XXX服务器虚拟化方案

1、XXX有限公司服务器虚拟化方案苏州南洋软件科技有限公司版本：V1.1地 址：苏州市阊胥路483号创元科技创业园（一区）5号楼5101室 () 电 话：0512-传 真：0512-邮 编： 网 址：版权声明和保密须知本文件中出现的任何文字叙述、文档格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明，版权均属苏州南洋软件科技有限公司所有，受到有关产权及版权法保护。任何单位和个人未经苏州南洋软件科技有限公司的书面授权许可，不得复制或引用本文件的任何片断，无论通过电子形式或非电子形式。Copyright 2013苏州南洋软件科技有限公司 版权所有目录1引言32

2、项目背景32.1XXX服务器现状32.2当前服务器面临的问题32.3当前客户端面临的问题42.4项目目标43技术方案43.1方案综述43.2VMware服务器 虚拟化简介53.2.1VMware 公司简介53.2.2VMware虚拟化工作原理63.2.3虚拟架构的优势73.3VMware vSphere 5.1重要功能模块介绍73.4桌面虚拟化简介123.5虚拟化整合方案143.5.1总体方案设计143.5.2P2V迁移方案设计153.5.3虚拟机管理方案设计163.6硬件配置规划173.6.1服务器硬件配置规划173.6.2存储配置规划183.7软件清单184方案总结181 引言本文档系XX

3、X有限公司（以下简称：XXX）服务器虚拟化之初步规划方案。本文档主要针对此次服务器虚拟化之项目背景、技术方案、硬件配置建议、所涉及软件产品等加以阐述，在此基础之上，给出了如何在虚拟环境下保证业务的可持续性运行的解决方案。2 项目背景 2.1 XXX服务器现状目前同元软控现状，如下所述：l 用户目前有五台服务器，角色分别为（AD、File、Sharepoint、禅道研发系统、Code Server）l 用户通过VPN与武汉进行部分数据传输l 目前用户所有服务器数据都是运行在本地。l 随着用户客户端增多，用户想通过vmware虚拟化来解决部分数据安全问题。2.2 当前服务器面临的问题从以上的分析中

4、可以看出同元软控存在以下的问题： 服务器的利用率低。现在机房内运行的大部分服务器的利用率都非常低，由于一台服务器只能运行一个操作系统，受系统和软件开发平台的限制，CPU、内存、硬盘空间等大量的系统资源被闲置，而未得到充分的利用。 不易于管理。首先是可用性不高，每个应用服务器都是单机，如果哪台服务器出现故障，相对应的业务也将中断。其次是系统维护、升级和扩容时需要停机进行，也将造成应用中断，其中包括一些重要业务系统（例如WEB服务、收费系统），一旦中断服务影响很大。这也是基于传统基础架构的服务器所面临的共同问题，也是最大的问题。 不便于业务的扩展。随着应用的不断增加，需要购置的服务器数量必然跟着增

5、加，每年要支出高额购置费用。考虑到以后旧物理服务器的过保年限，服务器维护的成本也会逐年攀高。 这样的情况下，每一次的业务扩展都会使IT部门付出极高的成本代价。2.3 当前客户端面临的问题 难以管理：面对广泛分布的PC硬件，用户日益要求能在任何地方访问其桌面环境，因此集中式PC管理极难实现。此外，众所周知，由于PC硬件种类繁多，用户修改桌面环境的需求各有不同，因此PC桌面标准化也是一个难题。 总体拥有成本高：PC硬件相对较低的成本优势，通常无法抵消PC管理和支持工作的高昂成本。目前，PC管理工作包括部署软件、更新和修补程序等，由于这些工作需要对多种PC配置的部署进行测试和验证，因而会耗费大量的人

6、力。同时，由于标准化程度不高，支持人员经常需要亲临现场解决问题，这就进一步增加了支持成本。 难以保护数据的安全：确保PC上的数据能成功备份并能在PC出现故障或文件丢失时恢复，是一个巨大的挑战。即使数据能成功备份，PC失窃的风险也威胁着重要数据的安全。 资源未充分利用：PC的分布式特性使人们难以通过集中资源的方式提高利用率和降低成本。结果，PC的利用率通常低于5%，远程办公室需要重复的桌面基础架构，移动工作人员可能需要使用复杂的远程桌面解决方案。2.4 项目目标将XXX现有之服务器进行虚拟化整合，实现充分利用现有服务器的硬件资源，达到服务器稳定、高效运行，业务连续而不中断，以及易于管理、易于扩展

7、的目标。 通过部署桌面虚拟化，实现客户端通过ThinClient访问服务器数据，完善数据安全保护。3 技术方案3.1 方案综述基于XXX服务器现有之状况，我们建议采用VMware vSphere 5.1来实现服务器整合至虚拟化的目标。VMware vSphere 是VMware公司推出的基于服务器和数据中心虚拟化解决方案的领先平台，目前最新的版本为vSphere 5.1。 利用 VMware vSphere 5.1，用户的 IT 小组可以不断整合工作负载，从而充分利用服务器并降低运营成本。该基础架构不但使系统管理员能够管理更多的服务器，而且在置备新的软件服务和维护现有软件服务时，具有更高的灵活

