虛擬化基礎知識介紹

1、虛擬化基礎架構(gòu)介紹虛擬化基礎架構(gòu)介紹虛擬化類比虛擬化類比餐飲業(yè)經(jīng)營管理餐飲業(yè)經(jīng)營管理服務器管理服務器管理臨街單獨門面火鍋店傳統(tǒng)服務器管理模型電力，空調(diào)，排煙，水，冷柜CPU，內(nèi)存，磁盤火鍋行業(yè)標準X86架構(gòu)廚房各種設備操作系統(tǒng)（用于實現(xiàn)各種功能）廚師應用程序（按照智能區(qū)分）裝修風格，座位布局，湯鍋用戶界面原料原始數(shù)據(jù)菜肴最終數(shù)據(jù)報表端菜的服務員網(wǎng)絡美食城服務器虛擬化模型美食城里一家火鍋店虛擬機整體無損傷搬家公司P2V （物理到虛擬轉(zhuǎn)換）美食城管理處（虛擬化管理點）Vcenter中央空調(diào)送風管，大效率配電盤虛擬層標準廚房故障時，廚師轉(zhuǎn)移到另外一間繼續(xù)炒菜（雙機）HA美食城公共冷庫存儲基礎概念基礎

2、概念什么是服務器虛擬化? 就是將物理服務器、操作系統(tǒng)、及其應用程序 “打包”為一個檔案-可移動的虛擬機服服務務器器虛擬虛擬化的化的基礎基礎概念概念虛擬機虛擬機物理物理服務器服務器虛擬化的關鍵特征虛擬化的關鍵特征硬件獨立硬件獨立可以在其他服務器上不加修改的可以在其他服務器上不加修改的運行虛擬機運行虛擬機分區(qū)分區(qū)在單一物理服務器上同時運行多個在單一物理服務器上同時運行多個虛擬機虛擬機隔離隔離每一個虛擬機都與同在一個服務器每一個虛擬機都與同在一個服務器上的其他虛擬機相隔離上的其他虛擬機相隔離 封裝封裝 虛擬機將整個系統(tǒng)，包括硬件配置、虛擬機將整個系統(tǒng)，包括硬件配置、操作系以及應用等封裝在文件里操作系

3、以及應用等封裝在文件里. . . .高可用高可用(HA)功能當服務器故障時，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成本和復雜性經(jīng)濟有效的適用于所有應用的高可用解決方案經(jīng)濟有效的適用于所有應用的高可用解決方案Resource PoolX分布式資源調(diào)度分布式資源調(diào)度(DRS： Distributed Resource Scheduler)：按需自動資源調(diào)配：按需自動資源調(diào)配功能跨資源池動態(tài)調(diào)整計算資源基于預定義的規(guī)則智能分配資源優(yōu)勢使IT和業(yè)務優(yōu)先級對應 動態(tài)提高系統(tǒng)管理效率自動化的硬件維護動態(tài)負載均衡和連續(xù)智能優(yōu)化，保證所有應用需要

4、的的資源動態(tài)負載均衡和連續(xù)智能優(yōu)化，保證所有應用需要的的資源資源池資源池Resource Pool業(yè)務需求業(yè)務需求Business Demand圍繞業(yè)務進行組織和規(guī)劃圍繞業(yè)務進行組織和規(guī)劃而不是您的硬件而不是您的硬件!ESX Server 1ESX Server 2ESX Server 3SAPCitrixDNS/DHCPOracleSQL ServerApacheExch Server負載分配規(guī)則設定一次，負載分配規(guī)則設定一次，永遠有效，自動執(zhí)行永遠有效，自動執(zhí)行易于添加更多的資源易于添加更多的資源避免業(yè)務繁忙時段的過避免業(yè)務繁忙時段的過載載動態(tài)添加硬件動態(tài)添加硬件資源池資源池CPU 36G

