Oracle-VM-虚拟化方案建议书-深联1.doc

深联实业Oracle VM虚拟化方案建议书2011年4月目录1方案概述31.1项目背景31.2Oracle VM解决方案32方案说明62.1需求分析62.2方案介绍62.3拓扑图72.4详细说明82.4.1软硬件规格82.4.2虚拟架构主体部分Oracle VM Server92.4.3SAN集中存储实现虚拟服务器的文件共享102.4.4Oracle VM Manager的安装配置102.4.5网络规划102.4.6数据备份方案112.5Oracle VM技术特性122.5.1特性与优势122.5.2管理工具122.5.3虚拟机负载均衡132.5.4在线迁移142.5.5高可用152.5.6快速应用部署152.5.7从其它虚拟化产品迁移152.5.8物理机到虚拟机的切换152.5.9应用模板162.5.10资源分配与管理162.5.11性能172.6实施方案181 方案概述1.1 项目背景近几年我国IT行业发展速度快速发展，互联网规模日益扩大，无论是企业或者政府在发展过程中随着部门和应用的增多，都需要大量的服务器来满足自身的发展需求。与此同时，服务器硬件性能越来越高, 而对于某些企业而言，由于应用的局限性，一些服务器使用率却在下降，形成了资源的浪费。随着服务器数量的增多，这样就会造成如下问题：l 成本高硬件成本较高。运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。l 缺乏高可用性可用性低， 因为每个服务器都是单机，如果都配置为双机模式成本更高。系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成应用中断。l 缺乏可管理性数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间。硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护窗口。l 兼容性差系统和应用迁移到新的硬件需要和旧系统兼容的系统。1.2 Oracle VM解决方案针对以上现状，oracle 公司提供了自己的虚拟化产品：Oracle VM。在ORACLE VM虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。Oracle企业虚拟化架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力来降低企业的IT花费。管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连接和管理资源，以满足商业所需。虚拟架构可以让IT部门达成以下目标：l 35%-75% TCO 节省l 通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40软件硬件成本；l 整合比：生产环境20-30 : 1 ，开发测试环境25-35 : 1；l 每个服务器的平均利用率从5-15%提高到60%-80%；ll 降低70-80%运营成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。l 提高应用的高可靠性l 通过Oracle虚拟化管理平台还可以实现应用的高可用性需求，平台中的任意一个物理主机或虚拟机如果出现故障，通过管理平台监控工具可以自动发现，并把主机上的虚拟机切换到其他可用的主机上。通过Oracle虚拟化管理平台还可以实现虚拟机的在线迁移，迁移就是把运行的虚拟机从一台物理服务器上面实时搬迁到另外一台物理服务器上面。服务器hypervisor在接到迁移指令时，源系统上的系统管理程序将与目标系统上的系统管理程序协作，共同为保留迁移中的虚拟机准备足够的空间。于是内存通过网络复制， 直到只剩下“hot”内存为止。因为源设备上的虚拟机仍在运行并为客户提供服务，我们将“hot”内存定义为仍在活跃使用中的内存。然后，源系统管理程序暂停该虚拟机并复制剩下的hot内存。随后，在目标设备上的系统管理程序让该虚拟机运行起来。