000E系统1￥40000其它5￥200000总计10￥400,000应用服务器台数成本A系统5￥200,000B系统C系统D系统E系统其它总计5￥200,000整合前整合后硬件投资减少50%服务器虚拟化优点节能降耗（降低服务器服务器电源开销）应用服务器台数功耗A系统10.6kW/hB系统10.6kW/hC系统10.6kW/hD系统10.6kW/hE系统10.6kW/h其它53kW/h一年总计1052560kW应用服务器台数成本A系统53kW/hB系统C系统D系统E系统其它总计526280kW整合前整合后•电力消耗是按照服务器平稳运行状态下进行计算的。但是还有其它节省：变压设备、不间断电源(UPS)、电源线、风扇、空调、加湿器、照明等等。•以2U服务器为单位计算。电量消耗减少50%服务器虚拟化优点节能降耗（制冷系统）制冷系统需要按照空气流动要求进行配置•计算中的交流电消耗被完全转化为热量。因此，1千瓦电力消耗=1千瓦热量的产生。从耗电量计算如下：•在采用VMware之前所消耗的电量=6千瓦•在采用VMware之后所消耗的电量=3千瓦•其它重要假设•冷却设备每处理1瓦的热量自身需要消耗0.8瓦电力（HP实验室的经验值）•通常需要25%冗余空气流动能力•额外增加25%冷却系统开销，如维持湿度等•服务器整合前：十台服务器以及网络、存储设备需要在机房中配置4匹空调•服务器整合后：五台服务器以及网络、存储设备只需要在机房中配置2匹空调每年机房可减少空调耗电量：2*0.735kW*24*365=12877.2kW服务器虚拟化优点提高了系统的可用性物理主机被虚拟化后，计算资源均被池化。当资源池里一个节点发生故障时，运行在其上的虚拟机将自动迁移到健康的物理主机上。成功案例：某政府机构的服务器整合案例虚拟服务器VirtualCenter备份服务器LAN磁盘阵列磁带库光纤交换机Storage业务连续性解决方案业务连续性的挑战成本复杂性可靠性虚拟架构能解决的问题减少非计划的宕机时间减少有计划的宕机时间降低成本和复杂性改善灾难恢复，提高可靠性虚拟架构使业务连续性更简单、更有效降低计划外宕机的解决方案集群支持第三方冗余软件支持在同一个物理机或跨物理机的虚拟机集群内置硬件冗余功能支持冗余的网络和存储连接用虚拟机冗余系统非常容易VMotion技术让您能够把正在运行中的虚拟机从一台物理机器上搬移到另一台，而服务不中断用VMotion减少计划内宕机时间SAN、iSCSI或NAS客户优势：可以零宕机的进行有计划的服务器维护和升级提前迁移应用远离失效的硬件迁移工作负载，资源利用率最大化难题虚拟化架构的优点降低成本合并测试环境降低系统管理成本提高效率快速准备和迁移虚拟机简化开发者和测试者的协作提高质量用虚拟机库增加覆盖范围容易模拟复杂和多变的测试环境开发/测试环境虚拟化架构操作系统Exchange操作系统虚拟层操作系统VPN操作系统虚拟层操作系统File/Print操作系统虚拟层操作系统CRM操作系统虚拟层虚拟架构连接部件池CPU池内存池存储池传统架构视图虚拟服务架构虚拟架构连接部件池CPU池内存池存储池CRMOperatingSystemCRMOperatingSystemVPNOperatingSystemVPNOperatingSystemFile/PrintOperatingSystemFile/PrintOperatingSystemExchangeOperatingSystemExchangeOperatingSystemCRMOperatingSystemCRMOperatingSystemVPNOperatingSystemVPNOperatingSystemFile/PrintOperatingSystemFile/PrintOperatingSystemExchangeOperatingSystemExchangeOperatingSystem新一代数据中心架构案例赏析如何延长老的业务系统的生命周期?