用虚拟化技术构建新一代数据中心

1、 2006 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice 用虚拟化技术构建新一代数据中心中国惠普有限公司企业计算与专业服务部陈武胜2006年6月23日内容提纲传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术HP VSE虚拟服务器环境用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式2内容提纲传统传统IT基础架构的缺陷和挑战基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7

2、x24自动化数据中心的核心技术HP VSE虚拟服务器环境存储虚拟化用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式3传统数据中心的IT资源配置模式- “烟囱式”结构机房设施数据网络和存储网络服务器1服务器2服务器3服务器n。应用1应用2应用3应用n部门A部门B部门Z4传统“烟囱式” 数据中心的缺陷缺陷缺陷1：据统计数据中心服务器的平均使用率低于 30%，但仍有相当数量的服务器无法满足其服务水平目标缺陷缺陷2：一个新应用的部署需要历经预算、采购、安装测试、上线等过程，周期长达数周至数月，难以及时响应业务需求缺陷缺陷3：服务器数量和管理成本与应用数量呈线性关系，IT管理和成本压力巨大大量未能利用的

3、处理能力处理能力不足的服务器0%20%40%60%80%100%所有服务器所有服务器5资源利用率低下的原因为应付少量峰值负载而过度配置服务器需要的CPU数量时间6“冰山模式”- 传统数据中心的成本支出结构看的见的花费：看的见的花费：30% 预算用于新基础设施建设和新应用开发看不见的花费：看不见的花费：70% 预算用于现有设施维护和人员支出问题：问题：如何节省运营性支出把预算更多地用于IT基础设施创新？7内容提纲传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标新一代数据中心的建设目标构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术HP VSE虚拟服务器环境用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管

4、理模式8建设新一代数据中心的推动力IT必须与业务成长同步，满足业务需要业务成长动态的IT基础设施降低成本，提高IT投资回报9如何及时应对业务需求变化？如何降低成本，提高投资回报？新一代数据中心建设的三大问题如何保持稳定的服务水平？10新一代数据中心的价值定义和目标“24x7 持续运行，用工业标准产品构建，自动供应和优化资源，支持绝大多数应用的公共计算环境和服务”建设目标降低IT运营成本迅速满足业务需求保证高服务水平11内容提纲传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术自动化数据中心的核心技术HP VSE虚拟服务器环境用户建设新一代数

5、据中心的途径 实现步骤 管理模式12自动化虚拟化安全系统平台和支持服务实现新一代数据中心的关键因素传统数据中心新一代数据中心关键支持因素高成本烟囱式 IT低成本共享IT资源池24x7自动运行自动运行电源和冷却统一管理工业标准高伸缩性IT支持服务高能效比的计算方式内置安全机制和主动式安全防护资源的池化和优化，容易共享根据业务需要自动调整资源分配统一的基础设施管理HP Integrity服务器HP Proliant服务器HP StorageWorks存储HP专业电源和冷却解决方案HP VSE 虚拟服务器环境虚拟服务器环境（HP Virtual Server Environment）13系统平台-最

6、完整的服务器和存储产品线ApplicationProLiant DL/ML500 seriesProLiant BL p-Class AlphaServerES seriesNonStopS76 seriesrp8420-32rp7420-16DatabaseNonStopS76000/S88000AlphaServer SC seriesProLiantDL 700seriesAlphaServer GS seriesIntegritySuperdomeHP 9000SuperdomeMulti-OSIntegrityrx8620Integrityrx7620rp4440-8AlphaSer

7、ver DS series ProLiant BLe-ClassProLiant DL/ML100 & 300 seriesrp3440-4AccessIntegrity rx5670Integrity rx2620Integrity rx4640SAN Infrastructure / Software / Media / OptionsXP seriesMSL seriesTape Autoloader seriesTape drive familiesCASANAS familyESL seriesEVA seriesOpticalfamilyMSA familyVA serie

