华为虚拟化技术方案

航天电子 SAP 系统华为虚拟化技术建议书航天电子虚拟化整体设计架构设计组网方案概述针对本次航天电子 SAP 系统建设需求，建议采用华为 Fusion Sphere 虚拟化整体解决方案。利用虚拟化技术，部署 CAMS、ERP、MII 等应用系统环境，实现节能环保，简化管理，业务快速上线及灵活扩容的建设要求。同时结合业务需求，利用现有存储设备对虚拟化环境进行备份。解决方案设计本次采用 2 台高性能物理服务器，通过部署华为 Fusion Sphere 虚拟化构建生产系统群集，互为热备。同时可利用虚拟化平台本身 HA 环境，确保业务的高可用。存储通过 FC 组网，通过 2 台 SAN 光纤交换机与前端物理服务器链接，SAN 交换机备份，服务器及存储各通过 4 条光纤组成冗余链路，确保链路冗余性。架构逻辑图服务器选型设计根据航天电子 SAP 系统建设需求，推荐采用华为 RH5885 v3 高性能服务器。RH5885 V3是新一代 4U 4 路机架服务器。它支持 Intel Xeon E7 v2 系列处理器，可提供 60 个计算核心，通过处理器、内存、I/O、硬盘的灵活配置，以最优的性价比，满足数据库、ERP 、商业智能分析、大数据、虚拟化等业务需求。本次配置 2 台高性能 RH5885 v3 服务器，每台服务配置 4 颗 E7-4820 v2 8 核处理器,6根 16G 内存，共 96G 容量，最大可支持 3T 的内存容量扩容，本地配置 4 块 300G 15K 高速热插拔硬盘，板载提供 6 个千兆网口及 2 块双通道 8G HBA 卡，冗余插拔电源。存储选型设计本次建议采用华为 OceanStor 5300 v3 系列存储设备，其具备面向云架构的操作系统、新一代硬件平台和丰富的智能管理软件。可扩展到 8 控、 1TB 缓存、5PB 存储容量，支持16Gbps FC、56Gbps IB、PCI-E 3.0、12Gbps SAS、智能 IO 卡。满足大型数据库 OLTP/OLAP、文件共享、云计算等数据存储需求，广泛用于政府、金融、电信、能源、媒资等行业。OceanStor 5300 v3 采用全冗余架构，配置 32G 缓存，提供 8 个 8G FC 及 8 个 GE 千兆前端主机接口，15 块 600G 15K SAS 高速硬盘，及多路径软件。可为前端虚拟化环境提供高效稳定的存储环境。虚拟化群集 HA 设计当物理服务器宕机或者重启，系统可以将具有 HA 属性的虚拟机故障迁移到其他计算服务器，保证虚拟机能够快速恢复。 当计算服务器宕机后，由于单个集群内可以运行上千个虚拟机，为避免大量虚拟机迁移造成网络拥塞和目的服务器过载，系统会根据网络流量、目的服务器负荷选择将虚拟机迁移到不同的目的服务器。当管理节点与物理服务器的心跳中断超过 30 秒则会触发虚拟机 HA，当一个虚拟机有运行状态突然异常消失也会触发 HA 在其他正常的计算节点上快速恢复业务。 防止脑裂：通过存储层面的锁机制防止同一个虚拟机实例在多个 CNA 上同时启动。 CNA 节点的掉电恢复： CNA 节点掉电恢复后，业务进程开机自启动恢复，其上之前运行的虚拟机全部故障迁移至其他计算节点。华为虚拟化架构设计统一虚拟化管理虚拟机资源管理客户可以通过自定义方式或基于模板创建虚拟机，并对集群资源进行管理，包括资源自行动态调度（包含负载均衡和动态节能）、虚拟机管理（包含创建、删除、启动、关闭、重启、休眠、唤醒虚拟机）、存储资源管理（包含系统盘、用户盘和共享盘的管理）、虚拟机安全管理（包含自定义 VLAN 或使用安全组），此外，还可以根据业务负载灵活调整虚拟机的 QoS（包括 CPU QoS 和内存 QoS）。