5、Hz, Mem 58GB高可用性高可用性通過通過DRS動態(tài)獲得硬件資源動態(tài)獲得硬件資源資源池資源池優(yōu)先級：高優(yōu)先級：高虛擬架構(gòu)解決方案虛擬架構(gòu)解決方案服務器整合服務器整合Server Consolidation & Containment虛擬架構(gòu)解決方案虛擬架構(gòu)解決方案開發(fā)測試環(huán)境開發(fā)測試環(huán)境Testing & Development業(yè)務連續(xù)業(yè)務連續(xù)Business Continuity整合在一臺服務器上運行多個操作系統(tǒng)和應用使新的硬件支持老的應用數(shù)據(jù)中心撤退舊的硬件抑制用虛擬架構(gòu)預備新的項目推遲購買新的物理硬件通過虛擬架構(gòu)整合服務器，控制通過虛擬架構(gòu)整合服務器，控制x86服務

6、器的蔓延服務器的蔓延服務器整合服務器整合對現(xiàn)有大量的對現(xiàn)有大量的x86服務器進行整合服務器進行整合Exch ServerExch ServerESX Server 1ESX Server 2ESX Server 3SQL ServerWin XPWin 2KRH 7.3SQL ClientWin2K ASNT4DNS/DHCP 1U, 2-way Rackmount 1U, 2-way RackmountSQL Server等等大量服務器2，4或或N(32)路服務器路服務器整合前整合前整合后整合后310天的硬件采購2040小時，為一臺服務器安裝操作系統(tǒng)和應用程序硬件上架安裝安裝操作系統(tǒng)及補丁配

7、置安全策略，域和用戶權(quán)限配置網(wǎng)絡（IP，DNS）配置存儲（DAS，SAN，NAS）安裝必要的系統(tǒng)管理代理，備份代理和其它的必要的系統(tǒng)軟件安裝配置應用軟件測試應用安排宕機時間，數(shù)據(jù)遷移1530分鐘，用模板和自動部署向?qū)Щ蚩截愄摂M機，啟動即可把虛擬機拷貝然后重新啟動 工具已經(jīng)安裝 應用已經(jīng)安裝，配置服務器整合的效果服務器整合的效果服務器虛擬化優(yōu)點服務器虛擬化優(yōu)點降低降低TCO（降低服務器投資成本）（降低服務器投資成本）將不同應用負載虛擬化使得用戶可以大大減少服務器的數(shù)量典型的平均整合比率在8:1到15:1應用應用服務器臺數(shù)服務器臺數(shù)成本成本A系統(tǒng)1￥40000B系統(tǒng)1￥40000C系統(tǒng)1￥4000

8、0D系統(tǒng)1￥40000E系統(tǒng)1￥40000其它5￥200000總計10￥400,000應用應用服務器臺數(shù)服務器臺數(shù)成本成本A系統(tǒng)5￥200,000B系統(tǒng)C系統(tǒng)D系統(tǒng)E系統(tǒng)其它總計5￥200,000整合前整合后硬件投資硬件投資減少減少50%服務器虛擬化優(yōu)點服務器虛擬化優(yōu)點節(jié)能降耗（降低服務器服務器電源開銷）節(jié)能降耗（降低服務器服務器電源開銷）應用應用服務器臺數(shù)服務器臺數(shù)功耗功耗A系統(tǒng)10.6kW/hB系統(tǒng)10.6kW/hC系統(tǒng)10.6kW/hD系統(tǒng)10.6kW/hE系統(tǒng)10.6kW/h其它53kW/h一年總計1052560kW應用應用服務器臺數(shù)服務器臺數(shù)成本成本A系統(tǒng)53kW/hB系統(tǒng)C系統(tǒng)D系