由于所有的网络和输入/输出连接都保存在复制的内存中，所有这些连接都具有持久性，因此在短暂的暂停后（15-30 min， 每年节省10,000 人/小时（300台服务器）；l 以前硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。l 提高服务水平l 帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应；l 将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需自动进行动态资源调配；l 旧硬件和操作系统的投资保护l 不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。l Oracle虚拟化架构兼容IT业界90的软硬件。2 方案说明2.1 需求分析深联实业需要搭建一个全新的虚拟化环境，利用现有服务器为多个部门的提供应用。部门之间的应用各自独立，且互不影响。根据深联实业的内部规划，需要实施虚拟化的服务器基于以下几个部门：财务、人事、AD。除此之外，公司还可能会添加以下应用服务器：CRM、防病毒、会议服务器、物业管理服务器、IP Phone服务器。所有的应用服务器数据都需要通过FC SAN连接到存储上，并且服务器要实现高可用，避免数据丢失。综合上面情况，公司需要至少8台服务器提供给各部门应用，并且以后随时会添加新的应用。如果使用物理服务器会大大提高成本，而且不利于管理。2.2 方案介绍根据用户需求以及提供的服务器，本次项目按以下方式部署：2台戴尔R810服务器（4C）作为Oracle VM服务器，并作双机热备。所有的应用服务器可按照用途划分对应的虚拟机。2台戴尔R710服务器（2C）作为数据库服务器1台PC作为Oracle VM 管理服务器，可通过web页面实现对Oracle VM服务器的管理。1台戴尔MD3200 SAN阵列存储用于存储Oracle VM服务器的数据文件，实现HA，动态迁移等功能。同时，其他应用服务器也连接到磁盘柜实现共享存储。通过共享的FC SAN存储架构， 可以最大化的发挥虚拟架构的优势，进行在线地迁移正在运行的虚拟机，进行动态的资源管理， 和集中的基于虚拟机快照技术的Lan Free的整合备份等，而且为以后的容灾提供扩展性和打下基础。2.3 拓扑图2.4 详细说明2.4.1 软硬件规格l 硬件部分：服务器名称配置数量戴尔R810机架式2U服务器4颗英特尔至强六核 E7-4807 1.86GHz, 18M 缓存, 4.80 GT/s ，32GB (16x1 GB) 1333 MHz单列RDIMM内存，用于4个CPU配置4块146GB 15K RPM 6Gbps SAS 2.5英寸热插拔硬盘DVD ROM, 冗余电源，1100瓦,导轨，RAID 5不含操作系统3年 (7x24) 4小时上门服务2台戴尔R710机架式2U服务器2颗英特尔至强四核 E5620 /2.4GHz, 12M 缓存, 8 GB (4x2GB) 4块146GB 15K RPM SAS 2.5英寸热插拔硬盘DVD ROM, 冗余电源，570瓦,导轨，RAID 5含sever2008标准版操作系统3年 (7x24) 4小时上门服务2台戴尔MD3200 SAN阵列存储2块1TB 3.5英寸7.2K RPM 近线, 6Gbps SAS 硬盘4块6 GB SAS HBA卡冗余电源，导轨3年 (7x24) 4小时上门服务（1台）1台l 软件部分：Oracle VM Server 2.2.1Oracle VM Manager 2.2.0Oracle Linux 5.52.4.2 虚拟架构主体部分Oracle VM Server本方案的主体部分是两台安装了Oracle VM Server软件的服务器，它直接安装在物理服务器的裸机上，将物理服务器上的处理器、内存、存储器和网络资源抽象到多个虚拟机中通过跨大量虚拟机共享硬件资源提高了硬件利用率并大大降低了资金和运营成本通过高级资源管理、高可用性和安全功能提高了服务级别 - 对于资源密集型的应用程序也不例外。按照深联实业的具体应用，建议虚拟机配置如下：l CPU个数每台服务器建议配置1颗CPU，负载较大（如CRM）可分配2颗。l Memory配置每个虚拟机分配4GB的内存。