上海电信服务器虚拟化应用技术及策略研究

上海电信服务器虚拟化应用技术及策略研究 项目汇报 中国电信股份有限公司上海研究院 信息集成部 2015年 7月 5日星期日 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 2 1 -现状分析 -整体规划 -近期目标与工作 5 -实施方法论 -投资效益分析 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 服务器现状 1 2 3 4 管理手段和工具缺乏 管理效率低 服务器利用率低、负载不均 机房能源消费成本越来越高 服务器现状分析（） 难以满足更高水平的服务需求、适应更快的业务变化。 实现系统高可靠性、高可用性成本比较高 调研范围：企业信息化部，网络运维部 3 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 企业信息化部 地理位置 系统数量 小型机数量 PC服务器 存储量（ TB） 北泰 24 56 159 73.4 云莲 18 47 84 81.4 云莲新机房 4 26 25 35.2 柳林 1 6 0 0.0 南汇 15 86 137 46.9 其他地方 7 7 0 0 总计 69 228 405 236.9 网运部 地理位置 系统数量 小型机数量 PC服务器 存储量（ TB） Noc 5 7 18 2.3 网运部 2(含 10个小个系统 ) 10 19 0.4 长途无线 1 1 1 1.0 其他地方 0 0 0 0.0 总计 8 18 38 3.7 服务器现状分析（） 4 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 服务器现状分析（） 5 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 选择范围 技术方面 人员方面 流程方面 信息化部 PC服务器有 400多台，物理上集中在三个地方，开发测试环境已经着手实施了虚拟化； 网运部 PC服务器只有 38台，物理上分散在很多地点，没有实现虚拟化的集中环境。 由于业界在小型机虚拟化方面没有统一的标准、并且在使用中利用率较高，此次研究只考虑PC服务器虚拟化； 网运部服务器规模小、采用垂直管理模式、流程管理不完整，虚拟化效果不明显，暂不具备PC服务器虚拟化的条件； 信息化部具备一定的管理流程，生产环境实施 PC服务器虚拟化后，可以提高资源利用率和管理效率；虚拟化环境形成规模后，可以资源出租、实现更大价值。 信息化部服务器运维人员相对比较固定，服务器运维团队为移动业务支撑中心的系统组； 网运部服务器运维主要由厂商来实现，电信人员主要负责需求提出和管理工作。 信息化部实现了服务器的统筹管理，具备一定的管理流程； 网运部硬件资源采用垂直管理方式，运维跟着系统走，没有完整的服务器管理流程。 服务器现状总结 6 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 7 1 -现状分析 -整体规划 -近期目标与工作 5 -实施方法论 -投资效益分析 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 8 资源整合和优化 整合基础架构 硬件、软件基础设施简化和标准化 资源集中管理 改善和统一管理工具 近期： 0.5年 资源虚拟化和共享 提升管理效率 基础资源池化 管理物理和虚拟资源 资源共享 按需分配、快速部署 中期： 1-2年 服务标准化 实现业务适应性架构 使 IT资源与业务应用紧密协调 将 IT基础架构封装成服务加以管理 管理平台和流程统一 服务模式标准化 远期： 3 5年 虚拟化阶段任务和目标 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 服务器虚拟化 实施虚拟化的要素 资源集中管理 标准和技术跟踪 虚拟化平台架构设计 虚拟化工具评估和采购 按需分配 、按计划使用 统一 采购 全生命周期管理 组织结构优化 岗位和角色 人员储备和培训 9 技术 人员 流程 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 10 虚拟化演进思路 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 11 1 -现状分析 -整体规划 -近期目标与工作 5 -实施方法论 -投资效益分析 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 Grid 数据保护 动态资源分配 存储和网络 Hypervisor 集群文件系统 精简部署 卷增长 存储迁移 虚拟网卡 虚拟交换机 分布式交换机 SaaS .Net J2EE Linux Windows Web 2.0 动态迁移 高可用 故障冗余 数据恢复 网络容错 安全分区 安全虚拟机 瘦 Hypervisor 热添加 CPU和内存 热插拔设备 热扩展磁盘 按需扩展应用资源 可用性 安全性 可扩展性 计算资源虚拟化 服务器虚拟磁盘 服务器虚拟网络 服务层 基础架构 层 虚拟 应用 层 基础结构 管理 虚拟资源 管理 自动化服务管理 上海电信虚拟化技术平台 技术平台架构 12 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 性质：新运维中心在现有移动业务支撑中心基础上，增加上海电信服务器虚拟化平台的管理工作。 组织结构优化新运维中心 人员：以现有移动业务支撑中心基础。 