虚拟化与云计算技术介绍

1、虚拟化与云计算技术介绍,浪潮集团 方案中心 章龙,虚拟化简介,目录,传统数据中心面临的挑战,1,2,虚拟化典型案例分析,3,云计算初探,4,2020/7/6,Inspur group,周五我们就需要一台Web服务器！,今晚你就要为我升级内存！,停下你手里的所有活计，马上修复网络！,服务器到货需要3个星期？！,我觉得你现在就应该把这件事做好！,你曾经许诺今天就给我添加一台服务器！,CIO的难处有谁能知道？,传统数据中心面临挑战,随着IT技术的飞速发展，互联网增值服务的不断扩充，数据中心的软、硬件资源得以极大的丰富。基于传统IT架构模式下的IDC数据中心，各种问题不断暴露，传统的数据中心模式面临挑

2、战。,业务发展带来了巨大的挑战,数据中心的担忧（一）,性能、可靠性问题,集成化和自动化系统管理,数据中心的担忧（二）,部署、升级问题,如何整合现有的计算设备和存储设备,数据中心的担忧（三）,资源利用率问题,数据中心的担忧（四）,功耗/Power & Watt,如何降低IDC的功耗？,功耗问题,PUE=1+制冷功率因子+供电功率因子+其它,如何保证数据中心“冷静”？,数据中心的担忧（五）,散热问题,如何管理分散的数据中心？,数据中心的担忧（六）,北京,上海,广州,管理问题,数据中心最亟待解决的问题,数据中心建设现状,政 府,规模基本在1000平米内 三分之二在改建或新建中,金 融,大中型居多,

3、超大型 二分之一在2000年前后建成,电 信,大型居多, 超大型较多 改建和扩建热潮正起,制 造,规模普遍偏小 三分之二尚未有容量不足的问题,能 源,中小型居多 有改建和扩建需求,60%与节能减排有关,数据中心的担忧（七）,空间问题,CIO面临的挑战,2020/7/6,Inspur group,空间/Room Space,功耗/Power & Watt,安全/Security,管理/Management,部署/Deployment,虚拟化技术简介,目录,传统数据中心面临的挑战,1,2,虚拟化典型案例分析,3,云计算初探,4,9,90%的服务器,90%的时间,CPU占用率低于10%,9,1,9-

4、9-1原则资源利用率严重不足,虚拟化是解决之道,虚拟化技术又称分区技术，它通过在硬件和软件之间添加虚拟中间层（HyperVisor），可以在单一服务器上部署多个操作系统和应用。 虚拟化是一种资源分配方法，它通过软硬件分离的方式，将资源分配给最需要它们的工作负载，以达到资源重组、提升效率的目的。,传统体系与虚拟化架构对比,传统 x86 体系结构 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 在每台服务器上运行多个应用程序会增加风险，即停机影响到多个应用程序,虚拟化架构 添加了 HyperVisor虚拟化层 软件相对于硬件独立，二者平滑结合 一台物理机可

5、以安装多个操作系统和应用 物理硬件作为资源灵活分配,虚拟化介绍：兼容性,兼容性 硬件设备 操作系统 应用程序,相同,与操作系统兼容,物理服务器,物理服务器内的虚拟机,虚拟化介绍：隔离性,隔离性 同一物理机上的虚拟机独立运行。 分别受到保护,=,1 台物理服务器上的 4 台虚拟机,4 台物理机,虚拟化介绍：封装性,服务器资源调配与复制文件相似 服务器迁移与数据迁移相似 数据管理技术可用于服务器管理,整个服务器（操作系统、应用程序、数据、设备和状态）现在只是一个文件。,记忆棒 DVD 硬盘驱动器 NAS SAN,虚拟化介绍：硬件独立性,硬件驱动程序独立于所在机器中的硬件 可移到不同的硬件，而不会有

6、任何更改 从笔记本电脑到台式机再到高端服务器,虚拟机始终承认独立于物理硬件的同一组硬件。,虚拟机管理,VirtualCenter 服务器,VI Client,VI Client,VirtualCenter 服务器,Web Client,Web Client,webCenter (Apache Tomcat 服务) 安装在这里,虚拟架构(VI) Client 访问VirtualCenter 使用VC全部功能 直接访问ESX主机 单一ESX主机管理,Web Access Client 访问VirtualCenter 管理多台虚拟机 直接访问ESX主机 只能管理该主机制上的虚拟机,虚拟机管理克隆,是

7、一台虚拟机的精确复制品 虚拟机必须处于下电状态才能进行克隆 克隆功能必须在VirtualCenter中才能 操作,虚拟机管理模板,用于创建需要经常部署的虚拟机，包括操作系统和应用软件 是一个被特殊标示的、永远不会上电的虚拟机,创建模板的方法 从现有虚拟机转换 从现有虚拟机克隆 从现有模板克隆 必需VirtualCenter,虚拟机管理快照,在特定时间抓取整个虚拟机的完整状态 包括内存状态、参数设置状态和磁盘状态 多级快照指的是创建同一虚拟机的多个快照的能力 虚拟机电源状态 上电、下电或者休眠 创建快照所需时间 30-40秒,虚拟机管理VMotion迁移,VMotion迁移是在虚拟机上电状态下移

