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                首頁 > 產品中心 > 正文

              服務器虛擬化案例
              發布時間:2015-04-23 16:20:00   來源:blog.51cto.com

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              前  言

              VMware的服務器虛擬化解決方案能夠幫助用戶以服務器虛擬化的方式,對現有IT資源進行服務器虛擬化整合,以提供降低 IT 復雜性的新方法,它將按需提供的自助管理虛擬基礎架構匯集成高效池,以服務的形式提供計算。

              針對公司現有的IT資產,服務器資源利用率進行調研,分析,發現服務器硬件資源的總體利用率并不高。大多數服務器并不對外提供關鍵業務,一段時間內業務量并不會有明顯增加,但隨著我公司的業務拓展逐步加快,新增項目逐漸增多,需要采購更多的服務器來滿足日益增加的項目需求,從ROI/TCO來看并不劃算。

              1公司IT現狀

              公司網絡拓樸圖

              wKiom1M7Z6Hjg2gwAAEYyPUkWlk475.jpg

              1-1

              服務器資源統計表

              wKiom1M7aEHwnzXQAAUyAr92b0o007.jpg

              1-2

              公司IT機房目前共有35臺服務器,除去因故障、無硬盤、沒有使用,目前正在使用的服務器為25臺。本信息表僅統計正在使用的服務器資源進行統計。

              1.1服務器資源利用率不高

              1.1.1 CPU資源利用率

              wKioL1M7aOvRGCMsAAIe_WeXDJA652.jpg

              1-3

              從圖1-2可以很清楚的看出服務器CPU資源利用率普遍低于10%,僅有4臺服務器的CPU資源利用率高于10%。從圖1-3可以看出有7款不同型號的CPU,其中Intel(R)Xeon(TM)2.80GHzCPU的服務器占到了56%,而這款CPU早已成為過去時。

              1.1.2內存資源利用率

              wKiom1M7aSjCNqOAAAFtEL4aIsU714.jpg

              1-4

              從圖1-4可以很清楚的看出超過一半的服務器內存資源利用率低于50%。

              1.1.3存儲資源利用率

              wKioL1M7aRHiYaEyAAHNWgyjQRM993.jpg

              1-5

              結合圖1-2與圖1-5可以看出,大部分的服務器標配的磁盤空間都非常小,一小部分服務器的磁盤空間利用率仍就非常低,而一部分服務器磁盤空間又明顯不夠,但確沒有及時擴充磁盤空間。

              1.2機房環境混亂

              1.2.1服務器老化嚴重

              wKiom1M7aVbipCP0AAEmezC4r3w502.jpg

              1-6

              從圖1-6可看出各廠商服務器的的分布情況,除了少數幾臺DELLHP服務器仍在維保期內,其余的服務器早已經過了三年的維保期限,也沒有再續購維保,服務器的后期服務得不到保障,而且MSI的服務器設備已經相當之陳舊,隨時都有報廢的可能。這部分服務器占到了總服務器的58%,這是一個非常危險的信號。

              1.2.2機房線纜雜亂

              機房各種線纜隨處可見,線纜亂接亂放,而且沒有任何標記,都是臨時需要臨時做,線纜質量與工藝都得不到保證,也沒有庫存的標準線纜。

              1.2.3設備線纜無規范標識

              機房的的大部分設備和線纜都沒有統一格式的標簽,有些就是用一個手寫標簽紙直接貼上去,及其不規范,有的設備或線纜甚至就直接沒有標簽。這些都是機房建設和管理極不規范的地方,后期會給我們的機房管理帶來很多不便。

              1.3 IT管理效率低下

              機房的服務器目前仍采用陳舊的管理模式,人工定期巡檢,沒有較好的管理與資源監控手段,不能實時的了解到服務器的運行狀態,資源的利用情況。服務器出現故障時較難定位故障,而且都是事后處理,不能做到事前預防。再加之公司從成本考慮,IT維護成本預算不多,IT維護人員不足,整個公司內部的IT管理仍是很落后且效率低下。

              1.4 IT敏捷性下降

              每當有新的項目需要申購一臺服務器,也許服務器配置要求并不算高,但是由于沒有庫存的服務器,我們不得不走相當漫長的申購流程。一方面IT的時效性得不到保證,另一方面我們花了大量的人力與物力在這些事情上,導致IT管理人員沒有太多的時間去思考更具有戰略性的方案。

              1.5 落后的IT基礎架構

              公司IT基礎架構仍舊非常滯后,依舊是各個系統獨立管理,各自為政。管理員需要考慮每一個計算資源、每一個應用系統的配置情況,需要考慮每一個應用系統它所需要的各種計算資源,包括服務器、存儲、網絡、應用系統等等,這種管理模式的管理成本高,也讓管理員的工作變得非常復雜,需要人為考慮和干預的過程非常多,容易造成管理上的失誤,同時,管理員很難對數據中心內的計算資源和應用系統去進行全盤考慮,不利于數據中心的整體優化。