8、sStorageWorksIntegrity rx1620rp3410-214电源管理和冷却解决方案模块化冷却系统电源分配管理通用机架系统Integrity服务器电源和冷却保障系统Smart Cooling服务，消除机房热点15虚拟化技术及其对用户的影响“Virtualization technologies will enable higher utilization rates By 2008, server utilization rates could improve from 25% on average today to more than 40% on averageBusine

9、sses will not be able to ignore this trend the cost benefits will be too great.”Tom Bittman, “Real-Time Enterprise demands a Real-Time Infrastructure”, Gartner Symposium, October 2004高资源利用率可以节省硬件、软件许可证，以及系统管理的费用总体拥有成本可以节省50-70%16HP 虚拟服务器环境 (VSE) 的目标智能控制规划建议自动调整性能评估HP 虚拟服务器环境分区技术硬件分区软件分区微分区资源分区高可用性技术

10、集群灾难恢复按用付费即时增容资源租用 虚拟服务器统一基础架构管理配置自动化规划应用负载被封装在独立的虚拟服务器环境中运行应用只需要安装一次就能在整个数据中心内任何服务器上运行资源被自动分配给所需要的应用负载在必要情况下，应用负载会被自动转移到资源更充足或可靠性更高的虚拟服务器上用单一的管理视图管理所有虚拟和物理服务器、虚拟和物理存储系统和应用负载17HP 虚拟服务器(VSE)环境构成HP Systems Insight Manager物理资源虚拟化节点代理发送性能信息VSE 信息过滤/分类底层资源配置信息公共管理平台自动资源分配智能控制智能控制自动资源发现事件通知集中存储图形/文字界面鉴于身份

11、的安全机制分布执行工具定义Web service高可用技术分区技术分区技术按用付费ServiceguardServiceguard Storage Mgmt SuiteMetroclusterContinentalclustersnPartitionsvPars/Integrity Virtual MachinesSecure Resource PartitionsInstant CapacityTemporary Instant CapacityPay Per Use自动资源调整指令Virtualization Manager Workload ManagerCapacity Advisor

12、资源配置自动控制资源规划18多种分区技术nPar n OS image with HW fault isolationDedicated CPURAM & I/O分隔度高灵活性好节点vPar 2 OS + SW fault isolation Dedicated CPU, RAMHard Partition 1Hard Partition 2vPar 1 OS + SW fault isolation Dedicated CPU, RAMVirtual Machine 1 OS + SW fault isolation Virtual + Shared CPU, I/O Virtual

13、ized MemoryVirtual Machine 2 OS + SW fault isolation Virtual + Shared CPU, I/O Virtualized MemoryApplication n Guaranteed compute resources (shares or percentages)硬件分区nPartition：单一服务器内多个分区独立物理服务器：单一OS，单一物理服务器虚拟分区vPar & HP Integrity 虚拟机：单个硬件分区内多个虚拟分区或虚拟机 安全资源分区Secure Resource Partitions：同一OS内多个应用

14、隔离区nPar 1 OS image with HW fault isolationDedicated CPURAM & I/OnPar 2OS image with HW fault isolationDedicated CPURAM & I/OnPar 3Application 3Application 2 Guaranteed compute resources (shares or percentages)Application 1 Guaranteed compute resources (shares or percentages)19硬件分区 nPartition

15、s多个分区可提高资源利用率多个分区可提高资源利用率电气隔离的分区可实现在线维修和升电气隔离的分区可实现在线维修和升级级同一服务器同时运行多个操作系统同一服务器同时运行多个操作系统: Unix, Windows, Linux, OpenVMS 同一操作系统不同版本 同一版本操作系统不同Patch Level提高可用性提高可用性 不同分区间硬件和软件故障隔离 不同分区间实现双机或多机高可用集群16114统一服务器上多个相互间电气隔离的分区（最小分配单位为单元板）Unix v1 Unix v2 Linux Windows20软件分区(vPar)和虚拟机(Virtual Machine)主机 / 硬件

