云计算虚拟化基础架构平台WS_VSIP_3.0_Overview

1、目录VSIP云计算虚拟化基础架构系统V3.0产品白皮书Wisersoft, Co., Ltd.NO.24, Block 1, RoadChengdu 610225China成都盛思睿信息技术有限公司 邮编 610225电话权声明本文档的所有内容，其版权属于成都盛思睿信息技术有限公司（以下简称盛思睿）所有， 未经盛思睿许可，任何人不得仿制、拷贝、转译或任意引用。本文档没有任何形 式的担保、立场倾向或其他暗示。 若因本文档或其所提到的任何信息引起的直接或间接的资料流失、 利益损失， 盛思睿及其员工恕不承担任何责任。本文档所提到的产品规格及资讯仅供参考，有关内容可能会随时更

2、新，盛思睿恕不承担另行通知之义务。 版权所有 不得翻印©  成都盛思睿信息技术有限公司商标声明“Wisersoft”是成都盛思睿信息技术有限公司的注册商标。“VSIP”是成都盛思睿信息技术有限公司的产品注册名称。本文档中所谈及的产品名称仅做识别之用，而这些名称可能属于其他公司的注册商标或是版权，其他提到的商标，均属各该商标注册人所有，恕不逐一列明。信息反馈成都盛思睿信息技术有限公司欢迎您通过尽可能多的渠道向我们提供尽可能多的信息，您的意见和问题都会得到我们的重视和妥善处理。成都盛思睿信息技术有限公司邮编：610225 内容1前言11.1VSIP 3.0产品概述11.2VSI

3、P 3.0产品应用范围21.3术语和缩略语21.3.1术语21.3.2缩略语32VSIP 3.0系统介绍42.1产品体系结构42.2产品特点52.3产品功能62.4产品部署122.4.1VSIP 3.0系统组件122.4.2VSIP 3.0系统运行环境142.5产品性能173VSIP 3.0典型应用183.1数据中心虚拟化基础架构应用183.2IDC云服务运营平台应用193.3服务中心桌面云平台应用193.4高校桌面云实验教学平台应用204成功案例215技术支持与服务225.1服务宗旨225.2服务体系221 前言云计算是一种基于计算机网络的、以服务方式提供的新型计算模式，是面向服务计算模型的

4、发展，使服务使用者通过网络访问集中的共享计算资源（如服务器、存储、网络、应用、服务），其计算资源是动态、可伸缩且被虚拟化的，使服务提供者仅需最少的管理交互工作实现计算资源的柔性供应与快速发布。盛思睿（Wisersoft）公司前身是国内最早进入云计算应用技术领域的科研院所，是国内具有完整的自主知识产权云计算虚拟化基础架构及桌面云应用一体化解决方案的厂商。公司专注于云计算IaaS基础架构技术、云桌面技术、分布式云存储技术的研究和应用，目前已推出了一系列具有自主知识产权的云计算虚拟化基础架构系统软件和云桌面应用软件及其它软件产品。1.1 VSIP 3.0产品概述云计算虚拟化基础架构是指一种物理的、可

5、伸缩的、可重配置的、可绑定的虚拟计算资源池，用以将一个或多个数据中心中的软硬件结合起来，提供可动态调配和平滑扩展的计算、存储和通信能力来支持应用服务的实现。云计算虚拟化基础架构系统以虚拟化和调度技术为手段来整合和调配分布在网络上的大量的服务器集群以及其它网络设备的处理能力，并利用面向服务架构（SOA）为用户提供安全、可靠、高效、便捷的各种应用数据服务。VSIP 3.0是盛思睿（Wisersoft）公司积累多年的云计算研发成果，是一种基于Linux KVM技术的通用云计算虚拟化基础架构系统软件产品。VSIP 3.0主要实现对计算、存储、网络等物理硬件资源实现软件虚拟化，形成虚拟资源池，实现了服务