9、統(tǒng)E系統(tǒng)其它總計526280kW整合前整合后電力消耗是按照服務器平穩(wěn)運行狀態(tài)下進行計算的。但是還有其它節(jié)?。鹤儔涸O備、不間 斷電源(UPS)、電源線、風扇、空調(diào)、加濕器、照明等等。以2U服務器為單位計算。電量消耗電量消耗減少減少50%服務器虛擬化優(yōu)點服務器虛擬化優(yōu)點節(jié)能降耗（制冷系統(tǒng)）節(jié)能降耗（制冷系統(tǒng)）制冷系統(tǒng)需要按照空氣流動要求進行配置 計算中的交流電消耗被完全轉(zhuǎn)化為熱量。因此，1千瓦電力消耗= 1千瓦熱量的產(chǎn) 生。從耗電量計算如下： 在采用VMware之前所消耗的電量= 6千瓦 在采用VMware之后所消耗的電量= 3千瓦其它重要假設冷卻設備每處理1瓦的熱量自身需要消耗0.8瓦電力（HP

10、實驗室的經(jīng)驗值） 通常需要25%冗余空氣流動能力額外增加25%冷卻系統(tǒng)開銷，如維持濕度等服務器整合前：十臺服務器以及網(wǎng)絡、存儲設備需要在機房中配置4匹空調(diào)服務器整合后：五臺服務器以及網(wǎng)絡、存儲設備只需要在機房中配置2匹空調(diào)每年機房可減少空調(diào)耗電量：2*0.735kW*24*365=12877.2kW服務器虛擬化優(yōu)點服務器虛擬化優(yōu)點提高了系統(tǒng)的可用性提高了系統(tǒng)的可用性物理主機被虛擬化后，計算資源均被池化。當資源池里一個節(jié)點發(fā)生故障時，運行在其上的虛擬機將自動遷移到健康的物理主機上。服務器虛擬化實現(xiàn)方法服務器虛擬化實現(xiàn)方法虛擬化如何實現(xiàn)虛擬化如何實現(xiàn)虛擬化前虛擬化后服務器虛擬化將硬件、操作系統(tǒng)和應

11、用程序一同裝入服務器虛擬化將硬件、操作系統(tǒng)和應用程序一同裝入一個可遷移的虛擬機檔案文件中一個可遷移的虛擬機檔案文件中軟件必須與硬件相結(jié)合每臺機器上只有單一的操作系統(tǒng)鏡像每個操作系統(tǒng)只有一個應用程序負載每臺機器上有多個負載軟件相對于硬件獨立未更改過的應用未更改過的應用未更改過的未更改過的OS虛擬硬件虛擬硬件成功案例：某政府機構(gòu)的服務器整合案例成功案例：某政府機構(gòu)的服務器整合案例虛擬服務器虛擬服務器Virtual Center備份服務器備份服務器LAN磁盤陣列磁盤陣列磁帶庫磁帶庫光纖交換機光纖交換機Storage業(yè)務連續(xù)性解決方案業(yè)務連續(xù)性解決方案業(yè)務連續(xù)性的挑戰(zhàn)業(yè)務連續(xù)性的挑戰(zhàn)成本復雜性 可靠性

12、虛擬架構(gòu)能解決的問題虛擬架構(gòu)能解決的問題減少非計劃的宕機時間減少有計劃的宕機時間降低成本和復雜性改善災難恢復，提高可靠性虛擬架構(gòu)使業(yè)務連續(xù)性更簡單、更有效虛擬架構(gòu)使業(yè)務連續(xù)性更簡單、更有效降低計劃外宕機的解決方案降低計劃外宕機的解決方案集群集群支持第三方冗余軟件支持在同一個物理機或跨物理機的虛擬機集群內(nèi)置硬件冗余功能內(nèi)置硬件冗余功能支持冗余的網(wǎng)絡和存儲連接用虛擬機冗余系統(tǒng)非常容易VMotion技術讓技術讓您您能夠把正在運行中的虛擬機從一臺物理機器上搬能夠把正在運行中的虛擬機從一臺物理機器上搬移到另一臺，而服務不中斷移到另一臺，而服務不中斷用用 VMotion減少計劃內(nèi)宕機時間減少計劃內(nèi)宕機時間