              2 VMware虛擬化平臺優勢

              2.1降低TCO

              通過服務器整合,控制和減少物理服務器的數量,提高物理服務器系統資源的利用率,降低硬件成本;

              降低運營和維護成本,包括機房空間、機柜、網線、光纖線,耗電量,冷氣空調和人力成本等;提高IT 投資回報率。

              2.2先進的IT管理

              通過vCenter可實現對整個虛擬化平臺集中資源管理,管理員可以管理平臺內所有的計算資源,包括服務器、網絡、存儲、軟件等。管理員可以利用此模塊進行計算資源的增加、刪除、修改和配置。集中資源管理模塊提供訪問接口,后臺組成主要包括資源數據庫,中間件模塊和資源管理接口。通過集中資源管理,服務器虛擬化管理員可以實現:

              l物理設備的配置和管理

              l進行系統平臺管理和配置

              l應用軟件的配置和管理

              l網絡資源的配置和管理

              2.3提升運營效率

              Vmware虛擬化能幫助我們更好的管理整個平臺的資源,實時監控資源使用情況,一旦要上新的項目,再不必走冗長的服務器申購流程,IT管理員能夠利用虛擬化的優勢快速分配虛擬服務器,以前需要1個月能完成的事情,現在縮短到30分鐘甚至更短的時間。極大的提高了IT運營效率,同時又給公司節約了人力與物力成本。

              2.4保證業務的連續性

              Vmware虛擬化平臺通過HA集群技術,保證業務連續性。即使硬件,操作系統,應用程序任何一層出現故障,都不會影響業務的正常運行。

              2.5平臺高可擴展性

              Vmware虛擬化平臺采用彈性架構設計,具有良好的平臺可擴展性。CPU,內存,存儲,網絡等任何一處出現硬件資源不足的情況,都能在不影響現網業務正常運行的前提下方便的擴展硬件資源。

              2.6保證數據的安全性

              Vmware可通過自帶的DataRecovery組件方便快速的實現虛擬機數據的安全備份,保證數據的安全性。

              3虛擬化平臺基本架構

              wKiom1M7aXfhSsB6AALrwfnJWr8845.jpg

              1-7

              Vmware虛擬化平臺做為統一的服務平臺,包括二個層次:基礎架構服務層和應用程序服務層。

              3.1基礎架構服務器

              基礎架構服務層是整個虛擬架構的重要支撐,主要是將物理的資源,包括計算資源、存儲資源和網絡資源進行虛擬化。

              3.1.1虛擬計算

              計算資源的分配粒度,包括內存和CPU的分配方式。能夠進行分配的粒度越細,往往效率越高,所以,內存可以分配細化到MB,CPU分配可以細化到MHz。

              Hypervisor是服務器虛擬化的基石,目前,瘦Hypervisor已經成為虛擬化行業的重要趨勢,通過Hypervisor的瘦化,可以降低虛擬化本身的超載,降低虛擬化本身的資源消耗,從而提升整個虛擬化系統的性能。

              3.1.2虛擬存儲

              虛擬化平臺中集群文件系統是構建虛擬化高可用的重要基礎技術,通過虛擬化集群文件系統,可以確保進行虛擬環境交叉訪問時,保證數據的完整性和可靠性。

              卷的動態成長可以實現磁盤卷的在線擴展,為服務器虛擬化提供強大的存儲虛擬支持能力,滿足存儲卷的按需擴展。

              Storage VMotion可以實現存儲遷移時應用不需要停機,這是存儲虛擬化和服務器虛擬化結合的范例,成為服務器虛擬化的標準配置功能。如下圖:

              wKioL1M7aWTRFQB7AAIZXuxj0mw640.jpg

              1-8

              vStorage精簡配置(ThinProvisioning)的具體實現見下圖,最大的好處是提高存儲的利用率,降低存儲的成本超過50%。

              wKioL1M7aXiyrQmtAAQvuSQOXbM242.jpg

              1-9

              3.1.3虛擬網絡

              虛擬網卡是為了滿足同一服務器上多個虛擬機而建立的,是服務器虛擬化的重要基石。vSwitch虛擬交換機可以在虛擬機和物理機之間提供第 2 層連接性,其功能包括:

              l虛擬局域網分段(有助于簡化網絡)、流量隔離以及改進的可管理性

              l內置的網卡綁定(有助于提高可用性)以及物理網絡資源的負載平衡

              l流速限制,有助于增強對物理網絡流量的控制

              wKiom1M7acChtQP5AARi19y4LJM547.jpg

              2-1

              vDS分布式交換機主要是進一步簡化虛擬化環境中的網絡管理而實現的,可在數據中心級別提供集中和聚合的虛擬網絡,從而簡化并增強虛擬機網絡。

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              2-2

              3.2應用程序服務

              應用程序服務是vSphere內置的應用程序服務級別控制,提供了對上層應用的高可用性、安全性和可擴展性等的全面支持,以保證應用運行在一個安全、可靠、伸縮性強的平臺之上?梢酝ㄟ^統一的方式對運行于VMware 虛擬機中的任何應用程序輕松啟用應用程序服務,從而為 IT 部門提供簡單的應用程序服務級別內置控制。