16、分区vPar Monitor 或或 VM HostHP-UXRevision APatch Lvl 1HP-UXRevision APatch Lvl 2HP-UXRevision BPatch Lvl 1Dept. AApp 1Dept. AApp 1Dept. BApp 2vPar1vPar2vPar3在单一服务器或硬件分区内运行多个OS映像提高资源利用率提高资源利用率提高灵活性提高灵活性 多个独立OS映像 不同分区间动态CPU迁移提高应用隔离度提高应用隔离度 软件和应用安全隔离 OS隔离 独立配置修改和重启21利用虚拟机(VM)实现应用快速部署和迁移Host (Integrity VM

17、+ platform OS) OSapp1app2Host (Integrity VM + platform OS)OSapp1app2VM 要求的专门配置: Kernel 参数 Patch levels 支撑软件OSapp1 app2VM可以在一个系统上停止，然后在另一个系统上重启，而配置参数不变开发系统 (ex. rx2600-2)QA 系统(ex. rx8620-32)Recommended setup:Symbolic links on each system to VM-accessed disks, physical disk shared between hostsNFS mou

18、nt to same disk for storage of VM specific runtime info such as EFI settings, kernel launch options, and IPMI eventsMovement within the same subnet so IP address can be maintained22HP 虚拟服务器环境构成HP Systems Insight Manager物理资源虚拟化节点代理发送性能信息VSE 信息过滤/分类底层资源配置信息公共管理平台自动资源分配智能控制智能控制自动资源发现事件通知集中存储图形/文字界面鉴于身份

19、的安全机制分布执行工具定义Web service高可用技术分区技术按用付费按用付费ServiceguardServiceguard Storage Mgmt SuiteMetroclusterContinentalclustersnPartitionsvPars/Integrity Virtual MachinesSecure Resource PartitionsInstant CapacityTemporary Instant CapacityPay Per Use自动资源调整指令Virtualization Manager Workload ManagerCapacity Advisor

20、资源配置自动控制资源规划23TimeIT cost即时永久增容Instant Capacity TimeIT cost临时增容Temporary Instant CapacityTimeIT cost按用付费（租赁）Pay per useHP 提供3种不同的按用付费模式24负载管理器(gWLM)实现处理器资源调配分区1未激活 iCAP CPU正常 CPU分区2分区1分区2分区1分区2情况1：在不增加总处理器资源的情况下满足不同应用的资源需求25多个应用负载叠加可以节约总处理资源不同应用负载的峰值并不同时发生 ！+=两个峰值负载为8CPU的应用叠加后，其最大负载只有12 CPU （而不是16 C

21、PU）26负载管理器(gWLM)实现临时增容分区1未激活 iCAP CPU正常 CPU分区2分区1分区2分区1分区2情况1：在不增加总处理器资源的情况下满足不同应用的资源需求临时激活CPUTiCAP容量即将提供跨不同服务器的CPU容量分配能力 ！27用临时增容 TiCAP实现低成本永久处理器满足稳定的工作负载，临时增容TiCAP满足尖峰负载Number of CPUsTime永久处理器TiCAP增容处理器28HP 虚拟服务器环境构成HP Systems Insight Manager物理资源虚拟化节点代理发送性能信息VSE 信息过滤/分类底层资源配置信息公共管理平台自动资源分配智能控制智能控制

22、自动资源发现事件通知集中存储图形/文字界面鉴于身份的安全机制分布执行工具定义Web service高可用技术分区技术按用付费ServiceguardServiceguard Storage Mgmt SuiteMetroclusterContinentalclustersnPartitionsvPars/Integrity Virtual MachinesSecure Resource PartitionsInstant CapacityTemporary Instant CapacityPay Per Use自动资源调整指令Virtualization Manager Workload Ma