虚拟机生命周期管理虚拟机支持多种操作方式，用户可根据业务负载灵活调整虚拟机状态。虚拟机操作方式包括：创建/删除/启动/关闭/重启/查询虚拟机FusionCompute 接受来自业务管理系统的创建和查询虚拟机请求，依据请求中定义的虚拟机规格（VCPU、内存大小、盘大小）、镜像要求、网络要求等，选择合适的物理资源创建虚拟机，并在虚拟机创建完成之后，查询虚拟机运行状态和属性。在使用虚拟机的过程中，用户可以随时停止、重启、甚至删除自己的虚拟机。该功能为用户提供了基本的虚拟机操作和管理功能，方便用户对虚拟机的使用。休眠/唤醒虚拟机当业务处于低负载量运行时，可以只保留部分虚拟机满足业务需求，将其他空闲虚拟机批量休眠，以降低物理服务器的能耗；当需要业务高负载运行时，再将虚拟机批量唤醒，以满足高负载业务量正常运行需求。该功能满足业务系统对资源需求的灵活性，提高系统的资源利用率。虚拟机模板通过使用虚拟机模板功能，用户可对虚拟机定义规格化模板，并使用模板方式完成虚拟机创建。CPU QoS虚拟机的 CPU QoS 用于保证虚拟机的计算资源分配，隔离虚拟机间由于业务不同而导致的计算能力相互影响，满足不同业务对虚拟机计算性能的要求，最大程度复用资源，降低成本。创建虚拟机时，可根据虚拟机预期部署业务对 CPU 的性能要求而指定相应的 CPU QoS。不同的 CPU QoS 代表了虚拟机不同的计算能力。指定 CPU QoS 的虚拟机，系统对其CPU 的 QoS 保障，主要体现在计算能力的最低保障和资源分配的优先级。内存 QoS提供虚拟机内存智能复用功能，依赖内存预留比。通过内存气泡占用等内存复用技术将物理内存虚拟出更多的虚拟内存供虚拟机使用，每个虚拟机都能完全使用分配的虚拟内存。该功能可最大程度的复用内存资源，提高资源利用率，且保证虚拟机运行时至少可以获取到预留大小的内存，保证业务的可靠运行。系统管理员可根据用户实际需求设置虚拟机内存预留。内存复用的主要原则是：优先使用物理内存。虚拟资源动态复用虚拟机空闲时，可自动根据可设置的条件将其部分内存、CPU 等资源释放并归还到虚拟资源池，以供系统分配给其他虚拟机使用。用户可在 Web 界面上对动态资源进行监控。虚拟机统计支持虚拟机、磁盘资源使用情况统计报表。系统可以输出不同规格虚拟机、磁盘资源每小时或者每日的使用峰值记录。资源扩容虚拟化群集扩容当物理资源成为瓶颈时，可增加物理服务器的数量，只需将物理服务器添加到原有的虚拟化资源池中，即可对虚拟化进行扩容。虚拟机资源动态调整FusionCompute 支持虚拟机资源动态调整，用户可以根据业务负载动态调整资源的使用情况。虚拟机资源调整包括：离线/在线调整 VCPU 数目无论虚拟机处于离线（关机）或在线状态，用户都可以根据需要增加或者减少虚拟机的 VCPU 数目。通过离线 /在线调整虚拟机 VCPU 数目，可以满足虚拟机上业务负载发生变化时对计算能力灵活调整的需求。在线调整虚拟机 VCPU 数目后，用户必须通过重启虚拟机使调整生效。离线/在线调整内存大小无论虚拟机处于离线或在线状态，用户都可以根据需要增加或者减少虚拟机的内存容量。通过离线/在线调整内存大小，可以满足虚拟机上业务负载发生变化时对内存灵活调整的需求。在线调整虚拟机内存大小后，用户必须通过重启虚拟机使调整生效。离线添加/删除网卡虚拟机离线状态下，用户可以挂载或卸载虚拟网卡，以满足业务对网卡数量的需求。离线/在线挂载虚拟磁盘无论虚拟机处于离线或在线状态，用户都可以挂载虚拟磁盘，在不中断用户业务的情况下，增加虚拟机的存储容量，实现存储资源的灵活使用。资源调度节能环保FusionCompute 提供各种虚拟化资源池，包括计算资源池、存储资源池、虚拟网络、虚拟防火墙。