02 FusionSphere服务器虚拟化规划和最佳实践

FusionSphere服务器虚拟化规划和最佳实践案例,本章主要描述了华为服务器虚拟化项目前期如何分析需求，设计系统，并进行全面地规划，以达到最佳实践的目的。,学完本课程后，您将能够：掌握服务器虚拟化功能，软件，硬件选型方法；了解规划部署相关流程及方法；,需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳实践案例分析和研讨,需求分析,服务器虚拟化包含若干需求：业务系统云化需求：考虑虚拟化的业务规格、数量、IOPS和压力情况。新业务迁移需求：需评估迁移到虚拟化平台的业务数量。新业务上线需求：需评估新上线的业务系统规格、容量、压力情况。组网要求：分析虚拟化业务的可靠性、组网特殊要求。安全要求：业务安全性要求。,需求案例-ABC工程,物理服务器的资源利用率较低，仅20服务器数量庞大，重复购买严重能耗高硬件更新淘汰快非计划性服务中断时间长，信息系统可靠性较差。信息系统分散，资源缺乏集中管控。业务上线周期长业务容量和压力大运维效率较低,需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳实践案例分析和研讨,解决方案选型,ABC公司客户需求聚焦在整合资源，提升资源利用率层面，不涉及大规模DC或桌面云，解决方案选取服务器虚拟化。,服务器虚拟化解决方案市场聚焦国内NA客户，包括政府，公共事业，金融，教育，媒资；交付形态：基于VRM+CNA的方式交付虚拟化平台。,分布式云数据中心解决方案市场聚焦全球运营商数据中心，大型企业数据中心交付形态：FusionSphere作为独立产品直接面向客户交付。,NFV电信云化解决方案市场聚焦全球运营商（欧洲大T为主）交付形态：被华为电信网元集成后面向客户交付。,需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳实践案例分析和研讨,功能选型基本功能高级功能容灾备份功能选型小结,基本功能,ABC公司场景设计基本功能包括：虚拟化计算，将服务器物理资源抽象成逻辑资源，不再受限于物理上的界限，让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”。虚拟化网络，通过虚拟网卡，I/O控制，分布式交换机等功能，实现虚拟机网络的接入，实现系统网络互通。虚拟化存储，存储虚拟化是将存储设备抽象为数据存储，虚拟机在数据存储中作为一组文件存储在自己的目录中。,CPU资源虚拟化,内存虚拟化,Hostphysicalmemory指虚拟机管理程序可用的内存。Guestphysicalmemory指的是运行在VM上的GuestOS可用的内存。Guestvirtualmemory指GuestOS向应用程序提交的一个连续的虚拟地址空间。它是在虚拟机中运行的应用程序的内存。,虚拟化的存储栈,FusionSphere当前支持三种配置模式的磁盘，分别为普通磁盘，精简磁盘，普通延迟置零磁盘。普通磁盘：根据磁盘容量为磁盘分配空间，在创建过程中会将物理设备上保留的数据置零。这种格式的磁盘性能要优于其他两种磁盘格式，但创建这种格式的磁盘所需的时间可能会比创建其他类型的磁盘长。精简磁盘该模式下，系统首次仅分配磁盘容量配置值的部分容量，后续根据使用情况，逐步进行分配，直到分配总量达到磁盘容量配置值为止。使用精简模式可能导致数据存储超分配，建议超分配比例不超过50%。超分配率可通过数据存储的概要页面“已分配容量”和“总容量”的比率关系来确定。普通延迟置零磁盘根据磁盘容量为磁盘分配空间，创建时不会擦除物理设备上保留的任何数据，但后续从虚拟机首次执行写操作时会按需要将其置零。创建速度比“普通”模式快；IO性能介于“普通”和“精简”两种模式之间。,网络虚拟化,与服务器虚拟化类似，网络虚拟化可以在很短的时间（秒级）创建L2、L3到L7的网络服务，如交换，路由，防火墙和负载均衡等。虚拟网络独立于底层网络硬件，可以按照业务需求配置、修改、保存、删除，而无需重新配置底层物理硬件或拓扑。这种网络技术的革新为实现软件定义的数据中心奠定了基础。