l 存储设计主机本地存储需求，用于每个虚拟机安装操作系统、数据库软件、应用系统，建议每台机架式服务器配置两块146G硬盘，两块硬盘作镜像，可以提供140G左右可用空间。磁盘阵列存储需求，用于存储业务数据，每个虚拟机大概需要100G存储空间，总共需要1200G存储空间，考虑到以后扩展要求，建议可以满足25个虚拟机的需要，建议存储空间为2500G。2.4.3 SAN集中存储实现虚拟服务器的文件共享方案中采用SAN集中存储方式，这样可以将每个虚拟机的文件系统创建在共享的SAN集中存储阵列上，OCFS2是 虚拟机文件系统，是一种高性能的群集文件系统，允许多个Oracle VM Server 安装同时访问同一虚拟机存储。由于Oracle VM的虚拟架构系统中的虚拟机实际上是被封装成了一个档案文件和若干相关环境配置文件，通过将这些文件放在SAN存储阵列上的OCFS2文件系统中，可以让不同服务器上的虚拟机都可以访问到该文件，从而消除了单点故障。2.4.4 Oracle VM Manager的安装配置Oracle VM Manager建议安装在RHEL5或者Oracle Linux 5的操作系统上。Oracle VM Manager服务器需需要保证与Oracle VM Server网络连通。2.4.5 网络规划建议虚拟服务器与存储网络使用不同的网段。两台Oracle VM Server与两台Oracle数据库服务器均分配同一网段的静态内网IP。Oracle VM Manager与Oracle VM Server网络需互通。2.4.6 数据备份方案在Oracle VM的虚拟化环境里，Oracle为企业用户提供了三种备份方式，用户可以根据实际需求选择l 基于应用层的备份由于每一台虚拟机针对用户来讲，都相当于一台真实的服务器，所以在真实物理服务器上使用的大多软件都可以在虚拟机上使用，比如备份工具。若用户使用的是windows Server 2008操作系统，则可以使用其自带的Windows Server Backup工具实现数据备份。也可以使用任何基于win2008操作系统的第三方备份工具。若用户使用的RHEL5操作系统，则可以使用tar、dump、cpio、dd等工具实现系统的备份功能。l 基于虚拟机操作系统备份Oracle VM的模板功能可以实现对虚拟机操作系统的备份，该功能将当前环境下操作系统的状态直接备份成一个映像文件，相当于我们熟悉的ghost软件。用户还可以自动定时备份，当出现问题时只需要调用备份的模板即可实现还原。关于模板的详细介绍，可以参见本方案2.5.9小节。l 基于存储设备的备份 虚拟机的操作系统对于物理机来说只是一个映像文件。在此次方案中，为了实现虚拟机之间的HA，虚拟机的映像文件均放在存储上。 MD3200的可选数据保护功能包括快照、虚拟磁盘复制(VDC)。快照每个虚拟磁盘最多可支持8个快照，每个系统总共可支持128个快照。 这些功能通常在需要及时“冻结”数据的情况下使用。虚拟磁盘复制虚拟磁盘备份是在任意时刻及时对现有虚拟磁盘进行完全复制的功能，通常用于决策支持和应用程序开发测试。2.5 Oracle VM技术特性2.5.1 特性与优势Oracle 虚拟机包含两部分：Oracle VM Server 及Oracle VM 管理工具，两者互相独立。 Oracle 虚拟机是Oracle定制的开源服务器虚拟化软件，以单CD方式提供，直接安装在裸机上，整个安装过程只需几分钟；支持32/64位客户机；最大支持64路的SMP架构，每个Guest最大支持32路处理器，远远高于其它产品4个处理器的支持能力，满足企业大型应用的需求。Oracle 虚拟机具有其它虚拟化产品的所有特性，包括在线迁移，高可用，负载均衡，I/O资源管理，虚拟机克隆等，同时，Oracle还为企业用户提供基于虚拟化方案的快速应用部署，包括物理机到虚拟机的转换，模板技术等，减少软件部署的复杂度，提高应用部署效率。2.5.2 管理工具Oracle虚拟机管理工具是Oracle独立开发的虚拟机管理解决方案，提供包括虚拟机的生命周期管理，包括虚拟机的创建、配置、克隆、共享、启动、迁移等，涉及虚拟机管理的所有内容；同时提供客户机访问的VNC客户端。