6、器虚拟化统一管理和动态资源调配，既可以用于帮助用户快速构建一体化、高质量的企业级或互联网数据中心云计算IaaS基础设施服务体系，又可以用于支撑桌面云、并行计算框架、仿真测试等上层应用，形成专门的云计算应用解决方案。1.2 VSIP 3.0产品应用范围VSIP 3.0云计算虚拟化基础架构系统以及基于VSIP的盛思睿云计算应用解决方案可广泛应用于政府部门、能源企业、通信运营商、金融企业、教育部门、IT企业等。目前该产品技术已在政府、教育、电力、通信等行业得到了很好的应用，可以完全替代国外同类产品。1.3 术语和缩略语1.3.1 术语云计算云计算是一个方便灵活的计算模式，它是按需，可通过网络进行访问

7、和使用的计算资源的共享池（例如，网络，服务器，存储，应用程序服务），它以用最少的管理付出，与服务供应商有最少的交互的前提下，可以达到将各种计算资源迅速的配置和推出。（NIST定义）数据中心基础架构数据中心基础架构是指支撑各类应用程序相关信息进行集中存储、处理、传输、交换、管理等功能和服务所需的各类服务器、网络、存储设备及其安全可靠运行所需要的环境及物理支持。基础架构即服务以服务的形式提供虚拟硬件资源，如虚拟主机/存储/网络/数据库管理等资源。服务使用者不管理或控制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、储存空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例如，防火墙，负载均衡器等）的控制。

8、平台即服务提供的服务是把客户采用提供的开发语言和工具开发的或收购的应用程序部署到供应商的云计算基础设施上去。客户不需要管理或控制底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等，但客户能控制部署的应用程序，也可能控制运行应用程序的托管环境配置。HypervisorHypervisor是一个软件层，运行于硬件或宿主操作系统与虚拟机操作系统之间，它可以捕获虚拟机操作系统的CPU指令，为虚拟机操作系统CPU指令访问硬件控制器或外设充当中介。虚拟机虚拟机是指通过软硬件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。服务器虚拟化是指把一个物理的服务器虚拟成若干个独立的逻辑服务

9、器(称为“虚拟机 ”)，使用户可以在这些独立的虚拟机上运行不同的操作系统和应用。1.3.2 缩略语IaaS基础架构即服务（Infrastructure as a Service）PaaS平台即服务（Platform as a Service）SOA面向服务架构（Service-oriented Architecture）KVM基于内核的虚拟机（Kernel-based Virtual Machine）IT信息技术（Information Technology）CPU中央处理器(Central Processing Unit)vCPU虚拟中央处理器(Virtual Central Process

10、ing Unit)MEM内存（Memory）vMEM虚拟内存（Virtual Memory）VM虚拟机(Virtual Machine)VLAN虚拟局域网（Virtual Local Area Network）OS操作系统（Operating System）SAN存储区域网络（Storage Area Network）FC-SAN基于光纤通道交换网络的SAN(Fiber Channel- Storage Area Network)IP-SAN基于以太交换网络的SAN（Internet Channel Protocol- Storage Area Network）2 VSIP 3.0系统介绍2.

11、1 产品体系结构VSIP 3.0云计算虚拟化基础架构系统体系架构如图2-1所示，VSIP系统采用优化的分层逻辑架构，自下而上可分为虚拟资源层、资源数据层、资源调度控制层、资源管理层和接入层。图21 VSIP 3.0云计算虚拟化基础架构系统分层体系结构w 虚拟资源层：虚拟计算资源（虚拟机）、虚拟存储资源（虚拟磁盘）和虚拟网络资源（虚拟网卡、虚拟交换机），通过开放的虚拟化技术实现物理资源的抽象和细粒度的分配使用，实现应用系统与物理资源的解耦合，提高物理资源的整体使用效率。w 资源数据层：资源网格模型与数据；虚拟机模板数据；软件镜像数据；事件和日志数据；物理机和虚拟机历史监控数据；w 资源调度控制层

