服务器虚拟化介绍

服务器虚拟化方案介绍V1.0杭州天网电子技术有限公司1目录传统数据中心架构新一代数据中心架构虚拟技术介绍服务器虚拟化优点VMware服务器虚拟化实现方法打包方案介绍我们的优势2大话服务器虚拟化类比理解餐饮业经营管理服务器管理临街单独门面火锅店传统服务器管理模型电力，空调，排烟，水，冷柜CPU，内存，磁盘老妈火锅行业标准X86架构厨房各种设备操作系统厨师应用程序装修风格，座位布局，汤锅用户界面原料原始数据菜肴最终报表端菜的服务员网络3大话服务器虚拟化4类比理解餐饮业经营管理服务器管理美食城服务器虚拟化模型美食城里一家火锅店VM虚拟机整体无损伤搬家公司P2V（convert）美食城管理处Vcenter中央空调送风管，大效率配电盘虚拟层标准厨房故障时，厨师转移到另外一间继续炒菜HA美食城公共冷库存储4传统数据中心架构满足高峰应用100单位计算资源满足高峰应用100单位计算资源满足高峰应用100单位计算资源一共需要300单位服务器配置选型5传统数据中心架构无法控制的成本增加ExchangeOperatingSystemVPNOperatingSystemFile/PrintOperatingSystemCRMOperatingSystem硬件投资成本大资源利用率低服务器功耗大新应用上线时间长业务连续性差6传统数据中心架构服务器的百分比主时间高峰时间20%40%60%80%0%0-10%20-30%40-50%60-70%80-90%CPU利用率当前服务器利用率很低而且技术进步会使它继续降低时钟速度不断增加超线程双核心系统/四核心系统为未使用的计算资源买单x86服务器采购量/年需要管理的服务器数量不断增长服务器部署：20%杂项30%安全：10%支持：20%备份和监视：15%在低价值的任务上花费了太多的时间，例如采购和调配数据中心管理效率低系统管理员如何使用他们的时间低价值任务硬件采购：5%除了硬件的成本，服务器对空间的不断侵占还带来了管理成本的增长20002002200420062008费用（以十亿美元为单位）管理和管制成本服务器费用501001500200管理成本占TCO的大部分100%X86服务器应用现状7虚拟化技术介绍服务器虚拟技术虚拟化前虚拟化后VMware服务器虚拟化将硬件、操作系统和应用程序一同装入

一个可迁移的虚拟机档案文件中软件必须与硬件相结合每台机器上只有单一的操作系统镜像每个操作系统只有一个应用程序负载每台机器上有多个负载软件相对于硬件独立未更改过的应用未更改过的OS虚拟硬件AppOperatingSystem8虚拟化技术介绍服务器虚拟技术由来9虚拟化技术介绍x86服务器虚拟技术发展及应用推力10新一代数据中心架构服务器整合满足各应用错位高峰叠加值100单位计算资源100单位计算资源一共需要200单位错位叠加后对资源的消耗11新一代数据中心架构资源池化，共享OperatingSystemExchangeOperatingSystem虚拟化层OperatingSystemVPNOperatingSystem虚拟化层OperatingSystemFile/PrintOperatingSystem虚拟化层OperatingSystemCRMOperatingSystem虚拟化层虚拟层连接部件池CPU池内存池存储池传统数据中心视图虚拟架构视图12新一代数据中心架构资源池化，共享虚拟架构连接部件池CPU池内存池存储池13服务器虚拟化优点整合提高硬件使用率虚拟化之前虚拟化之后虚拟化使得低利用率的服务器负载整合到一台服务器，安全可靠地达到很高的硬件利用率14服务器虚拟化优点快速统一部署服务器整合前整合后3－10天的硬件采购20－40小时，为一台服务器安装操作系统和应用程序硬件上架安装安装操作系统及补丁配置安全策略，域和用户权限配置网络（IP，DNS）配置存储（DAS，SAN，NAS）安装必要的系统管理代理，备份代理和其它的必要的系统软件安装配置应用软件测试应用安排宕机时间，数据迁移15－30分钟，用模板和自动部署向导或拷贝虚拟机，启动即可把虚拟机拷贝然后重新启动[工具已经安装][应用已经安装，配置]部署挑战：依赖硬件可用性易发生人为错误标准化困难审核困难需要数天，甚至数周15服务器虚拟化优点降低TCO（降低服务器投资成本）将不同应用负载虚拟化使得用户可以大大减少服务器的数量典型的平均整合比率在8:1到15:1应用服务器台数成本A系统1￥40000B系统1￥40000C系统1￥40000D系统1￥40000E系统1￥40000其它5￥200000总计10￥400,000应用服务器台数成本A系统5￥200,000B系统C系统D系统E系统其它总计5￥200,000整合前整合后硬件投资减少50%16服务器虚拟化优点节能降耗（降低服务器服务器电源开销）应用服务器台数功耗A系统10.6kW/hB系统10.6kW/hC系统10.6kW/hD系统10.6kW/hE系统10.6kW/h其它53kW/h一年总计1052560kW应用服务器台数成本A系统53kW/hB系统C系统D系统E系统其它总计526280kW整合前整合后电力消耗是按照服务器平稳运行状态下进行计算的。但是还有其它节省：变压设备、不间断电源(UPS)、电源线、风扇、空调、加湿器、照明等等。以2U服务器为单位计算。电量消耗减少50%17服务器虚拟化优点节能降耗（制冷系统）制冷系统需要按照空气流动要求进行配置计算中的交流电消耗被完全转化为热量。因此，1千瓦电力消耗=