Oracle虚拟机管理工具是基于浏览器的集中管理解决方案，采用分层结构，最底层是Oracle Database XE，用于存放虚拟机的相关信息，用户信息等，并通过安装在VM Server上的Agent和VM Server通信，是整个虚拟机管理的核心；其上是OC4J中间件层，是上层应用和数据库联系的纽带，最上层是JAVA实现的Web应用，用户不需要安装客户端软件，这种结构可以用单个管理工具对企业内部所有虚拟机实现集中统一的管理。虚拟机管理工具如下图所示： 管理工具2.5.3 虚拟机负载均衡Oracle虚拟机方案以服务器池（Server Pool）为基本单元，服务器池是一个或多个物理服务器的集合，用户可以根据应用的类型和规模决定某个服务器池所包含的物理服务器的数量。所有的高级特性都是以服务器池为操作对象。虚拟机服务器池的负载均衡有如下好处：服务器（子）池中所有虚拟机自动实现负载均衡用户可以根据喜好自定义服务器子池根据计算资源（处理器及内存）选择服务器有效利用资源确保不会因为宕机服务器影响虚拟机加电启动，当服务器池中的某个物理服务器失效需要启动其上的客户机时，VM 管理工具会根据该池中计算资源的使用状况决定用哪一台服务器来运行该客户机。如下图所示：2.5.4 在线迁移在线迁移是指在保证客户的业务不中断的情况下，将某个客户机由一台物理服务器迁移到与该服务器处于同一个服务器池中的另一台物理服务器上，整个过程快速而安全。为了实现在线迁移（包括后文提及的高可用），虚拟化方案对硬件有一些特殊要求：所有客户机需要共享统一存储，可以是SAN，NAS，iSCSI的共享存储；所有客户机的数据包括映像文件，配置文件都集中存放在共享存储上；目标物理服务器和源服务器需要具有相同型号的CPU，用以保证内存数据迁移之后能被正确识别Oracle VM的在线迁移具有如下特性：默认的安全在线迁移无需额外硬件无需专用网络更安全，更灵活其它虚拟化产品迁移虚拟机数据时往往需要专用网络，同时更容易造成敏感数据如帐号，密码等的泄漏。2.5.5 高可用虚拟机的高可用时针对客户机整体的高可用方案，当单个虚拟机失效时，自动重启该虚拟机；如果服务器池中的某个物理服务器失效，运行于该服务器上的所有虚机在负载均衡的配合下自动重启，无需人工干预。Oracle 虚拟家高可用具有如下特性：基于可靠的Oracle Clusterware 技术实现重启精确的心跳和锁管理可靠的失效检测及保护无需复杂的传统高可用集群，及时可靠最经济的解决方案无需修改客户机，无需使用客户机代理和在线迁移一样，Oracle虚拟机的高可用也需要服务器池中所有服务器共享存储。2.5.6 快速应用部署使用Oracle虚拟化方案的客户可以简单的分为两种：从其它虚拟化产品转移到Oracle虚拟化产品上，或者全新的虚拟化方案。无论哪种情况，Oracle都提供了合理的方案帮助用户实现快速迁移或应用部署。2.5.7 从其它虚拟化产品迁移如果用户原来使用的是VMWare的虚拟化方案，迁移到Oracle的产品上非常简单，只需要将VMWare的虚拟机映像通过Oracle 的虚拟机管理工具导入就可以实现，这种方式支持Linux和Windows的客户机。2.5.8 物理机到虚拟机的切换用户还可以通过Oracle VM Server的安装光盘启动原来运行需要转移到虚拟化方案的物理机，利用Oracle提供的向导完成将原有操作系统克隆成Oracle的虚拟机映像，再通过管理工具导入，进行简单的配置就可上线，而不需要用户再次重复操作系统、各种应用的部署，方便快捷。2.5.9 应用模板基于Oracle的产品线，Oracle为需要使用Oracle虚拟化的用户提供了各种模板，这些模板是预编译，预配置的虚拟机，包含了客户机操作系统，数据库，中键件以及应用，用户可以从Oracle网站下载这些模板，并通过管理工具导入，再根据客户的实际情况进行配置的更改，最后保存成用户自由的模板，称之为Golden Image，以方便用户日后使用。这些模板涵盖了Oracle 数据库，中间件，应用，包括Siebel CRM、数据库 11g, 企业级管理工具等。利用Oracle的模板技术，可以节省用户大量的安装、配置时间。如下图所示：快速部署模板2.5.10 资源分配与管理Oracle虚拟机可以对客户机使用的CPU数量，内存数量及I/O资源