,功能选型基本功能高级功能容灾备份功能选型小结,高级功能,在基本功能的实现之后，系统设计时可以根据需要提供以下高级功能，如：安全性及可用性虚拟机及存储的热迁移GPU虚拟化NUMA相关技术DRS&DPMVxLAN&vApp,虚拟机热迁移,技术特点基于内存压缩传输技术，虚拟机热迁移效率提升1倍。虚拟机磁盘数据位置不变，只更改映射关系。适用场景可容忍短时间中断，但必须要快速恢复业务。比如轻量级数据库业务，桌面云业务。,FusionCompute,FusionCompute,VMData,存储热迁移,技术特点热迁移可以使客户可以在业务无损的情况下动态调整虚拟机存储资源，以实现设备维护，存储DRS资源调整等操作。,FusionCompute,VMData,技术原理物理GPU在硬件支持下创建多个vGPU，虚拟机通过绑定vGPU直接访问物理GPU的部分硬件资源技术特点基于NVIDIAGRID卡提供GPU虚拟化，提升图形应用体验支持vGPU资源管理和调度，实现GPU负载均衡调度支持的多媒体编程接口：OpenGL、DiretX支持AERO特效、多显示器、DXVA视频硬件加速适用场景适用于虚拟化环境下运行的工程制图（ProE、Catia、AutoCAD）、媒体制作、3D游戏、GIS等应用工业设计，多媒体编辑，能源行业，金融服务与贸易，医疗成像系统，教育行业的最佳实践应用价值提高了虚拟化环境下高性能图形图像应用体验,支持GPU硬件虚拟化,NUMA技术介绍,NUMA非一致性内存架构(Non-uniformMemoryArchitecture)解决了多处理器系统中的可扩展性问题。NUMA技术将CPU划分成不同的组（Node)，每个Node由一个或多个CPU组成，并且有独立的本地内存、I/O等资源。CPU访问同Node中内存速度最快，访问其他Node中内存性能较差。,DRS动态资源调度,FusionCompute,FusionCompute,FusionCompute,FusionCompute,技术特点同一集群内，VM由系统根据策略自动负载均衡。负载均衡算法优化，避免VM无效迁移。,适用场景负载均衡确保业务性能。削峰填谷，避免高峰期的拥塞。,DPM分布式电源管理,FusionCompute,FusionCompute,FusionCompute,FusionCompute,技术特点系统自动选择合适的物理机上下电，减小迁移VM数量。保证小部分物理机处理休眠态，以快速满足新增业务所需资源。,适用场景夜间低负载，自动迁移虚拟机，下电空闲主机。日间业务需求上升，自动上电主机，迁移虚拟机到新上电主机。,VxLAN技术,VxLAN背景现有VLAN只有4094个虚拟网络标识可用。在VLAN网络下，虚拟机只能在二层网络下迁移。VxLAN(VirtualeXtensibleLocalAreaNetwork，全称虚拟扩展局域网)是一种进行大二层虚拟网络扩展的隧道封装技术，解决了上面的问题。VxLAN引入一个UDP格式的外层隧道，作为数据的链路层，而原有数据报文内容作为隧道净荷来传输。,vApp服务是根据用户的业务需求情况，通过图形化的模板编辑工具快速准确的描述业务应用对云资源、部署组网、软件安装等需求，提供一键式应用部署、弹性伸缩能力，为用户在云中提供便捷的应用服务。,应用场景,通过预定好的模板发布到产品目录，供多个下属企业、部门重复部署，通常在大企业或者政务云会有此场景应用，可以大幅度简化IT管理员的工作。WEB类应用通常会随负载的情况动态扩减容，通过vApp模板部署此类应用，可以实现按负载自动或者手段扩减容。,关键技术与规格,支持图形化拖拽进行VAPP模板创建，简化客户操作；支持多种服务混合编排，支持云主机、物理主机、网络、满足应用的各种资源要求；支持基于资源负载维度自动弹性伸缩,vApp原理介绍-应用场景介绍,功能选型基本功能高级功能容灾备份功能选型小结,容灾备份,容灾系统需要具备较为完善的数据保护与灾难恢复功能，保证生产中心不能正常工作时数据的完整性及业务的连续性，并在最短时间内由灾备中心接替，恢复业务系统的正常运行，将损失降到最小。备份都是为发生灾难时作恢复而准备的，一个自动备份系统的优劣标准不仅仅在于它的备份模式/备份速度等，需要慎重衡量的还有另一个标准-可恢复性。