职责：虚拟化平台的服务器生命周期管理，同时接受其它部门应急计算资源的请求。 13 不改变现有的管理模式和组织结构 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 PC服务器采购申请流程 虚拟机资源调配流程 流程优化 14 其它流程和原有流程差别较小，建议在实施过程中进行微调。 在实现 PC服务器虚拟化后，要杜绝项目独立采购物理机的要求，采购的物理机要适合虚拟化。 在实现 PC服务器虚拟化后，调配的对象为虚拟机，可以在调配过程中直接实现系统快速安装和部署。 原有 PC服务器资源采购流程，采购对象为 PC服务器。 原有资源调配流程，调配对象为 PC服务器，完成后需要进行系统安装部署。 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 15 PC服务器采购申请流程 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 16 虚拟机资源调配流程 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 17 1 -现状分析 -整体规划 -近期目标与工作 5 -实施方法论 -投资效益分析 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 18 评估 环境评估 虚拟化目标 虚拟化范围 虚拟化可行性分析 规划 现状调查 容量规划 存储规划 网络规划 应用部署 整合现有工具 扩容规划 设计 虚拟化整体架构 虚拟集群 虚拟机模板 存储划分 网络策略 备份策略 安全策略 权限策略 迁移策略 现状整合 实施 虚拟机软件 虚拟交换机 存储 备份机制 防火墙 权限 迁移 运维 管理虚拟机 监控虚拟机 管理虚拟化架构 健康检查 架构调优策略 容量规划 实施方法论 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 19 1 -现状分析 -整体规划 -近期目标与工作 5 -实施方法论 -投资效益分析 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 投资估算场景 20 1. 本次计算场景为新建，没有考虑服务器的利旧，在具体实施中建议服务器的利旧； 2. 企业信息化部每年需要新购 40台 PC服务器，每年按照 10的速度递增，三年共需要购买 132台 PC服务器。虚拟前后按 4比 1的比例对 PC服务器进行虚拟化，则只需要购买 33台； 3. 虚拟化软件许可证按照每台（ 2CPU） 32000元计算，实施费用按每台 8000元计算，上海电信进行虚拟化部署，应向厂商统一采购软件许可，而不是每个部门单独采购，统一采购可以大大降低软件投入； 4. 网络设备按照 30的整合比进行设计，三年需投入网络设备为：二层交换机 20台，核心交换机 2台，防火墙 2台，一个 VPN，一个负载均衡器，一个路由器； 5. 每 10台服务器需要一个 5P的空调来制冷； 6. 40台服务器虚拟化为 10台，需要额外配套 40*300GB=12TB存储（每 TB4万元）。 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 21 虚拟化优势降低投资成本 第一年 第二年 第三年 投资对比 优化前投资 优化后投资 优化前后差额 优化前投资 优化后投资 优化前后差额 优化前投资 优化后投资 优化前后差额 优化前后对比 服务器数量 (台 ) 40 10 -30 44 11 -33 48 12 -36 服务器投资 (元 ) 3120000 780000 2340000 3432000 858000 2574000 3744000 936000 2808000 服务器电力消耗 (元 ) 212868 53217 159651 234155 58539 175616 255442 63860 191581 网络设备数量 (台 ) 27 8 -19 30 9 -21 33 10 -23 网络设备投资 (元 ) 2000000 600000 1400000 2200000 660000 1540000 2400000 800000 1600000 网络设备电力消耗 (元 ) 15965 4790 11176 17739 5322 12417 19513 5854 13659 虚拟共享存储设备 (元 ) 0 480000 -480000 0 528000 -528000 0 576000 -576000 制冷设备电力消耗 (元 ) 106434 26609 79826 117077 29269 87808 127721 31930 95791 软件投资需求 软件许可费用 (元 ) 0 320000 -320000 0 350000 -350000 0 380000 -380000 虚拟化设计部署实施 (元 ) 0 80000 -80000 0 85000 -85000 0 85000 -85000 虚拟化技术培训 (元 ) 0 20000 -20000 0 20000 -20000 0 20000 -20000 总成本 (元 ) 5,455,267 2,364,615 3,090,652 6,000,971 2,594,130 3,406,841 6,546,675 2,898,644 3,648,031 节省成本比率 57% 57% 56% 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 通过 