1千瓦热量的产生。从耗电量计算如下：

在采用VMware之前所消耗的电量=

6千瓦在采用VMware之后所消耗的电量=

3千瓦其它重要假设冷却设备每处理1瓦的热量自身需要消耗0.8瓦电力（HP实验室的经验值）通常需要25%冗余空气流动能力额外增加25%冷却系统开销，如维持湿度等服务器整合前：十台服务器以及网络、存储设备需要在机房中配置4匹空调服务器整合后：五台服务器以及网络、存储设备只需要在机房中配置2匹空调每年机房可减少空调耗电量：2*0.735kW*24*365=12877.2kW18服务器虚拟化优点提高了系统的可用性物理主机被虚拟化后，计算资源均被池化。当资源池里一个节点发生故障时，运行在其上的虚拟机将自动迁移到健康的物理主机上。19VMware服务器虚拟化实现方法GSXServer1.0ESXServer1.0Workstation1.0VMware公司创立19992000199820012002200320042005ESXServer2.0VirtualSMPVirtualCenter1.0VMotion™80%ofFortune100用户数突破一百万Workstation5.0VMTNServerConsolidationServiceVMwarePlayerACE1.02006VMwareServerVirtualApplianceChallengeVI3.02007VMwareIPOEMC收购VMware公司介绍20VMware服务器虚拟化实现方法集中管理企业级虚拟机虚拟机动态迁移虚拟机磁盘文件动态迁移新一代虚拟管理平台整合备份存储虚拟化资源和电源管理ESXiVMFSVirtualSMP™ESXi4.0VMotion™StorageVMotion

HighAvailabilityDRSDPMVCAgentEssentialsStandardEnterpriseConsolidatedBackupUpdateManagerVMFSVirtualSMP™ESXi4.0ORESX4.0VCAgentConsolidatedBackupUpdateManagerHighAvailabilityVCAgentConsolidatedBackupUpdateManager高可用软件补丁管理

一个License支持1个物理CPU（双核、四核CPU算一个物理CPU）除了ESXi之外，其它产品包装都需要购买SnSVirtualCenter软件需要额外购买（一个虚拟计算中心通常购买一套VC即可）VMFSVirtualSMP™ESXi4.0ORESX4.0VMFSVirtualSMP™ESXi4.0ORESX4.0FaultToleranceVMotion™StorageVMotion

DRSDPMEnterprise+HighAvailabilityVCAgentConsolidatedBackupUpdateManagerVMFSVirtualSMP™ESXi4.0ORESX4.0FaultTolerance分布式交换机主机文件大规模管理Vmware产品家族/cn/products/vsphere/buy/editions_comparison.html21VMware虚拟架构

/解决方案

分区

/入门级虚拟化虚拟化最早应用者主流有限应用

(开发和测试)投入生产系统企业标准化Workstation1.0ESXGSX1.01998-20012002-20052006VirtualCenterVMwareInfrastructure3VirtualCenterVirtualSMP™VMotion™ESXServerHADRSVirtualSMPVMotionESX1.0ConsolidatedBackupVmware产品推进22VMware服务器虚拟化实现方法VI虚拟计算中心的物理拓扑结构FC存储阵列iSCSI存储阵列NAS存储阵列VirtualCenter管理服务器VIClient图形终端FC交换机FabricIP网络ESX/ESXiVMVMVMVMVM服务器群1服务器群2服务器群3Web浏览器备份服务器23VMware服务器虚拟化实现方法方案配置ITEMDESCRIPTION