,备份技术的基本模式,累积增量式备份（差异备份）,差异增量式备份（增量备份）,备份策略：每天全备份优点：镜像恢复速度最快缺点：占用备份空间最多,备份策略：每周一次全备份其余每天备份与全备份的差异部分优点：镜像恢复速度较快缺点：占用备份存储空间占用较多,备份策略：每周一次全备份本周其余每天备份与上次备份的差异部分优点：占用备份存储空间最少缺点：镜像恢复最慢,完全备份,快照技术的定义和分类,定义：快照是特定数据集的一个完整可用拷贝，该数据集包含源数据在拷贝点的静态映象；快照可以是数据再现的一个副本或者复制,常见快照技术分类:全拷贝快照分离镜像（Splittingamirror）差分快照写即拷贝（CoW:CopyOnWrite)写即重定向(RoW:RedirectOnWrite)随机写(WA:WriteAnywhere),存储同步复制VS异步复制,存储双活IO流程和模式,业界典型：EMCVPLEX；HP3PARPeerPersistence；DELLLV,写IO流程写请求到镜像卷镜像卷将请求复制为两份下发到两中心的镜像数据盘镜像数据盘返回写操作完成镜像卷返回写I/O操作完成读模式SiteRead模式轮询模式优先模式,组网介绍-LAN-Base,LAN-Base组网,备份介质,组网介绍-LAN-Free,LAN-Free组网,LAN,SAN,LAN-freeBackup,主控服务器,生产系统,备份客户端业务节点,生产存储,备份介质,组网介绍-Server-Free,Server-Free组网,备份代理客户端由它产生快照,快照,生产存储,备份介质,功能选型基本功能高级功能容灾备份功能选型小结,功能选型小结,围绕客户需求，我们可以得出如下小结：系统需提供基础的计算，存储，网络虚拟化功能；同时需要保证安全性，可用性，虚拟机及存储的热迁移，GPU虚拟化，NUMA，DRS&DPM，VxLAN，vApp等相关功能；在保证基础及高级功能的基础上，要具备容灾备份能力以支撑系统安全可靠。,需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳实践案例分析和研讨,FusionSphere整体架构,FusionCompute,FusionCompute是云操作系统软件，主要负责对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理。它采用统一的接口，对这些虚拟资源进行集中调度和管理，从而降低业务的运行成本，保证系统的安全性和可靠性，协助运营商和企业构筑安全、绿色、节能的云数据中心能力。,FusionCompute特点,FusionManager,管理员,FusionManager,计算设备存储设备网络设备,第三方BSS/OSS,FusionSphere,FusionComputevCenter,用户,用户,IF-1,IF-2,IF-3,IF-4,FusionManager的功能,FusionManager,BCManagereBackup是一款针对华为FusionSphere和VMwarevSphere虚拟化及云平台的备份软件，基于虚拟机快照、存储快照和CBT（changeblocktracking）技术，对虚拟机数据提供全面的保护。它是一个满足海量虚拟机备份场景、简单易用、性价比极高的数据保护方案。,eBackup,备份管理简单易用,满足海量虚拟机备份场景需求,性价比极高的数据保护方案,备份服务器与备份代理各司其职，分布式可扩展架构虚拟机智能选择，自动保护新增虚拟机，减轻维护工作量任务负载均衡、故障切换，保证可靠性,通过备份数据重复删除、压缩，永久增量备份等技术，降低35%用户备份存储购置成本支持块级增量备份/恢复，缩减95%备份恢复窗口,提供快速入门说明，简化理解复杂度，轻松上手提供配置向导，四步完成虚拟机保护配置备份系统运行状态都可直观的在首页监控,eBackup产品特点,eReplication,业务一体化,应用数据一致性,虚拟化环境保护,eReplication是一款基于华为存储复制、快照、双活、克隆以及FusionSphere主机复制等特性，保证上层应用数据一致性，针对华为典型容灾解决方案，提供可视化、流程化、简单、快捷的操作与监控平台的灾备管理软件,管理自动化,自动化恢复,容灾可视化,本地保护本地高可用主备容灾双活数据中心两地三中心容灾,一键式管理,流程可定制,自动化测试,应用自动识别,可视化拓扑,容灾流程监控,基于策略保护,统计