12、：任务及任务策略在线编辑；任务在线编译及测试；分布式任务调度；任务调度规则管理；调度任务监控；任务队列监控；虚拟机迁移调度；虚拟机高可用调度；虚拟机经济运行调度；物理机自动启/停调度；w 资源管理层：资源池管理；物理机和虚拟机全生命周期管理；虚拟机模板管理；软件镜像管理；存储管理；网络管理；系统管理；w 接入层：基于Web浏览器的可视化配置管理工具；基于VNC/SPICE多种协议的虚拟机Web远程管理；基于REST的物理机和虚拟机的生命周期管理、虚拟机快照管理、虚拟机迁移管理等API接口。2.2 产品特点q 自主知识产权，技术可控，安全性高q 采用经过优化的Linux KVM虚拟机技术，成熟开

13、放、稳定可靠q 支持千台物理服务器节点以上大规模部署q 支持多达64个资源池q 单个资源池最大支持192台物理服务器节点q 提供基于SAN存储、分布式存储和本地存储等多种虚拟机存放与运行模式q 支持主流的多租户服务与计费模型，可支撑云服务器、云桌面主机等云服务运营q 提供基于Python的可编程分布式任务调度执行引擎，可快速定制扩展调度功能q 支持虚拟机跨异构存储不停机迁移q 支持资源池跨存储整体迁移q 提供高可用、负载均衡、经济运行等多种虚拟机调度机制q 支持P2V、V2V、V2P可靠迁移转换q 提供基于X.509证书的物理服务器可信管理q 支持虚拟机安全分区分域网络管理q 支持大部分主流服

14、务器、存储和网络设备以及操作系统和上层应用软件q 高性价比，同等规模比国外同类产品节省40%以上的软件成本2.3 产品功能VSIP 3.0 云计算虚拟化基础架构系统核心功能包括资源池管理、虚拟机管理、物理机管理、存储管理、网络管理、资源调度、Web管理控制台、服务接口等，如图2-2所示。图 22 VSIP 3.0云计算虚拟化基础架构系统核心功能根据云计算虚拟化基础架构的实际应用需求的差别，VSIP 3.0提供标准桌面版（SDE）、图形工作站版（GDE）、企业版（EE）、IDC版（IDCE）供用户选择。VSIP 3.0系统功能列表以及各版本功能配置区别如表2-1所示。特性功能SDEGDEEEID

15、CE虚拟机虚拟机虚拟机全虚拟化（Full-Virtualization）裸金属架构（Bare Metal Architecture）大容量虚拟机虚拟机性能优化通过OS镜像在线安装虚拟机通过模板创建一台虚拟机通过模板批量创建多台虚拟机虚拟机启动、停止、重启、暂停、取消暂停、删除虚拟机关联启动/停止虚拟机与物理服务器关联虚拟机与物理服务器反关联虚拟机Agentless性能监控在线/离线更改虚拟机配置（CPU、内存、网卡、磁盘空间）虚拟机不停机热追加资源（CPU、内存、磁盘、网卡、虚拟光驱）虚拟机不停机热扩容磁盘虚拟机内存过量分配虚拟机在线复制虚拟机离线复制虚拟机超快速（5秒）复制虚拟机快照创建、恢

16、复、删除服务器端USB设备挂载客户机端USB设备挂载虚拟光驱设备创建、删除虚拟机备份、恢复虚拟机导出、导入物理机Windows、Linux操作系统在线/离线转换导入虚拟机（P2V）与其它格式虚拟机相互转换（V2V）虚拟机Web远程管理虚拟机模板通过虚拟机转换成模板（V2T）虚拟机模板锁定（禁止编辑与运行）通过继承模板创建新模板软件镜像软件镜像库分类管理软件镜像虚拟光驱动态挂载资源调度虚拟机在线迁移虚拟机关联迁移虚拟机反关联迁移虚拟机Storageless在线迁移虚拟机跨存储在线/离线迁移虚拟机跨异构存储离线迁移可编程分布式任务调度引擎调度任务执行过程实时监控调度任务队列监控调度规则管理资源池高