QTYU/PRICE(¥)

TOTAL(¥)

项目产品资料描述数量单价合计1DELLPowerEdgeR710Server229600592002DELL/EMCAX4-5FCStorage184000840003Qlogic2462DualChannel4GBOpticalFiberChannelHostBusAdapter,PCIe1700070004DELLVMwarevSphere4Standardfor1processor(Max6coresperprocessor)43670146805DELLGoldSupport/SubscriptionforVMwarevSphereStandardfor1processorfor1year4172068806DELLVMwarevCenterServer4FoundationforvSphereupto3hosts1690069007DELLGoldSupport/SubscriptionforvCenterServer3FoundationforvSpherefor1year1343034308DELLvRangerPro1CPUAdditiveFlexibleLicensew/1yrsupport45500220009ImplementationOfTheProject(Includeoneyearstandartservice)12000020000101YearActivevalue-addedservices170007000

24VMware服务器虚拟化实现方法虚拟化如何实现虚拟化前虚拟化后服务器虚拟化将硬件、操作系统和应用程序一同装入

一个可迁移的虚拟机档案文件中软件必须与硬件相结合每台机器上只有单一的操作系统镜像每个操作系统只有一个应用程序负载每台机器上有多个负载软件相对于硬件独立未更改过的应用未更改过的OS虚拟硬件25VMware服务器虚拟化实现方法VMware内核-VMkernel虚拟机群集文件系统设备驱动程序存储协议栈虚拟网卡和交换机网络协议栈虚拟多处理器SMPVMMVMMVMMVMMPhysicalHardware服务控制台ServiceConsolehostd管理代理Agents和接口其它外设

I/O周期性负载均衡器资源管理在创建虚拟机的时候，选择设备以及内存的容量VMkernel将虚拟机设备映射到主机上的物理设备虚拟机独立于主机系统和硬件设备虚拟机-VM26VMware服务器虚拟化实现方法支持企业级的负载单个虚拟机最大可支持1TBRAM，最多32个虚拟CPU在虚拟机中已经可以运行资源消耗巨大的企业级应用，如数据库、CRM、ERP应用27VMware服务器虚拟化实现方法VMwareInfrastructure的管理ServerFarmESXServerESXServerESXServerESXServerESXServerESXServerVMwareInfrastructureESXServer网络存储系统VirtualCenterVCAgentVCAgentVCAgentVCAgentVCAgentVCAgentVCAgent虚拟机28VMware服务器虚拟化实现方法VirtualCenter-关键功能7编程接口虚拟机和服务器管理1虚拟机部署2虚拟机迁移3资源管理4系统监控5安全和访问控制6集中统一管理29VMware服务器虚拟化实现方法VirtualCenter组成部分VMwareUpdateManagerServerVMwareLicenseServerVMwareConverterServerWebAccess被管理的主机(ESXServers)活动目录AD域VIClientWebCenterVIWebAccessVirtualCenterServerVirtualCenter数据库VMware软件补丁数据库30VMware服务器虚拟化实现方法所有功能和操作单点管理VMwareInfrastructure虚拟中心VirtualCenter：

集中的单点管理所有的VMware服务器和虚拟机完整的资源映射和拓扑图，实现拖放控制企业基础架构通过你的服务器环境部署、启动和迁移虚拟机监控系统利用率和性能自动通知和email报警通过强壮的访问控制确保环境安全，可以和活动目录软件开发包支持和第三方的管理工具集成31VMware服务器虚拟化实现方法资源池的概念及优势VMwareInfrastructure集合不同的硬件资源形成统一的逻辑资源池客户影响服务器故障意味着可用资源的减少而不是应用的故障每个业务部门使用专用（虚拟）的架构;IT部门仍然集中控制着所有的硬件资源可以将虚拟机和资源的管理授权给业务部门作为一个整体来管理整个SOA应用层服务器,存储设备,网络业务部门部门A部门B聚合资源资源池2CPU36GHz,Mem58GB优先级：高资源池3CPU12GHz,Mem22GB优先级：低CPU48GHz,Mem80GB32VMware服务器虚拟化实现方法主机Hosts、群集Clusters和资源池ResourcePoolsVMwareInfrastructure8x4x2x4GHz=256GHz8x32=256GBRAM