23、nagerCapacity Advisor资源配置自动控制资源规划29HP 虚拟化资源管理器(Virtualization Manager)自动发现数据中心内所有资源，自动发现数据中心内所有资源，单一视图上管理所有物理和虚拟资源单一视图上管理所有物理和虚拟资源30HP 全局负载管理器(Global Workload Manager，数据中心的大脑)自动监视数据中心内所有应用负载，自动监视数据中心内所有应用负载，根据预定的服务水平策略实时调整资源分配根据预定的服务水平策略实时调整资源分配31HP 容量规划器 (Capacity Advisor)自动分析历史数据，提供容量规划建议自动分析历史数据，

24、提供容量规划建议自动生成资源分配策略自动生成资源分配策略32HP Systems Insight Manager 管理所有的数据中心资源HP Storage 系统管理HP Integrity 服务器管理HP ProLiant 服务器管理HP OpenView 及其他企业级管理工具HP Client ManagerHP Web Jetadmin3rd Party/ CustomHP Systems Insight Manager核心管理服务多种OSHP-UX 11iHP 统一基础架构管理工具(Systems Insight Manager)物理和虚拟基础设施33采用虚拟服务器环境(VSE)的优势

25、 系统整合, 资源虚拟化, 自动供应与主流应用与主流应用Oracle, SAP等预集成等预集成 成倍提高资源利用率 根据应用负载动态调度资源 保持高服务水平 资源调度策略与高可用性功能紧密集成，自动排列优先级 按使用付费 只在需要时激活额外的处理能力HP Virtual Server Environment虚拟服务器智能控制引擎HP 虚拟服务器环境34存储资源虚拟化：SAN存储虚拟化系统HP StorageWorks 200将多台异构的存储系统整合成单一大型存储池 支持惠普、HDS、IBM和EMC阵列 可实现所有本地数据复制、异地复制、透明数据迁移主机HP MSAHP MSASANHP XPI

26、BMHDSHP EVAEMCSVS200SAN35标准化, 模块化的构建模块数据服务网格化StorageWorks存储网格 处理能力存储容量通讯 “智能单元”解剖 处理能力 内存 存储容量 通讯组件36SCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSC利用存储网格实现RISS 文件归档平台RISS范围范围 管理应用的语义管理应用的语义 提供统一的视图计算提供统一的视图计算和存储资源和存储资源电子邮件电子邮件文档文档管理管理第三方应用第三方应用 现成供应的服务器或现成供应的服务器或刀片服务器技术刀片服务器技术 充分利用硬件技术的充分利用硬件技术的

27、进步进步备份子系统备份子系统HP ProLiant系列服务器系列服务器生命周期管理生命周期管理 安全 受保护 保留 访问控制 高可用性 防止窜改 可管理性SCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSCSOAPSOAPSMTPSMTP存储存储API 接口接口HTTPHTTPHTTP查询查询在这里建立索引在这里存放索引在这里运行搜索引擎Storage smartcells存储聪明细胞无瓶颈无瓶颈无单点故障无单点故障37ERP、CRM、企业应用企业应用Application Transparency应用透明访问应用透明访问Active活跃活跃应用

28、数据存储虚拟化：面向数据库的HP RIMIdentify Inactive Data确定不活跃的数据确定不活跃的数据Relocate Inactive Data to Archive将不活跃的数据转移至存档将不活跃的数据转移至存档Retain Access保持可访问性保持可访问性Inactive不活跃不活跃History历史历史压缩存档压缩存档（Encapsulated Archive）.XSD.XML第三方报告工具第三方报告工具实现数据库瘦身！38自动化虚拟化安全IT 系统和服务HP完整的新一代数据中心方案 传统数据中心新一代数据中心关键支持因素24x7 自动运行系统:HP BladeSys

29、temHP ProLiant servers HP Integrity serversHP StorageWorks - WAN Accelerator - Clustered Gateway服务:Agility AssessmentFactory ExpressC & I servicesTechnology ServicesManaged ServicesEducation & TrainingFinancing services软件Systems Insight ManagerHP Essentials - ProLiant - Integrity - StorageHP