8、性，响应也更快速。最重要的是，它实现了各种基于 x86 的环境下管理工作的标准化和简化，这包括 Microsoft Windows、Linux、Sun Solaris x86 以及 Novell NetWare 等操作系统。VMwareView桌面虚拟化构建基于服务器的桌面解决方案，不仅可以解决PC桌面面临的各种难题，还能优化可用性、可管理性、总体拥有成本和灵活性。借助View桌面虚拟化，在使用VMwareESX软件虚拟化的服务器上运行的虚拟机中，可以构建完整的桌面环境操作系统、应用程序和配置。管理员可使用VMwarevCenter集中管理环境中的所有虚拟机。最终用户可使用远程显示软件，从PC

9、或瘦客户端（ThinClient）访问其桌面环境。利用VMwareESX的功能和vCenterServer的管理功能，View桌面虚拟化实现了标准化的虚拟硬件，并为物理VMwareESX主机硬件提供了严格筛选的硬件兼容性列表(HCL)，有效减少了设备驱动程序不兼容的问题。借助VMwareESX可扩展的CPU调度功能以及VMwareDistributedResourceScheduler(DRS)的多主机平衡功能，性能波动现象也明显减少。VMwareESX可以直接暂停并重新调度虚拟机，而无需考虑客户操作系统内部的线程活动。这使得资源共享更加确定，可显著改善用户在View桌面虚拟化环境中的体验。与

10、基于TerminalServer的集中式计算不同，View桌面虚拟化可为每位用户提供一个独立的虚拟机来进行桌面计算。单独运行Citrix、TerminalServer或任何多用户操作系统都算不上View桌面虚拟化。通过为每位用户提供自己的操作系统，View桌面虚拟化提供了企业部署集中式桌面所需的稳定性和性能管理功能。3.2 VMware服务器 虚拟化简介3.2.1 VMware 公司简介VMware公司成立于1998年，它将虚拟机技术引入到工业标准计算机系统中。VMware在1999年，首次交付了它的第一套产品，VMware Workstation，在2001年，通过发布VMware GSX服

11、务器和VMware ESX服务器而进入了企业服务器的市场领域。2003年，随着具有开创意义的VMware VirtualCenter和VMware vMotion技术的破土而出，VMware通过引入一系列数据中心级的新功能，建立了在虚拟化技术领域中的领导地位。在2004年，VMware又通过发布VMware ACE产品进一步将这种虚拟架构的能力延伸到企业级的桌面系统中。在2005年发布的VMware Player，以及在2006年早期发布的VMware Server产品，使得VMware第一个将免费的具有商业级可用性的虚拟化产品引入到那些新进入虚拟化世界的用户中。在2006年6月发布的VMwa

12、re Infrastructure 3，成为行业里第一套完整的虚拟架构套件，在一个集成的软件包中，包含了最全面的虚拟化技术、管理、资源优化、应用可用性以及自动化的操作能力。2009年4月，随着VMware vSphere 4.0的发布，VMware打造出了全球第一款真正意义上的云端操作系统，领导着业界走向云计算的道路。2012年9月，VMware发布了最新的服务器虚拟化解决方案，VMware vSphere 5.1。当前，全球有超过10万个公司用户，涵盖各行各业、大中小企业等正在应用着VMware公司的软件，包括100%的Fortune 100公司。通过部署VMware软件以应对复杂的商业挑战

13、，如资源的利用率和可用性，用户已经明显体验到它所带来的巨大效益，包括降低了整体拥有成本（TCO），高投资回报和增强了对他们的用户的服务水准等。3.2.2 VMware虚拟化工作原理当下的 x86 计算机硬件是专为运行单个操作系统和单个应用程序而设计的，因此大部分计算机远未得到充分利用。 借助虚拟化，首先消除“一台服务器、一个应用”的旧有模式，您可以在单台物理机上运行多个虚拟机，每个虚拟机都可以在多个环境之间共享同一台物理机的资源。不同的虚拟机可以在同一台物理机上运行不同的操作系统以及多个应用程序。VMware 虚拟化的工作原理是，直接在计算机硬件或主机操作系统上面插入一个精简的软件层。 该软件

14、层包含一个以动态和透明方式分配硬件资源的虚拟机监视器（即“虚拟化管理程序”）。 多个操作系统可以同时运行在单台物理机上，彼此之间共享硬件资源。 由于是将整台计算机（包括 CPU、内存、操作系统和网络设备）封装起来，因此虚拟机可与所有标准的 x86 操作系统、应用程序和设备驱动程序完全兼容。 可以同时在单台计算机上安全运行多个操作系统和应用程序，每个操作系统和应用程序都可以在需要时访问其所需的资源。 (图1 虚拟化架构)3.2.3 虚拟架构的优势在一个虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。VMware的虚拟架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力