17、可用调度资源池经济运行调度资源池负载均衡调度物理服务器物理服务器远程自动启动、停机、重启物理服务器进入/推出维护模式物理服务器性能监控物理服务器能耗监控资源池资源池创建、删除物理服务器自动发现资源池添加、卸载物理服务器存储管理存储自动发现存储挂载/卸载存储低格销毁预分配式虚拟磁盘按需分配式虚拟磁盘逻辑卷动态扩容存储I/O控制存储多路径存储持久盘模式虚拟共享磁盘创建、挂载、卸载、销毁支持超过2TB容量的直通RDM网络管理虚拟机MAC地址管理物理网卡聚合（主/备切换、负载均衡）标准虚拟交换机分布式虚拟交换机虚拟交换机端口组管理虚拟交换机端口组标识管理虚拟交换机启用混杂模式虚拟机端口动态绑定虚拟网卡

18、链路工作模式（自适应、单工、双工）管理虚拟网卡流量监控虚拟网卡IP地址绑定虚拟网卡MAC地址绑定配置网络MTU虚拟机高可用网络虚拟机高可用网络流量隔离动态迁移网络流量隔离虚拟机网络策略同步迁移虚拟网络展示安全性虚拟机故障隔离虚拟机协议级访问控制虚拟机网络分组隔离虚拟防火墙虚拟机内存隔离虚拟机安全访问网关基于证书的物理服务器可信管理容灾大停电后自动恢复启动全部虚拟机API接口资源池管理API接口物理服务器全生命周期管理API接口虚拟机全生命周期管理API接口资源调度管理API接口兼容性兼容Intel、AMD X86服务器兼容IP-SAN、FC-SAN兼容Windows、Linux桌面级操作系统兼

19、容Windows、Linux服务器级操作系统运营服务多租户服务模型资源计费模型管理维护Web管理控制台2.4 产品部署2.4.1 VSIP 3.0系统组件VSIP 3.0云计算虚拟化基础架构系统组件包括VSIP主管理服务器、VSIP资源池服务器、VSIP安全访问网关（可选）、共享SAN存储、管理交换网络（简称“管理网”）、存储交换网络（简称“存储网”）、应用交换网络（简称“应用网”），VSIP 3.0系统组件基本关系如图2-3所示。图 23 VSIP 3.0系统组件基本关系1) VSIP主管理服务器VSIP主管理服务器实现对多个资源池所属的大量资源池服务器进行统一虚拟化管理、资源调度和运行监控

20、。为了确保服务质量和处理性能，主管理服务器通过专门的管理网（千兆以太网）与受控资源池服务器进行通信。VSIP主管理服务器基于SOA对资源池服务器进行管理，即使VSIP主管理服务器服务中断，也不会影响资源池服务器及其中的虚拟机正常运行。如果系统对可靠性具有更高的要求，为了避免单点故障，VSIP主管理服务器可以采用HA高可用集群部署。VSIP主管理服务器需要安装以下版本操作系统和VSIP 3.0系统组件：w Red Hat Enterprise Linux 6.4 (64位)w VSIP Server 3.02) 资源池服务器资源池服务器基于开放的Linux KVM虚拟机技术在服务器硬件和操作系统

21、之间引入虚拟化层，将一台物理机从逻辑上划分成多个虚拟机。每台物理服务器构成一个可划分的资源单位，多台物理服务器可以构成一个资源组，多个资源组构成一个资源池。资源池服务器中的虚拟机通过专门的应用网（千兆以太网）对外提供各种网络服务。资源池理服务器需要安装以下版本操作系统和VSIP 3.0系统组件：w Red Hat Enterprise Linux 6.4 (64位)w VSIP XAgent 3.0NOTE：VSIP 3.0 IDC版支持裸金属架构，可以直接在硬件服务器上进行安装，无需单独安装操作系统。3) VSIP安全访问网关VSIP安全访问网关可以为虚拟机提供统一的远程访问入口，同时对远程

22、访问虚拟机的帐号行为进行记录和控制，使管理人员可以集中查看虚拟机的远程访问连接状态，对行为可疑的帐号可以立即中断其与虚拟机的远程访问连接。对于启用安全访问网关的虚拟化基础架构环境，需要禁用虚拟机的其它远程控制机制，如Windows远程桌面、Telnet、SSH等，既能有效解决上述问题，又能够简化网络安全管理配置，提高虚拟化基础架构平台的整体安全性。VSIP安全访问网关需要安装以下版本操作系统和VSIP 3.0系统组件：w Red Hat Enterprise Linux 6.4 (64位)w VSIP SAG 2.04) 共享SAN存储共享SAN存储（IP-SAN 或 FC-SAN）用于集中存