资源调度是指这些虚拟化资源根据不同的负载进行智能调度，达到系统各种资源的负载均衡，在保证整个系统高可靠性、高可用性和良好的用户体验的同时，有效提高了数据中心资源的利用率。FusionCompute 支持如下两种调度：负载均衡在一个集群内，对计算服务器和虚拟机运行状态进行监控的过程中，如果发现集群内各计算服务器的业务负载高低不同并超过设置的阈值时，根据管理员预先制定的负载均衡策略进行虚拟机迁移，使各计算服务器 CPU、内存等资源利用率相对均衡。动态节能调度动态节能调度和负载均衡配合使用，仅在负载均衡调度打开之后才能使用动态节能调度功能。在一个集群内，对计算服务器和虚拟机运行状态进行监控的过程中，如果发现集群内业务量减少，系统将业务集中到少数计算服务器上，并自动将剩余的计算服务器关机；如果发现集群内业务量增加，系统将自动唤醒计算服务器并分担业务。虚拟机热迁移FusionCompute 支持在同一共享存储的主机之间自由迁移虚拟机。在虚拟机迁移期间，用户业务不会有任何中断。该功能可避免因服务器维护造成的业务中断，降低数据中心的电能消耗。技术设计方案优势服务器虚拟化的价值降低系统有形成本，提升硬件使用率使用服务器虚拟化的同时，减少了服务器、软件许可、服务器空间，降低能耗，从而降低 IT 总成本；同时使硬件资源的利用率得到大幅度提升，CPU 的利用率从原来的不足 10%提升到 60%80%，硬件采购成本大幅降低，同时节省了设备能耗；提升资源利用率，减少硬件投资成本和运营支出 。改善系统可管理性，提高可靠性IT 的标准化有助于更好地管理服务器环境，确保高可用性和高安全性；减少为保障业务连续性和提供系统故障容灾所需的成本。同时提供虚拟化热迁移、资源资源热插拔等特性，减少系统计划内宕机时间，同时实现零宕机硬件维护和升级，确保业务连续性。通过云平台 HA、热迁移功能，能够有效减少设备故障时间，确保核心业务的连续性，避免传统 IT，单点故障导致的业务不可用。提高服务水平和运维效率提高产品的可靠性和性能，使维护人员专注于更高价值的任务。同时提供一键式部署，简化业务部署，实现快速业务上线，提升业务敏捷度。利用云计算技术可自动化并简化资源调配，实现分布式动态资源优化，智能地根据应用负载进行资源的弹性伸缩，从而大大提升系统的运作效率，使 IT 资源与业务优先事务能够更好地协调，便于业务的快速发放, 缩短业务上线周期，高度灵活性与可扩充性、提高管理维护效率。服务器虚拟化的特点快速业务部署 通用硬件平台，方便 IT 系统统一进行规划，集中采购和建设。 设备资源池化，共享资源，提高资源利用率。 资源自动分配，缩短系统部署周期，加快业务上线速度统一资源管理 统一管理服务器、存储、网络设备和虚拟化资源。 跨域资源管理开放的系统具有良好的开放性，兼容众多厂商的产品，与各厂商传统平台可自由互联互通，并大力参与和推动数据中心计算平台的标准化。软件组成FusionCompute 逻辑结构如下：FusionCompute 各模块功能如下：模块 功能CNA CNA 主要提供以下功能：提供虚拟计算功能。管理计算节点上的虚拟机。管理计算节点上的计算、存储、网络资源。VRM VRM 主要提供以下功能：管理集群内的块存储资源。通过 DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）为该虚拟机分配私有 IP 地址。管理集群内的计算节点，将物理的计算资源映射成虚拟的计算资源。管理集群内的网络资源(IP/VLAN/安全组/DHCP)，为非 VPC 虚拟机分配私有 IP 地址。管理集群内虚拟机的生命周期以及虚拟机在计算节点上的分布和迁移。模块 功能管理集群内资源的动态调整。通过对虚拟资源、用户数据的统一管理，对外提供弹性计算、存储、IP 等服务。