              3.2.1可用性

              l計劃內停機

              通過使用 VMwareVMotion,在進行計劃內服務器維護以至跨服務器的虛擬機實時遷移時,將不再需要為這些活動安排應用程序停機,從而不會對用戶造成中斷或導致服務丟失。

              wKiom1M7aevzEKeJAAP8NsXnjeI668.jpg

              2-3

              VMware Storage VMotion 支持實時遷移虛擬機磁盤,因此不再需要為計劃內存儲維護或在存儲遷移期間安排應用程序停機,從而不會對用戶造成中斷或導致服務丟失。

              l計劃外停機

              VMware HighAvailability (HA) 可提供高性價比的自動化重啟,當發生硬件或操作系統故障時,幾分鐘內即可實現所有應用程序的重啟。

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              2-4

              VMware Fault Tolerance (FT)可提供持續可用性,使所有應用程序都不會發生任何數據丟失或停機。

              wKioL1M7ae6BqyVIAAQXjkwEXUE801.jpg

              2-5

              3.2.2安全性

              VMware vShield在共享環境中的應用程序級別執行企業安全策略,同時仍然保持對用戶及敏感數據的信任和網絡分段,從而簡化應用程序安全管理。

              wKioL1M7ag3zG_6kAAew5UYtoMM655.jpg

              2-6

              3.2.3可擴展性

              VMware DRS 可對服務器資源進行動態的負載平衡,以根據業務優先級向正確的應用程序提供正確的資源,從而讓應用程序可以根據需要而縮減或增長。

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              2-7

              4 VMware虛擬化平臺建議方案

              4.1方案拓樸圖

              wKiom1M7amGRwjIFAAGN6Hf3Llg756.jpg

              2-8

              方案拓撲說明:

              整個方案采用分層虛擬架構體系,依次分為SAN存儲系統層,物理服務器層,虛擬化管理層,應用系統層,1000M網絡層,客戶端與監控管理層。

              4.2集群架構設計

              Vmware虛擬化采用集群架構設計,保證虛擬應用的高可用性。在3Dell PowerEdge R710的服務器上分別安裝ESXi5.0的虛擬化管理軟件,并在vCenter管理中心開啟HA集群功能,實現對集群內虛擬機應用的保護,當集群內某臺主機故障發生時,主機上的HA代理檢測到故障發生后,在其它主機上重啟該故障主機上的虛擬機應用。本設計方案將物理服務器層與SAN存儲系統分離,使整個架構具有更強的可擴展性,當服務器資源不足時,可以方便的添加服務器,不影響現網業務的正常運行,當存儲資源不夠時,可以方便的添加存儲,擺脫傳統基礎架構模式下,增加硬件資源需要停機中斷業務的限制,見圖2-4。

              4.3虛擬化層設計

              方案的主機部分是在3DELL R710服務器上安裝ESXi5.0這一裸機虛擬化管理程序,由于其超精簡的體系結構和磁盤空間占用不到 100 MB 的代碼庫大小,ESXi 不但可提供 ESX 的業界領先的性能和可擴展性,而且還具備其他一些優勢:

              更完善的可靠性和安全性 -由于代碼行更少并獨立于通用操作系統,ESXi 大幅減少了錯誤或安全漏洞的風險,使得保護您的虛擬化管理程序層的安全變得更容易。

              簡化的部署和配置 -ESXi 擁有的配置項比 ESX 少得多,因此可以極大地簡化部署和配置,并且更容易保持一致性。

              更高的管理效率 -ESXi 采用基于 API 的合作伙伴集成模型,因此不需要安裝和管理第三方管理代理。利用遠程命令行腳本編寫環境(例如 vCLI  PowerCLI),可以自動執行日常任務。