13、SAN、iSCSI或或NAS客戶優(yōu)勢：客戶優(yōu)勢：可以零宕機零宕機的進行有計劃的服務器維護和升級提前遷移應用遠離失效的硬件遷移工作負載，資源利用率最大化備份備份用現(xiàn)有的方式(虛擬機中的備份代理)與與/或或通過備份很少數(shù)量的文件和封裝來備份整個虛擬機恢復恢復用現(xiàn)有的方式 (虛擬機中的備份代理)或或恢復虛擬機文件，不需裸機恢復軟件用共享的存儲立即重啟虛擬機虛擬架構(gòu)增強了備份和恢復虛擬架構(gòu)增強了備份和恢復難題虛擬化架構(gòu)的優(yōu)點降低成本合并測試環(huán)境合并測試環(huán)境降低系統(tǒng)管理成本降低系統(tǒng)管理成本提高效率快速準備和遷移虛擬機快速準備和遷移虛擬機簡化開發(fā)者和測試者的協(xié)作簡化開發(fā)者和測試者的協(xié)作提高質(zhì)量用虛擬機庫增

14、加覆蓋范圍用虛擬機庫增加覆蓋范圍容易模擬復雜和多變的測試環(huán)境容易模擬復雜和多變的測試環(huán)境開發(fā)開發(fā)/測試環(huán)境虛擬化架構(gòu)測試環(huán)境虛擬化架構(gòu)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)Exchange操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)虛擬層虛擬層操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)VPN操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)虛擬層虛擬層操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)File/Print操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)虛擬層虛擬層操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)CRM操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)虛擬層虛擬層虛擬架構(gòu)虛擬架構(gòu)連接部件池連接部件池CPU池池內(nèi)存池內(nèi)存池存儲池存儲池傳統(tǒng)架構(gòu)視圖傳統(tǒng)架構(gòu)視圖虛擬服務架構(gòu)虛擬服務架構(gòu)虛擬架構(gòu)虛擬架構(gòu)連接部件池連接部件池CPU池池內(nèi)存池內(nèi)存池存儲池存儲池新一代數(shù)據(jù)中心架構(gòu)新一代數(shù)據(jù)中心架構(gòu)案例賞析案例賞析如

15、何延長老的業(yè)務系統(tǒng)的生命周期如何延長老的業(yè)務系統(tǒng)的生命周期?支撐老業(yè)務系統(tǒng)的硬件老化亟需系統(tǒng)升級，由于軟件升級成本高、周期長，而且當前軟件系統(tǒng)完全能夠滿足業(yè)務需求，如果能夠僅僅升級硬件是最好不過的，但是，新的硬件已經(jīng)不再兼容業(yè)務系統(tǒng)。企業(yè)必須使用一些業(yè)務系統(tǒng)（如政府部門規(guī)定使用的系統(tǒng)），而這些系統(tǒng)和當前主流的硬件平臺不 兼容。概述：將當前業(yè)務系統(tǒng)遷移至虛擬化平臺之上。 在“虛擬化平臺”中，遷移后業(yè)務系統(tǒng)運行于虛擬層之上，獨立于硬件平臺，與硬件的兼容性問題也就迎刃而解。遷移過程：利用虛擬化的轉(zhuǎn)換工具，將原來的操作系統(tǒng)以及應用程序完整的轉(zhuǎn)換成虛擬機，并在虛擬化平臺上運行虛擬機，從此，此虛擬機將可以