通过提供统一的操作维护管理接口，操作维护人员通过 WebUI 远程访问 FusionCompute 对整个系统进行操作维护，包含资源管理、资源监控、资源报表等。接口与协议FusionCompute 提供开放、标准的协议接口，可与多种设备实现对接或互通，与对接实体之间的接口与协议如下图所示：接口名称接口作用 对接实体 协议名称VRM 系统对外提供接口FusionManager 从 FusionCompute 获取虚拟化资源配置、告警等信息；FusionCompute 根据 FusionManager 的指令，对虚拟机进行管理。FusionManagerSOAP软件部署方案FusionCompute 的逻辑节点如下图所示：节点 说明VRM FusionCompute 的管理节点，提供管理界面对虚拟化资源进行统一管理。主机 即物理服务器，为 FusionCompute 提供相关产品介绍RH5885 V3 高性能服务器产品概述FusionServer RH5885 V3 是新一代 4U 4 路机架服务器。它支持 Intel Xeon E7 v2 系列处理器，可提供 60 个计算核心，通过处理器、内存、I/O、硬盘的灵活配置，以最优的性价比，满足数据库、ERP、商业智能分析、大数据、虚拟化等业务需求。产品特点 稳定可靠：支持 53 项 RAS 特性，包括内存镜像、内存备用、链路自动恢复等特性，支持故障预告警等功能； 性能卓越：E7 v2 系列处理器最高支持 15 核，较上一代增加 50，整体性能大幅提升； 扩展灵活：最高支持 23 个 2.5 英寸本地硬盘，适用于大数据分析等应用场景； 绿色节能：支持 DEMT 动态节能、功率封顶、高压直流供电等节能技术。产品规格规格 RH5885 V3形态 4U 机架服务器处理器数量 2 个或 4 个处理器型号 Intel Xeon E7-4800 v2 系列处理器，L3 缓存最大 37.5MB最大内存容量 48 条 DDR3 DIMM 插槽，最大容量 3TB（单条 64GB）最大本地存储 支持 8 个或者 23 个 2.5 英寸 SATASASSSD 硬盘板载网络 可选配 2 个 GE 接口、4 个 GE 接口或者 2 个 10GE 接口PCIe 扩展 最大 7 个 PCIe 扩展插槽风扇 5 个热插拔对旋风扇，支持 N+1 冗余电源 冗余电源模块，支持热插拔管理 集成 BMC 管理模块兼容 IPMI 2.0、SNMP v3、SNMP Trap v1、CIM 以及 WS-MAN支持 SOL、KVM over IP、Web UI、CLI、IPMI 工具以及虚拟媒体支持黑匣子功能支持的操作系统 Microsoft Windows Sever、Red Hat Enterprise Linux、SUSE Linux Enterprise Server、Oracle Enterprise Linux、Debian、CentOS、Kylin Linux、Oracle Server VM、Citrix XenServer、Vmware ESXi 等供电 支持 110V/220V AC 或者-48V DC 输入工作温度 5 C-40 C尺寸（宽 x 深 x高）447 mm x 790 mm x 175 mmOceanStor 5300 存储产品概述企业融合存储，具备面向云架构的操作系统、新一代硬件平台和丰富的智能管理软件。可扩展到 8 控、1TB 缓存、5PB 存储容量，支持 16Gbps FC、56Gbps IB、PCI-E 3.0、12Gbps SAS、智能 IO 卡。满足大型数据库 OLTP/OLAP、文件共享、云计算等数据存储需求，广泛用于政府、金融、电信、能源、媒资等行业。