•支撑老业务系统的硬件老化亟需系统升级，由于软件升级成本高、周期长，而且当前软件系统完全能够满足业务需求，如果能够仅仅升级硬件是最好不过的，但是，新的硬件已经不再兼容业务系统。•企业必须使用一些业务系统（如政府部门规定使用的系统），而这些系统和当前主流的硬件平台不兼容。•概述：将当前业务系统迁移至虚拟化平台之上。在“虚拟化平台”中，迁移后业务系统运行于虚拟层之上，独立于硬件平台，与硬件的兼容性问题也就迎刃而解。•迁移过程：利用虚拟化的转换工具，将原来的操作系统以及应用程序完整的转换成虚拟机，并在虚拟化平台上运行虚拟机，从此，此虚拟机将可以完全替代原有系统。整个迁移过程可以保证迁移前后系统完全一致。•延长业务系统的生命周期•降低硬件风险•保护投资GuestOSAppAppAppVMwareESX系统构成图OSAppAppApp效果评价图020406080100服务器利用率性能节能稳定性灾难承受力总体成本高可用安全性4目标客户的困惑：4解决方案：4客户收益：如何让机房更加节能高效?随着业务的增长，服务器的数量也快速增长，服务器增长带来一系列问题：•服务器周边设施（如网络设备、KVM、UPS等）相应增加。•电力消耗也急剧增长。电力消耗来自于两方面：设备供电和制冷•机架空间膨胀。而另一方面，服务器的利用率却普遍徘徊在8%的水平线上下。降低能源消耗、提高服务器利用水平是IT面临的普遍问题。服务器虚拟化整合。利用当前的虚拟化技术将多台服务器整合到一个物理主机当中，并进行统一管理。本方案可实现高密度（1：20以上）整合。•能源消耗下降。（实施前20台主机耗电：140160KW/年。实施后2台主机耗电：14016KW/年）•机房空间节省。•服务器管理更方便，维护成本下降。系统构成图效果评价图020406080100服务器利用率性能节能稳定性灾难承受力总体成本高可用安全性4目标客户的困惑：4解决方案：4客户收益：如何让关键业务实现更好的延续性?如何确保业务运作无间断是当今企业面临的重大挑战之一。而对IT部门而言这个挑战就是：如何确保各信息系统能不间断运行或者尽量减少业务间断时间。传统的解决方法很多，但是成本高昂，而且实施技术复杂。•Livemotion(vMotion)：当服务器需要停机进行维护时，该主机上运行的虚拟机可以动态地迁移到其他主机，迁移过程对业务的中断极短（数秒内）甚至感觉不到业务中断。•HighAvailability(HA)：当服务器宕机后，15秒后，该服务器上运行的虚拟主机将在另一台主机上启动，这样服务器硬件故障对业务影响可以控制在10分钟之内。•FailureTolerance(FT)：应用了FT技术的虚拟机在另外的主机上有一个完全一致的拷贝，当该该虚拟机宕机时，另外一台可以立刻上线，整个过程是透明的，业务中断时间为0。系统构成图•度身定做适合本企业的业务延续性方案，实现更大的弹性。•业务延续性轻松确保•实施成本、管理成本降低效果评价图020406080100服务器利用率性能节能稳定性灾难承受力总体成本高可用安全性4目标客户的困惑：4解决方案：4客户收益：如何让业务从不可预知的灾难中恢复?当面对不可抗拒的因素所造成的灾难时（如自然灾害等），信息系统如何尽快从灾难中恢复？答案是：异地容灾。众多的异地容灾方案中那种可以让您以最低的成本实现？那种可以让您更轻松部署和管理？4目标客户的困惑：4解决方案：结合VMware的站点恢复和HP的存储容灾方案可以帮你在从容应对异地容灾难题。•SiteRecoveryManager：集成于虚拟化管理环境。自动侦测灾难发生，简化操作恢复步骤，自动化恢复过程以满足恢复目标。•HPStorageworksContinuousAccess：控制存储底层的数据同步。4客户收益：•结合虚拟化环境灾难恢复管理大为简化，自动化过程加速了恢复•在不间断业务的状况下