16、完全替代原有系統(tǒng)。整個遷移過程可以保證遷移前后系統(tǒng)完全一致。延長業(yè)務系統(tǒng)的生命周期降低硬件風險保護投資Guest OSAppAppAppVMware ESX系統(tǒng)構(gòu)成圖系統(tǒng)構(gòu)成圖OS AppApp App效果評價圖效果評價圖目標客戶的困惑：目標客戶的困惑：解決方案：解決方案：客戶收益：客戶收益：如何讓機房更加節(jié)能高效如何讓機房更加節(jié)能高效?隨著業(yè)務的增長，服務器的數(shù)量也快速增長，服務器增長帶來一系列問題： 服務器周邊設施（如網(wǎng)絡設備、KVM、UPS等）相應增加。 電力消耗也急劇增長。電力消耗來自于兩方面：設備供電和制冷 機架空間膨脹。而另一方面，服務器的利用率卻普遍徘徊在8%的水平線上下。降低能

17、源消耗、提高服務器利用水平是IT面臨的普遍問題。服務器虛擬化整合。利用當前的虛擬化技術將多臺服務器整合到一個物理主機當中，并進行統(tǒng)一管理。本方案可實現(xiàn)高密度（1：20以上）整合。 能源消耗下降。（實施前20臺主機耗電：140160KW/年。實施后2臺主機耗電：14016KW/年） 機房空間節(jié)省。 服務器管理更方便，維護成本下降。系統(tǒng)構(gòu)成圖系統(tǒng)構(gòu)成圖效果評價圖效果評價圖目標客戶的困惑：目標客戶的困惑：解決方案：解決方案：客戶收益：客戶收益：如何讓關鍵業(yè)務實現(xiàn)更如何讓關鍵業(yè)務實現(xiàn)更好的延續(xù)性好的延續(xù)性?如何確保業(yè)務運作無間斷是當今企業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)之一。而對IT部門而言這個挑戰(zhàn)就是：如何確保各信息

18、系統(tǒng)能不間斷運行或者盡量減少業(yè)務間斷時間。傳統(tǒng)的解決方法很多，但是成本高昂，而且實施技術復雜。Live motion(vMotion)：當服務器需要停機進行維護時，該主機上運行的虛擬機可以動態(tài)地遷移到其他主機，遷移過程對業(yè)務的中斷極短（數(shù)秒內(nèi)）甚至感覺不到業(yè)務中斷。 High Availability(HA)：當服務器宕機后，15秒后，該服務器上運行的虛擬主機將在另一臺主機上啟動，這樣服務器硬件故障對業(yè)務影響可以控制在10分鐘之內(nèi)。 Failure Tolerance(FT)：應用了FT技術的虛擬機在另外的主機上有一個完全一致的拷貝，當該該虛擬機宕機時，另外一臺可以立刻上線，整個過程是透明的，

19、業(yè)務中斷時間為0。系統(tǒng)構(gòu)成圖系統(tǒng)構(gòu)成圖 度身定做適合本企業(yè)的業(yè)務延續(xù)性方案，實現(xiàn)更大的彈性。 業(yè)務延續(xù)性輕松確保 實施成本、管理成本降低效果評價圖效果評價圖目標客戶的困惑：目標客戶的困惑：解決方案：解決方案：客戶收益：客戶收益：如何讓業(yè)務從不可預知的災難中恢復如何讓業(yè)務從不可預知的災難中恢復?當面對不可抗拒的因素所造成的災難時（如自然災害等），信息系統(tǒng)如何盡快從災難中恢復？答案是：異地容災。眾多的異地容災方案中那種可以讓您以最低的成本實現(xiàn)？那種可以讓您更輕 松部署和管理？目標客戶的困惑：目標客戶的困惑：解決方案：解決方案：結(jié)合VMware的站點恢復和HP的存儲容災方案可以幫你在從容應對異地容災