产品特点 SAN 与 NAS 的融合、异构设备的融合、高中低端的融合、 HDD 与 SSD 的融合、主存与备份的融合； 持续领先的规格，支持 8 个控制器，最大 1TB 缓存，5PB 存储容量，支持 16Gbps FC、56Gbps IB、PCI-E 3.0、12Gbps SAS、智能 IO 卡； 最简单的管理平台，支持可视化管理，多型号产品管理，并兼容Windows/iOS/Andriod 的移动管理； 适用于多业务承载、多设备型号、业务快速增长等场景，有效保护客户初始投资，降低整体 TCO。产品规格型号 5300 V3控制框特性存储处理器 多核多处理器组系统缓存（随控制器数量扩展） 32GB256GB最大控制器数 8支持的存储协议 FC、FCoE 、iSCSI 、InfiniBand 、 NFS、CIFS、HTTP、FTP前端通道端口类型 1Gbps Ethernet、10Gbps FCoE、10Gbps TOE、16Gbps FC、56Gbps InfiniBand后端端口类型 SAS3.0（单端口 4*12Gbps）最大 I/O 模块数（每控制器） 2最大前端主机接口数（每控制器） 12双控制器最大盘位数 500硬盘类型 SSD、SAS、NL SASRAID 支持 0,1,3,5,6,10,50支持快照数量（LUN） 256支持 LUN 数量 2048支持快照数量（单文件系统） 2048单文件最大容量 256TB关键软件特性HyperSnap（快照），HyperCopy（LUN 拷贝），HyperClone（克隆），HyperMirror（卷镜像），数据保护软件HyperReplication（远程复制）， HyperLock（WORM）SmartQoS（智能服务质量控制）， SmartPartition（智能分区）关键业务保障SmartCache(SSD 智能缓存)SmartTier（智能数据分级）， SmartThin（智能精简配置），SmartMotion（智能数据迅移），SmartMulti-Tenant （多租户），SmartMigration（LUN 迁移）， SmartCompression（在线压缩），SmartDedupe（在线重删）， SmartQuota（配额管理）， 资源效率提升SmartErase（数据销毁）UltraPath（多路径管理），Cloud Service( 远程维护管理) ，存储管理软件ReplicationDirector（容灾管理软件）虚拟化特性支持异构虚拟化 整合主流厂商设备存储资源，存储资源统一管理灵活分配块级虚拟化 数据均衡分布，故障快速恢复虚拟机支持：VMware 、Citrix、Hyper-V计算虚拟化支持 虚拟化环境增值特性：支持 VMware VAAI，支持VSphere、VCenter 集成物理特性AC:100V 127V 或 200V 240V电源DC:192V 288V 或48V 60V2U 控制框：86.1mm447mm750mm2U 硬盘框：86.1mm447mm490mm4U 硬盘框：175mm447mm490mm尺寸（高宽深）4U 高密硬盘框：175mm447mm790mm2U 控制框37 Kg2U 硬盘框20kg4U 硬盘框40kg重量4U 高密硬盘框91Kg工作环境温度 海拔低于 1800m 时，540；海拔为 1800m 3000m 时，5 30工作环境湿度 5%RH90RHOceanStor SNS2124产品概述OceanStor SNS2124 是面向小型独立 SAN 和大型核心交换的边缘拓扑全光纤交换机。具有经济高效、简单易用、部署快捷、易于扩展等特点，旨在降低企业 SAN 成本，提高易用性，提高扩展性，尤其在需