报表,RPO/RTO监控,FusionStorage,分布式块存储软件将通用X86服务器的本地HDD、SSD等介质通过分布式技术组织成大规模存储资源池对非虚拟化环境的上层应用和虚拟机提供工业界标准的SCSI和iSCSI接口开放的API,FusionStorage两大主要应用场景,需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳实践案例分析和研讨,软件规划FusionSphere虚拟化集群规划设计FusionSphere管理组件规划设计FusionSphere网络规划FusionSphere存储规划,推荐部署规格,部署规格使用存储虚拟化时，单逻辑集群的主机数目要求在64台以内；未使用存储虚拟化时，单逻辑集群要求的主机数目128台以内；单套VRM的要求逻辑集群数量在32个以内；单套VRM的支持的最大主机数量为1024；单计算节点的虚拟机数目需根据虚拟机规格，业务特点和服务器规格进行计算。,管理集群部署,服务器总数在20个以内时，推荐规划2个服务器部署VRM、FusionStorageBlockManager等管理虚拟机，主备管理虚拟机分别与这2个服务器绑定。服务器总数超过20个时，推荐规划管理集群，管理集群的主机数量根据管理虚拟机数量而定，推荐至少2台（至少预留20%的计算、存储资源）。,管理集群部署参考,用户集群部署,服务器总数在20个以内时，推荐规划2个服务器部署VRM、FusionStorageBlockManager等管理虚拟机，主备管理虚拟机分别与这2个服务器绑定。服务器总数超过20个时，推荐规划管理集群，管理集群的主机数量根据管理虚拟机数量而定，推荐至少2台（至少预留20%的计算、存储资源）。,软件规划FusionSphere虚拟化集群规划设计FusionSphere管理组件规划设计FusionSphere网络规划FusionSphere存储规划,VRM部署模型,VRM节点：主要完成对本站点内物理计算资源的管理，负责为每个虚拟机分配相应的虚拟计算资源，实现在一个站点内虚拟机的调度和生命周期管理。VRM推荐主备部署（主备VRM部署在不同机柜），VRM管理规模和资源推荐规格如下所示：,FusionCare部署模型,FusionCare提供健康检查和信息收集功能，部署在单独的Windows或Linux虚拟机上。,FusionManager物理部署模型,FusionManager采用主备架构，与FusionCompute对接管理虚拟资源，同时管理交换机，防火墙设备。PVM为用户部署服务时自动创建的虚拟机，通过它向用户虚拟机提供软件安装服务和应用监控服务。,FusionManager软件部署模型,FusionManager的部署在虚拟机中。节点说明。,非功能特性部署参考(1),非功能特性部署参考(2),软件规划FusionSphere虚拟化集群规划设计FusionSphere管理组件规划设计FusionSphere网络规划FusionSphere存储规划,系统组网架构,系统组网架构说明,通信平面推荐(1),通信平面推荐(2),通信平面推荐(3),FusionSphere+SAN场景,A-FusionSphere系统组网示意图（6网口）,B-FusionSphere系统组网示意图（8网口）,FusionSphere+SAN场景,IPSAN存储的组网拓扑,FCSAN存储的组网拓扑,FusionSphere+FusionStorageBlock,A-组网示意图（10GE网络，2网口）,两10GE网口场景，将eth0eth1绑定为主备模式，管理平面和存储平面均走这个Bond。主机的存储平面的ip通过在FusionCompute上添加存储接口生成，主机之间互通即可，无需和外部互通。,FusionSphere+FusionStorageBlock,B-组网示意图（10GE/IB网络，4网口）,FusionSphere+FusionStorageBlock,C-组网示意图（10GE/IB网络，6网口）,FusionSphere+FusionStorageBlock,FusionStorageBlockIP规划,FusionSphere通信矩阵,FusionCompute通信矩阵,FusionSphere通信矩阵,FusionStorageBlock通信矩阵,虚拟网络设计,概念说明,虚拟网络设计,DVS推荐规划,带宽需求-管理带宽规划,管理平面主要负责整个系统的监控、操作维护（系统配置、系统加载、告警上报）和虚拟机管理（创建/删除虚拟机、虚拟机调度）等。