30、 OpenView - Infrastructure Mgmt - Service Desk - Asset Mgmt服务:IT Service Mgmt Infrastructure MgmtData Center MgmtOpenView services系统:Virus ThrottlingVulnerability & Patch MgmtHP-UX 11i security - Secure partitions - Intrusion DetectionProCurve Identity Mgr软件:HP OpenView - Identity mgmt - Access

31、control - Federated access服务:Security Gov & MgmtIT Security AssessmentSecurity Ed & Training系统:Virtual Machine MgmtIntegrity Virt. MachineVirtual Server Envt - Capacity AdvisorServiceguard Global Instant CapacityStorageWorks - Ent. Virtual Array - External storage XP - Reference Info Storage

32、 System服务:Virtualization servicesFlexible Computing provisioning servicesAdaptive Network Architecture系统:HP BladeSystem MgmtVirtual Server Envt automationHP Storage EssentialsAutoStoreHP OpenView - Configuration Mgmt - Service Activator 服务:Automation servicesIntegrated Service ManagementRemote monit

33、oring and mgmt.Mission critical support电源和冷却系统: Modular Cooling System Power Distribution Unit (PDU) Mgmt Universal Rack infrastructure Integrity power and thermal regulation服务: Data Center design, power & cooling Thermal Modeling Environmental Remote Mgmt管理39内容提纲传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7

34、x24自动化数据中心的核心技术HP VSE虚拟服务器环境用户建设新一代数据中心的途径用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式40Gartner对IT基础架构的成熟度评价体系051015202530354045基于服务基于服务基于业基于业务策略务策略资源集中资源集中优化优化未优化未优化标准化标准化虚拟化虚拟化% IT组织能帮助企业能帮助企业IT向右向右转变的供应商将主转变的供应商将主宰市场宰市场Source: Gartner41如何实现新一代数据中心？ - HP 的阶段定义适应性架构适应性架构提升效率提升效率稳固基础架构稳固基础架构 硬件、软件基础设施简化和标准化 改善和统一管理工具 基

35、础资源池化 管理物理和虚拟资源 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平台整合和优化平台整合和优化资源虚拟化和共享资源虚拟化和共享应用需求和资源供应自动应用需求和资源供应自动链接链接VSE 产品家族涵盖全部3个阶段的需求42HP 可以帮助用户实现新一代数据中心适应性架构适应性架构提升效率提升效率稳固基础架构稳固基础架构 平台整合和优化平台整合和优化资源虚拟化和共享资源虚拟化和共享应用需求和资源供应用需求和资源供应自动链接应自动链接数据中心基础架构 (技术) 数据中心运维模式 (人员和流程)HP 服务解决方案共享与虚拟化标准化,整合 与独立资源 与业务动态链接共享IT服务

36、面向服务的基础服务公用IT服务 系统整合 IT基础架构 基础管理 业务连续性和可用性 人员培训 共享服务与 SOA 虚拟化能力 IT 服务管理 基础架构和软件生命周期管理 企业级IT整合 服务外包迁移及优化服务 服务自动化 公用服务 基于业务策略的工作负载管理 容量规划 战略性外包服务43新一代数据中心的管理革新: - 需要新技术，更需要新观念资源与应用动态配备资源由IT部门统一规划、采购、分配，业务部门使用服务水平SLA资源属性标准、通用，容易改变和共享资源与应用固定对应资源归业务部门所有，由业务部门计划、采购、使用资源属性专有，难以改变和共享新一代数据中心现有数据中心ERPCRMWebSi

37、losERP CRM Web服务器存储网络软件IT资源条块分割，部门占有资源资源条块分割，部门占有资源资源同享，资源同享， 部门使用服务部门使用服务 44Shared Application Server UtilityShared Database UtilityHP的新一代数据中心建设实例(SASU / SDU) 45Shared Application Server Utility (SASU)将人员、流程和VSE技术综合，对所有硬件、软件（中间件）和基础服务进行虚拟化用VSE提供BEA Weblogic 应用服务器运行支撑环境为所有内部J2EE应用服务提供运行支撑平台CPUEnvironment Monitoring/Reporting/Alerting ComponentsEnvironment