PC服务器 虚拟化技术，建立共享的计算资源池，使得基础架构可以快速、灵活地响应业务发展需要 现状 基础架构不够灵活 IT基础架构复杂 单位成本高 资源利用率低 分散的 IT基础架构 /孤立的计算资源 目标 资源利用率高 IT基础架构简化整合 系统管理简便 计算资源容量可自动管理 单位成本较低 响应时间快 动态整合的 IT基础架构 /共享的计算资源 采用虚拟化和自动化技术后 虚拟化优势技术层面 22 待用资源 在用资源 资源池 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 虚拟化优势人员 /流程层面 提高服务质量，改变工作重点 23 基础设施 运营 新的 IT计划 基础设施 基础设施转变 运营 管理转变 新的业务计划 IT整合节约的资金为新业务计划（流程 /架构优化）提供资金支持 经过优化的 IT提供了一个适应性平台，以支持这些业务计划 更快地交付业务部门应用要求和业务服务 充分利用闲置的资源和容量 将更多精力集中于首要的业务部门服务任务 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 虚拟化优势整体效果（ 1） 技术导向 “救火队” 事件反应型 把业务部门视为用户 集中式，自我封闭型 孤立的，专注本部分 一次性，随意的 24 流程导向 事件预知 主动防御型 把业务部门视为客户 分布式，有效利用外来资源 整体的，专注企业大局 可重复的，可量化的 现状 效果 转变 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 优化前 优化后 审批程序 1-2周 几天 资源协调 3-4周 数小时 上线 安装和配置 2-3 周 数小时 资源部署总时间（保守估计） =审批 +协助 +上线 1个月 1周 容量规划 3-6周 1周内 需要的人员 10+人 2-3 人 总时间 数月 1-2周 虚拟化优势整体效果（） 时间节省，效率提高 注：此处的时间是根据行业经验，结合上海电信的现状推断出的数据，也就是说部署 200台 PC服务器，分发 20个应用系统。 25 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 虚拟化风险 虚拟化产品选择困难 实施推进中的挑战 对管理的挑战 安全性 虚拟化风险及应对策略 标准、协议、兼容性、价格 复杂、长期、调整 责任模糊、复杂 网络、服务器、数据 加强产品选择过程的测试和评估，综合考虑产品兼容性以及业界产品发展趋势 制定虚拟化长期发展计划 加强可靠性检查、调整现有安全保障措施 调整传统的管理模式以适应虚拟化环境 26 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 27 评估 环境评估 虚拟化目标 虚拟化范围 虚拟化可行性分析 规划 现状调查 容量规划 存储规划 网络规划 应用部署 整合现有工具 扩容规划 设计 虚拟化整体架构 虚拟集群 虚拟机模板 存储划分 网络策略 备份策略 安全策略 权限策略 迁移策略 现状整合 实施 虚拟机软件 虚拟交换机 存储 备份机制 防火墙 权限 迁移 运维 管理虚拟机 监控虚拟机 管理虚拟化架构 健康检查 架构调优策略 容量规划 附录 1-实施方法论 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 28 环境评估 对整个 IT环境进行评估，虚拟化为可行性研究提供依据。 虚拟化范围： 虚拟化的硬件需求 虚拟化支持的平台 应用程序虚拟化原则 虚拟目标： 减少 IT投资 增强易用性 虚拟化可行性： 现有服务器满足硬件需求么 ? 现有应用可否部署在虚拟化环境中 ? 现有存储可否让虚拟化使用 ? 现有网络状况？虚拟化是否支持？ 哪些应用可以使用虚拟化技术增强其性能和可用性？ 实施方法论评估 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 29 现状调查： 现有服务器数量统计 现有服务器资源使情况 现有服务器分布情况 现有服务器关系映射 容量规划： 虚拟化平台使用现有服务器 现有服务器每台平均可以支撑多少虚拟机 虚拟化平台新购服务器 需要购买多少服务器以支撑现有服务器 存储规划： 多少虚拟机需要存放在存储设备中 虚拟化需要多少存储空间 现有空间的容量 是否需要新购设备 网络规划 ： 是否有 VLAN 服务器网卡数量 冗余线路 虚拟化网络策略 应用部署： 应用分级：关键应用和非关键应用，主要看宕机时间的允许 应用的系统 windwos或 linux 现有系统如何转换到虚拟化环境 新增应用的需求策略 整合现有工具： 现有环境中的管理工具 现有环境的部署工具 现有流程管理 如何与虚拟化整合 扩容规划： 考虑 CPU的兼容性 考虑应用平衡过度的方法 实施方法论规划 用戶至上 用心服 务 Customer First Service Foremost 中国电信股份公司上海研究院 30 虚拟化整体架构： 整齐架构拓扑设计 虚拟集群： HA集群的设置和最优方法 DRS集群的设置和最优方法 虚拟机模板： 模板存放方式 模板管理方式 模板补丁方式 模板使用方式 存储划分： 存储空间划分原则 LUN的大小和虚拟机之间的关系 如何连接到虚拟化平台 多路径策略 卷的扩展方式 虚拟机使用 RDM 权限策略： 用户访问虚拟化平台和虚拟机的策略设置 网络策略： 安全策略 带宽控制 冗余策略 负载均衡策略 备份策略： 虚拟化平台的备份 虚拟机的备份：文件级别和镜像级别 第三方备份软件整合 安全策略： 虚拟化平台的防火墙 分离不同的数