23、放资源池服务器中的虚拟机文件。SAN存储通过专门的存储网（千兆以上以太网或光纤存储交换网）与资源池服务器进行通信。NOTE：如果选用IP-SAN，存储网推荐采用万兆以太网；对于25台资源池服务器以下的小规模资源池，存储网也可以采用千兆以太网。5) 管理网管理网是VSIP主管理服务器对资源池服务器进行通信控制、性能监控、心跳监测的专用网络，采用千兆以太网。NOTE：如果要实现对物理服务器自动启动/停止/重启等控制功能，需要物理服务器支持IPMI管理接口，并接入到管理网中。6) 存储网存储网是资源池服务器访问SAN存储的专用网络，如果采用FC-SAN则为光纤存储交换网，资源池服务器推荐采用4Gb以

24、上HBA卡；如果采用IP-SAN则为万兆以太网，资源池服务器推荐采用万兆以太网卡。为了保证存储连通的稳定性，需针对不同存储类型进行适当的网络优化，如配置交换机打开存储访问协议优化、打开流量控制、开启巨桢参数等。7) 应用网应用网是运行在资源池服务器中的虚拟机对外提供网络服务的专用网络，一般采用千兆以太网。2.4.2 VSIP 3.0系统运行环境VSIP 3.0云计算虚拟化基础架构系统可以采用精简、标准、高可用等配置方式进行部署。q VSIP主管理服务器精简配置方案，VSIP主管理服务器不单独占用物理服务器，而是选择一台性能较好的资源池服务器，将VSIP主管理服务器安装于该资源池服务器上的虚拟机

25、中。标准配置方案，VSIP主管理服务器单独占用一台物理服务器。高可用配置方案，VSIP主管理服务器占用两台以上物理服务器构建HA高可用集群。表 21 VSIP 3.0主管理服务器硬件推荐配置表配置方式推荐配置数量精简2颗Intel 或 AMD CPU（6核心）64GB 内存以上3块千兆以太网卡1 块4Gb HBA卡（如果采用FC-SAN）4块300GB 10K SAS硬盘支持 RAID 6、RAID10支持IPMI管理接口注：该服务器同时作为资源池服务器用于运行虚拟机1标准2颗Intel 或 AMD CPU（4核心）8GB 内存以上3块千兆以太网卡4块300GB 10K SAS硬盘支持 RAI

26、D 6、RAID10支持IPMI管理接口1高可用2颗Intel 或 AMD CPU（4核心）8GB 内存以上3块千兆以太网卡4块300GB 10K SAS硬盘支持 RAID 6、RAID10支持IPMI管理接口2q 资源池服务器根据虚拟机的计算资源容量需求，资源池服务器可以选择低、中、高、特高等配置。表 22 VSIP 3.0资源池服务器硬件推荐配置表服务器配置推荐配置备注低配资源池服务器2颗 Intel 或 AMD CPU（6核心）64GB 内存以上3块千兆以太网卡1 块4Gb HBA卡（如果采用FC-SAN）3块600GB 10K SAS硬盘支持 RAID 5支持IPMI管理接口用于创建运

27、行1-4 vCPU的虚拟机中配资源池服务器4颗 Intel 或 AMD CPU（6核心）128GB 内存以上3块千兆以太网卡1 块4Gb HBA卡（如果采用FC-SAN）3块600GB 10K SAS硬盘支持 RAID 5支持IPMI管理接口用于创建运行4-8 vCPU的虚拟机高配资源池服务器4颗 Intel 或 AMD CPU（8核心）192GB 内存以上3块千兆以太网卡1 块4Gb HBA卡（如果采用FC-SAN）3块600GB 10K SAS硬盘支持 RAID 5支持IPMI管理接口用于创建运行8-12 vCPU的虚拟机特高配资源池服务器8颗 Intel 或 AMD CPU（6核心以上）