              簡化的虛擬化管理程序修補和更新 -由于 ESXi 的體積更小,組件更少,因此所需的補丁程序比 ESX 少得多,從而縮短了維護時段,并減少了安全漏洞。

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              2-9

              4.4集中管理設計

              建議在一臺DELLPowerEdgeR510服務器上安裝VMwarevCenter5做為虛擬化管理中心(這是管理基礎架構和應用程序服務所必需的),提供了一個中心控制點,能夠深入監測虛擬基礎架構的每個方面,實現日常操作任務的自動化,并具有管理大型數據中心環境的可擴展性。

              wKiom1M7apaywYAhAANgzyWx5hY699.jpg

              3-1

              同時建議安裝vCenterOperations實現對整個平臺的統一監控,vCenterOperations負責收集和分析性能數據,將異,F象關聯在一起,并且能夠指出造成性能問題的根本原因。它還提供容量管理來優化資源利用率,并且提供基于策略的配置管理來確保遵從性并消除數量劇增和配置偏差問題。

              wKioL1M7an_hvNzEAAPPBaMJORU844.jpg

              3-2

              業務運營管理平臺整合了服務器虛擬化產品本身管理控制臺的分配調度、策略配置、統計分析等管理功能,方便管理人員使用;平臺提供面向不同業務應用的監控視圖,可方便查看各類應用系統的使用情況、應用系統內部各資源的調用關系、各資源使用情況等,并可根據業務需要,提供基于業務規則的實時告警。

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              3-3

              4.5數據備份方案

              VMware Data Recovery 可創建虛擬機備份,同時不會中斷虛擬機的使用或其提供的數據和服務。DataRecovery會管理現有備份,并在這些備份過時后將它們刪除。它還支持重復數據刪除功能以刪除冗余數據。

              部署Vmware DataRecovery 進行虛擬機備份,沒有任何風險,因為DataRecoveryVsphere平臺下免費的無代理無網絡連接的備份方案。需要備份的虛擬機不需要安裝任何軟件,也不需要做任何系統參數的修改,備份直接調用虛擬api.只是在ESXi平臺下部署各虛擬機,對整個虛擬環境沒有任何影響。

              Data RecoveryBackup示意圖:

              wKiom1M7atiwARnnAAKC9O45zYw484.jpg

              3-4

              Data RecoveryRestore

              wKiom1M7auqgKVKDAAPfy7BqU0A169.jpg

              3-5

              4.6服務器硬件配置建議

                wKioL1M7ayDBF0jOAAF0n0osSUA771.jpg

              4.6.1 CPU配置

              CPU應盡量使用多CPU多核,高主頻配置。如果集群內有不同型號的服務器,應考慮CPU的指令集是否相同,否則有可能導致Vmtion失敗。

              4.6.2內存配置

              根據以下原則來配置內存,對于內存不夠的服務器需要增加內存以滿足需要。

              服務器內存最小值=服務器總核數X 4G

              4.6.3網卡配置

              網卡建議使用千兆網卡。

              在使用SAN存儲時,網卡最少3塊(或3個端口),2塊網卡做teaming綁定,為服務器的生產IP網;1塊網卡為vSphere內部通信使用,與生產IP網分離。建議為6個網絡端口。

              4.6.4HBA卡配置

              使用光纖存儲時,需要配置HBA卡,為避免單點故障,建議配置2HBA卡。

              4.6.5共享存儲

              必須有共享存儲,如SAN、IP-SAN、NAS、NFS等等,每一臺服務器都能夠使用共享存儲(都要配HBA卡)。為了避免出現存儲I/O瓶頸,強烈建議使用SAN存儲。

              4.6.6 LUN劃分

              LUN大小建議小于1T,每個LUN都要分配給集群內所有的服務器,每個LUN的虛擬機數量在10-15個。

              4.6.7光交換機

              考慮單點故障,建議采購2臺光交換機。

              vSphere5主要功能說明

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              6 VMware虛擬化產品簡價

              6.1 Vmware虛擬化軟件清單

              產品名稱

              版本

              許可

              功能說明

              VMware vCenter Sever

              5.0標準版

              按實例

              實現虛擬機集中管理,通過2實例建立高可用

              VMware vSphere 

              5.0企業增強版

              按物理CPU數量

              實現服務器虛擬化基礎架構的虛擬化軟件

              Vmware vCenter  OperationManager

              1.0

              VM數量

              云平臺負載、容量、狀態監控

              Windows 操作系統

              R2標準版

               

              根據實際需要購買授權

              RHEL 

              AP 5企業版

               

              根據實際需要購買授權

              SUSE

              11.0企業版

               

              根據實際需要購買授權

               

              6.2建議采購硬件清單

              產品名稱

              型號

              數量

              功能說明

              三層交換機

              華為S5700-24TP-SI-AC

              1

              服務器上聯交換機

              HBA卡

              4GB單卡雙口

              2

              DellR710存儲連接

              內存

              8G DIMM 1333

              8根*2

              Dell R710支持

              光纖跳線

              LC-LC 10M

              8

               

              網線

              超五類

              一箱

               

               

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