4x2x4GHz=32GHz32GBRAMClusterHostVMVMVM会计部门资源池RP4GHz16GBRAMVM财务部资源池RP工资处理虚拟机8GHz32GBRAMVM其它虚拟机x86Server4GHz16GBRAMx86Server4GHz16GBRAMx86Server4GHz16GBRAM虚拟世界物理世界12GHz48GBRAMCluster4GHz16GBRAM4GHz16GBRAM33VMware服务器虚拟化实现方法通过VMwareHA确保系统高可用VMwareInfrastructureVMwareHA是什么?VMwareHA就是发生服务器故障是在其他的物理服务器上自动重启虚拟机客户优势对所有的应用实现了高可用性，并且成本很低不需要完全一致的重复硬件比传统的集群有更高的成本优势，同时易于使用和操作通过VMwareHA可以方便地提高任何应用的高可用性资源池X34VMware服务器虚拟化实现方法VMwareHA切换过程演示VMwareInfrastructureSAN/NAS/iSCSIVirtualCenterESXServer宕机!ESXServer确保了系统的高可用性35VMware服务器虚拟化实现方法用VMotion减少计划内宕机时间VMwareInfrastructureVMotion是什么?通过VMwareVMotion可以实现虚拟机的动态迁移,而服务不中断客户优势零宕机时间:进行有计划的服务器维护和升级迁移工作负载，资源利用率最大化服务器的持续可用性,完整的交易集成支持FibreChannel和iSCSISAN环境以及NAS80%的VMware客户实施应用了VMotionx86ArchitectureVMwareESXServerx86ArchitectureVMwareESXServerVMotion迁移虚拟机SAN、iSCSI或NAS36VMware服务器虚拟化实现方法StorageVMotion：7*24迁移虚拟机文件和优化存储VMwareInfrastructure虚拟机磁盘存储独立迁移无需虚拟机停机LUN独立支持光纤通道SAN应用程序操作

系统应用程序操作

系统应用程序操作

系统无中断：刷新到新阵列

迁移到不同类别的存储器升级到新文件系统格式虚拟机粒度，LUN独立37VMware服务器虚拟化实现方法使用VMwareDRS进行资源优化VMwareInfrastructureDRS是什么?跨资源池动态平衡计算资源基于预先设定的规则智能分配资源对客户的优势基于业务优先级分配IT资源简化运行，大幅度提高系统管理员的生产率动态添加硬件资源而避免在繁忙时段服务器的过载动态硬件维护能力动态、智能地分配硬件资源来满足业务部门和IT的不同需求资源池业务需求围绕业务进行组织和规划…而不是您的硬件!38VMware服务器虚拟化实现方法DRS发生时的情形演示VMwareInfrastructureESXServer1ESXServer2ESXServer3SAPCitrixDNS/DHCPOracleSQLServerApacheExchServerDRS发生SAN存储39VMware服务器虚拟化实现方法启用“即插即用”数据中心VMwareInfrastructure插入：接通安装了

ESX

Server

的新服务器电源。新服务器即加入

DRS

群集。使用：群集中所有的虚拟机会自动重新进行平衡，以纳入新的可用资源。负载分配规则设定一次，永远有效，自动执行按需分配容量易于扩展避免业务繁忙时段的过载40VMware服务器虚拟化实现方法DPM：分布式电源管理VMwareInfrastructure资源池业务需求关闭群集需要的资源越少，就将工作负载整合到越少的服务器上将不需要的服务器置于待机模式工作负载需要增加时，再恢复服务器在线状态保证服务级别的同时减少电力消耗虚拟机不中断、不停机41VMware服务器虚拟化实现方法应用VMwareConsolidatedBackup保护数据VMwareInfrastructureVCB是什么?集中的、无代理的虚拟机备份将备份移出虚拟机减少备份代理和数量消除生产虚拟机的备份负载充分利用虚拟机快照功能支持SAN、iSCSI和NAS和主流的第三方的备份产品预集成客户优势在白天就可以执行备份任务集中的、文件级的备份实现了简单、可靠的数据保护集中的数据

迁移器42VMware服务器虚拟化实现方法VMwareConverter实现物理到虚拟迁移VMwareInfrastructure使用VMwareConverter在线无缝地