28、256GB 内存以上3块千兆以太网卡1 块4Gb HBA卡（如果采用FC-SAN）3块600GB 10K SAS硬盘支持 RAID 5支持IPMI管理接口用于创建运行16-32 vCPU的虚拟机2.5 产品性能q 单台VSIP主管理服务器可管理的最大资源池数量 64q 单台VSIP主管理服务器可管理的最大资源池服务器数量 500q 单台VSIP主管理服务器可管理的最大虚拟机数量 12000q 单个资源池可管理的最大物理服务器数量 192q 单个资源池可管理的最大虚拟机（1 vCPU/1GB vMEM）数量 4000q 单台虚拟机内存分配范围 512MB - 256GBq 单台虚拟机vCPU分配

29、数量范围 1-64q 待补充3 VSIP 3.0典型应用随着云计算技术的发展以及在各个领域中的应用普及，VSIP 3.0作为国产云计算虚拟化基础架构系统应用范围更加广泛，不仅可以作为独立的数据中心虚拟化基础架构解决方案应用于政府、军队、国安、公安、能源、通信等行业企业中，而且可以作为云计算基础设施服务解决方案应用于IDC云服务运营平台中，同时VSIP 3.0系统还可以作为稳定可靠的虚拟机资源池组件应用于桌面云、云计算PaaS平台等整体解决方案中。3.1 数据中心虚拟化基础架构应用传统数据中心一般采用物理基础架构。物理服务器资源平均利用效率较低，新建应用一般无法分配利用其它物理服务器富余可用资源

30、，常常需要购置新的服务器；随着服务器资源规模（数量、型号）的快速增加，运维管理压力增大，管理维护人员的数量也越来越多，对维护人员的经验和技术要求也越来越高，运维管理的成本也越来越高；服务器硬件故障对应用的影响较大，故障恢复过程可能涉及操作系统重新安装、应用备份恢复等过程，严重时应用可能中断数小时服务。采用VSIP 3.0系统，通过对现有X86服务器配置（内存至少16 GB，推荐32 GB以上）进行利旧扩容，或者选用高性能服务器（4 CPU或8 CPU），创建支持高可用调度策略的资源池，将物理机逐步集中纳管到资源池中。实现集中化管理，模板式部署，可方便地实现在线迁移与零宕机维护，提高服务器资源利

31、用效率（提高40-50%的物理机利用效率）。图 31 VSIP 3.0数据中心虚拟化基础架构应用示意图3.2 IDC云服务运营平台应用随着2006年全球第一个商用的亚马逊AWS平台的运营，基于虚拟化基础架构的IDC云服务业务对传统IDC业务带来了巨大的冲击，各类ISP运营商和云计算软硬件厂商都纷纷借鉴亚马逊的服务模式推出IDC云服务业务，低成本、可靠、可控的虚拟化基础架构平台软件是IDC云服务业务成功运营的关键，但是国外的虚拟化基础架构解决方案软件价格高，或者与硬件捆绑，可定制性差，技术支持有限，对于运行敏感应用程序也不符合相关的安全要求。采用VSIP 3.0系统，基于X86服务器构建支持多种

32、SLA服务级别的云主机资源池，通过VSIP系统提供的REST服务接口与云服务提供商自建的云服务门户、运营管理系统、计费系统等集成，形成与亚马逊AWS平台系统相当的IDC云服务运营平台。图 32 VSIP 3.0 IDC云服务运营平台应用示意图3.3 服务中心桌面云平台应用传统的服务中心，如呼叫中心、故障保修中心、技术支持中心等，需要部署大量同质化的PC台式机，部署与管理工作量大，PC台式机信息保密性低、资源利用率低、建设与维护成本高，且PC台式机处理能力较强，本地磁盘存储容量大，少数服务人员可能在其上安装运行与工作无关的软件，易受到病毒或木马攻击，对数据、网络的安全造成影响。采用VSIP 3.0系统，通过整合面向云计算的高密度机架式服务器或刀片服务器，构建服务中心的虚拟机池（也称为“桌面云”），用户通过低功耗的云桌面设备访问云桌面管理系统，远程使用经过授权的