其中，VM热迁移、模板导入虚拟机、导出模板、VNC访问虚拟机以及虚拟机挂载光驱等操作会通过管理平面传输数据，需要占用一定的管理带宽。管理平面带宽的估算需要考虑系统内主机和VM的数量，以及各种系统维护操作的并发程度。建议管理带宽至少为1Gb。,带宽需求-业务带宽规划,业务平面为虚拟机的虚拟网卡对外通信的网络平面。业务平面带宽的估算最重要的是了解VM上承载的各种业务对带宽的需求。可以根据现网迁移业务前期的信息采集带宽(要采集到带宽高峰值和低峰值)要求进行统计评估，预留一定冗余。如果是准备上新业务，且没有业务采样数据（既没有业务虚拟机个数，也不知道各个业务的带宽使用情况），则建议按照平台出口上行的最大配置来进行配置。在可以采集或预估VM带宽的情况下，结合VM的数量以及VM上业务的并发度与业务出口带宽的峰值比（=正常带宽/峰值带宽）进行计算，可以估算出业务带宽。参考计算公式如下：业务带宽=（VM的带宽/VM数量）*VM数量*并发度/峰值比）*1.5。,IP资源规划-服务器,IP资源规划-存储&网络,按照1套IPSAN计算，存储服务器管理IP至少需要2个。网络设备管理IP地址规划清单：,IP资源规划-存储平面&业务平面,业务IP地址规划：参考虚拟机数量和虚拟网卡数量，并预留一定的资源，业务平面所需IP地址总数=所有虚拟机网卡个数*120%。存储平面IP地址规划：,VLAN资源规划,业务平面VLAN需根据项目的具体需求确定业务平面VLAN的数量。存储心跳平面配置单独的VLAN，与管理、业务、存储平面VLAN区分开，用于连接CNA的eth6口和eth7口。存储平面VLAN规划：,软件规划FusionSphere虚拟化集群规划设计FusionSphere管理组件规划设计FusionSphere网络规划FusionSphere存储规划,FusionSphere存储系统规划设计(1),FusionSphere当前支持三种配置模式的磁盘，分别为普通磁盘，精简磁盘，普通延迟置零磁盘。数据存储部署：,FusionSphere存储系统规划设计(2),FusionSphere存储系统规划设计,存储子系统部署：,FusionStorageBlock系统部署(1),FusionStorageBlock包含如下所示组件，其中FusionStorageBlockManager为管理节点，推荐虚拟化部署，FusionStorageBlockAgent、MDC、VBS、OSD均为运行在操作系统中的进程，操作系统可以是FusionSphere定制化的计算节点的操作系统，也可以是普通linux操作系统。,FusionStorageBlock系统部署(2),FusionStorageBlock部署要求(1),FusionStorageBlock部署要求(2),需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳实践案例分析和研讨,硬件组网全景图,主机及存储接入,主机及存储接入,主机接入,存储接入,数据中心组网,需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳实践案例分析和研讨,部署方案,FusionSphere安装方案介绍,通过使用FusionCompute安装工具完成FusionCompute主机及各VRM管理节点的安装部署。VRM主备部署时，需将主备节点分别部署在不同的主机之上。部署方案如下图所示。,初始配置流程,工程期间可申请调测License没有License还可以使用90天配置主机时注意绑定网口，主备或负荷分担，同时需要注意交换机配FusionSphere支持IPSAN，FCSAN，NAS，FusionStorage和本地磁盘等多种存储设备类型，具体的配置操作请注意查看资料IPSAN时需要配置主机存储接口，一般不建议网卡绑定，推荐存储多路径NTP很重要，如果用域名，那么还需要DNS,网络初始配置,网络初始配置,需求分析解决方案选型功能选型软件选型软件规划硬件组网部署规划最佳