20、難題。 Site Recovery Manager：集成于虛擬化管理環(huán)境。自動偵測災難發(fā)生，簡化操作恢復步驟，自動化恢復過程以滿足恢復目標。 HP Storageworks Continuous Access：控制存儲底層的數(shù)據(jù)同步。客戶收益：客戶收益： 結(jié)合虛擬化環(huán)境災難恢復管理大為簡化，自動化過程加速了恢復 在不間斷業(yè)務的狀況下進行災難恢復測試 部署成本降低系統(tǒng)構(gòu)成圖系統(tǒng)構(gòu)成圖效果評價圖效果評價圖1.服務器硬件保修服務到期，其上運行業(yè)務不能與新款機器相兼容服務器硬件保修服務到期，其上運行業(yè)務不能與新款機器相兼容描述：有幾臺服務器已經(jīng)購買不到原廠的金牌服務，但業(yè)務仍然在繼續(xù)使用。一旦硬件出現(xiàn)

21、故障，修復將變得異常困難。推薦方案：打包方案一推薦理由：1.IT日常維護的工作繁瑣量大，付出辛勤勞動換來的 穩(wěn)定服務品質(zhì)，經(jīng)常被領導忽視。但只要一出現(xiàn)故障責難，批評之聲不斷。與其故障之后焦頭爛額的去應付，還不如把工作做在前面，計劃性進行老化更新，開始預防性維護。2.虛擬化方案降低了遷移的難度與風險。相比傳統(tǒng)服務器硬件升級的方法，（重新安裝OS，應用，有可能還會修改應用）已經(jīng)輕松很多。銷售機會銷售機會銷售機會銷售機會2.老業(yè)務系統(tǒng)無維護支持。老業(yè)務系統(tǒng)無維護支持。描述：老業(yè)務系統(tǒng)仍在使用，已經(jīng)找不到原有開發(fā)人員的支持。如果出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞，將很難修復。推薦方案：打包方案一推薦理由：1.IT日常維護

22、的工作繁瑣量大，付出辛勤勞動換來的 穩(wěn)定服務品質(zhì)，經(jīng)常被領導忽視。但只要一出現(xiàn)故障責難，批評之聲不斷。與其故障之后焦頭爛額的去應付，還不如把工作做在前面，計劃性進行老化更新，開始預防性維護。2.虛擬化方案降低了遷移的難度與風險。相比傳統(tǒng)服務器硬件升級的方法，（重新安裝OS，應用，有可能還會修改應用）已經(jīng)輕松很多。銷售機會銷售機會3.關鍵業(yè)務系統(tǒng)（生產(chǎn)系統(tǒng)）可用性有待提升關鍵業(yè)務系統(tǒng)（生產(chǎn)系統(tǒng)）可用性有待提升要點：1.擔心系統(tǒng)故障導致業(yè)務的中斷2.以前發(fā)生過此類故障，而且影響很大3.關鍵業(yè)務系統(tǒng)的應用與數(shù)據(jù)沒 有做節(jié)點級別的冗余備份。推薦方案：打包方案三實現(xiàn)高可用推薦理由：1.VMware的HA

23、,FT將極大的降低系統(tǒng)災難故障導致的影響2.以往在高端小型機上才有的一 些高可用特性，現(xiàn)在已經(jīng)開始在x86架構(gòu)服務器上以較低成本在普及。3.VMware技術成熟。國內(nèi)電信，移動，銀行，保險業(yè)都有使用。在華外企，西門子，佳能，大眾也是VMware客戶。4.實現(xiàn)成本低。如果趕上硬件老化更新，則更能體現(xiàn)優(yōu)勢。銷售機會銷售機會4.服務器數(shù)量眾多，利用率低下，而且能耗高。服務器數(shù)量眾多，利用率低下，而且能耗高。要點：1.企業(yè)服務器30臺以上，機房機柜4臺以上2.過半服務器已經(jīng)使用3年以上，陸續(xù)進入淘汰老化更新期3.很多服務器只是在一天中的某個時段會有，使用高峰出現(xiàn)。其他時候使用率不過10%，而有些服務器則會出現(xiàn)資源不足。推薦方案：打包方案二，做出生產(chǎn)8：1，非生產(chǎn)15:1的整合。推薦理由：1.整合可以把所有計算資源池化，在各個應用中動態(tài)調(diào)配。2.降低