8、动它 提高总体硬件的利用率 消除计划内停机 与VirtualCenter配合使用,什么是VM HA？,2020/7/6,Inspur group,集成的、可扩展的虚拟机故障切换解决方案 是 Enterprise的一部分 (可选的VirtualCenter功能) 与VMotion和DRS集成 通过在ESX服务器主机中进行自动故障切换，为虚拟机提供高可用性 每个群集最多支持16个ESX主机（新版本将支持32个ESX主机） 通过VI Client配置、管理和监控 可以为特定虚拟机定制行为方式,什么是VM HA？,2020/7/6,Inspur group,构建先进的数据中心架构灵活、安全、高效,20

9、20/7/6,Inspur group,X,+,+,虚拟化能带来什么好处,虚拟化介绍,目录,传统数据中心面临的挑战,1,2,虚拟化典型案例分析,3,云计算初探,4,虚拟化解决方案,2020/7/6,Inspur group,机房接近满载（电力、空间） 机房服务器数量在120台左右，机柜30个； 机房电源功率上限是80kw，目前功率已达到60kw； 运维成本高 （管理、维护） 60%的服务器已运行两年以上，性能功耗比低； 2008年1-8月的机房电费70万左右； 应用可靠性低（安全性、可靠性） 机房90%以上的应用未使用高可用方案，存在单点故障风险； 硬件故障响应周期较长；,典型应用XX国税数据

10、中心,可靠,高可用按需分配,管理： 分散集中 可靠： 单机动态集群 故障切换： 小时分钟,10个应用仅占用20%处理器资源 预计满配系统可支持20个同类型应用 系统性能完全持平或超越原有系统,虚拟化解决方案价值体现,虚拟化介绍,目录,传统数据中心面临的挑战,1,2,虚拟化典型案例分析,3,云计算初探,4,下一代IT技术发展方向,IT应用模式服务化进一步加深,物联网,云计算,三网 融合,4G.,云计算的争议,云计算是不是单纯的概念炒作？,绝大多数有潜力的新型技术都要经历炒作周期，云计算也不例外. 目前云计算属于过热期. 能否到达成熟期的关键因素：云计算是否能具有产业变革能力。,云计算的争议,产业

11、变革的核心要素： 1、产业模型变化 2、关键技术创新,云计算的争议,产业模型变化,1879, 发电机,中央电厂,大规模数据生产 集中化快速部署 网络状高速互联,调度网,IT正在向电力调度模型演变，资源属性显现。,关键技术创新,蒸汽机 带来了“能”的解放 虚拟机 带来了“数据”的解放,虚拟化使得操作系统、应用系统、业务信息摆脱了物理机的束缚，可以自由的在云中飘移。,什么是云计算？,云，是下一代服务整合和交付方式的统称。 狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件）。 提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩

12、展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施。 广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。,什么是云计算？,“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。 有人打了个比方：这就好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集

13、中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。,云计算的基本特征,云计算架构,应用,架构,八路服务器,负载均衡器,高性能,安全服务器,IP存储,FC存储,BCP软件,刀片服务器,FC交换机,云计算核心：资源池化,云计算中心操作系统,传统数据中心,云计算数据中心,云计算核心应用对大服务器的需求,核心业务需要处理关联性极强的结构化数据，需要计算机系统的多线程并发、紧耦合共享内存技术的支撑 核心业务对响应速度、并发处理能力不断提升的需求，需要系统的计算性能扩展性、内存扩展性、I/O扩展性跨越式提高 核心业务

14、需要连续稳定的服务，需要计算机系统的容错技术和高可用技术的支撑,高端服务器在云计算中的应用,高性能：32路紧耦合ccNUMA架构,支持128处理核心 高可靠：软硬件结合的高RAS特性，可靠性99.999% 易拓展：支持硬件动态分区和虚拟化,2TB物理内存 易管理：可视化与多种智能监控系统,高性能：8路QPI直连架构 高可靠：超过20项RAS技术 易拓展：硬件双分区，1TB物理内存 安全性：TPM安全加密模块,天梭TS850,天梭32路高端服务器,云计算核心数据对海量存储的需求,核心重要数据存储领域 高容量、高性能数据库系统 高并发、高数据交互网络系统,分布式数业务需要海量数据组织和快速访问能力

15、的云存储技术据存取 大规模数据中心，需要有低功耗、高密度、绿色节能的存储系统 具备动态数据分布、资源调度能力 高容量、多批次数据并发存储技术,AS1000/2000/8000,云计算平台对安全接入的需求,强制的访问控制功能 文件强制访问控制 注册表强制访问控制 进程强制访问控制 服务强制访问控制 权限分离身份认证功能 系统分为系统管理员、安全管理员、审计管 理员，运用硬件USB-KEY和密码分别对安全管理员及审计管理员进行双重身份认证。形成三者相互监督,相互制约的机制 安全防护功能 防止格式化 防缓冲区溢出攻击 防止宕机 防止远程添加用户,安全服务器,云海OS架构,服务器,存储设备,网络设备,系统软件,基础资源,大规模基础软硬件管理,虚拟化管理,分布式文件系统,服务器管理,存储管理,网络管理,软件管理,虚拟迁移,虚拟容错,虚拟分拆,虚拟整合,传输管理,冗余管理,节点管理,检索管理,业务/资源调度,安全管理,节能管理,统计分析,调度策略,用户管理,加密控制,资源调度,计费管理,应用安全,安全审计,策略管理,节能报表,能耗计量,能耗控制,业务应用,资源管理,运维管理,云基础架构（服务器、存储和网络）,虚拟化软件层,CPU池,内存池,存储资源池,网络资源池,桌面 云计算,资源池,容灾数据中心,服务器设备：四路、八路高端服务器 存储设备：光纤存储系统,数据级容灾 系统级容灾 应用级