15、来降低企业的IT花费。管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连接和管理资源，以满足商业所需。虚拟架构可以让IT部门达成以下目标： 35%-75% TCO 节省通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40软件硬件成本；整合比：生产环境10-15 : 1 ，开发测试环境15-20 : 1；每个服务器的平均利用率从5-15% 提高到60%-80%；降低70-80% 运营成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量和人力成本等。 提高运营效率部署时间从小时级到分钟级， 服务器重建和应用加载时间从 20-40 hrs =15-30 min， 每年节省600 人/小时（以20台服务器为例）；以前硬件维护

16、需要之前的数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。 提高服务水平帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应；将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需自动进行动态资源调配；无中断的按需扩容。 旧硬件和操作系统的投资保护不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。3.3 VMware vSphere 5.1重要功能模块介绍 Thin Provisioning（精简磁盘格式），是 vSphere 存储功能的一个重要组件，借助此组件，可以超额分配存储容量，从而提高存储利用率、延长应用程序正常运行时间，并简化存储容量管理。过去，应用

17、管理员在估计和申请容量时，需要将未来不断增长的容量需求考虑在内。 这样过量部署容量常常导致空间闲置，这与在服务器空间中过度分配 RAM 的问题类似。由于 Storage Thin Provisioning 是在虚拟磁盘级别运行的，vSphere 管理员可以按“厚”格式或“精简”格式分配虚拟磁盘文件。 通过将虚拟磁盘设为精简配置，vSphere 主机上的虚拟机可为磁盘配置当前和未来活动所需的全部空间，而在开始时仅交付存储数据所需的存储空间。 它先不交付已分配但未使用的空间，而是随着虚拟磁盘上存储的数据量的增加而增加空间供应量。 （图2 Thin Provisioning ） vMotion（虚拟

18、机动态迁移），能在实现零停机和服务连续可用的情况下将正在运行的虚拟机从一台物理服务器实时迁移到另一台物理服务器上，并且能够完全保证事务的完整性。 （图3 vMotion ）在 vSphere 5.1之前，无论是vMotion 还是Storage vMotion 都需要共享存储才能执行虚拟机的实时迁移。vSphere 5.1 将vMotion的方便性和灵活性提升到了新高度，虚拟机的迁移不再需要共享存储。即使两个主机没有任何共用的共享存储，vSphere 5.1 也能使虚拟机同时更改其数据存储和主机。 它不仅能够实现大型数据中心内多个集群之间的虚拟机迁移（这些集群之间可能并没有一组共用的数据存储）

19、，还能实现小型环境中虚拟机迁移，而无需访问昂贵的共享存储设备。vSphere 5.1 允许将 vMotion 和 Storage vMotion 组合到一个过程中。 这种组合式迁移通过网络将虚拟机内存及其磁盘同时复制到目标主机。 发送所有内存和磁盘数据后，目标虚拟机将恢复，并且源虚拟机也将关闭。（图4 vMotion and Storage vMotion） DRS（Distributed Resource Scheduler）分布式资源调度，将 vSphere 主机资源聚合到集群中，并通过监控利用率持续优化虚拟机跨 vSphere 主机的分发，将这些资源动态自动分发到各虚拟机中，能轻松实现根

20、据业务优先级动态地调整资源，平衡计算容量以及降低数据中心的能耗。 （图5 DRS） HA （High Availability）高可用性， 可为虚拟机中运行的应用提供易于使用、经济高效的高可用性。 一旦物理服务出现故障，VMware HA 可在具有备用容量的其他生产服务器中自动重新启动受影响的虚拟机。 若操作系统出现故障，vSphere HA 会在同一台物理服务器上重新启动受影响的虚拟机。这样最大限度地减少因服务器和操作系统故障造成的停机，提高整个基础架构范围内的保护力度。 （图6 HA） Update Manager，更新管理，自动跟踪、修补和更新 vSphere 主机、应用和虚拟机的补丁程

21、序，无需再手动跟踪和修补它们。 vSphere Update Manager 会将 vSphere 主机的状态与基准状态进行比较，然后对它们进行更新和修补，从而强制使它们符合要求达到的补丁程序标准。利用 vSphere Update Manager，自动应用补丁程序和更新来简化 VMware vSphere 的管理，使计算机始终保持最新且合格的状态，同时能够降低修补风险，减少与主机修补有关的vSphere停机。 Alarms，警报器监控虚拟机，你可以利用VMware vCenter警报器来让自己警惕环境中各种各样的潜在问题。正确设置后，这些vCenter警报器能够缩短反应时间、预防故障或VM性

22、能退化。1. 各种清单对象都有默认警报：主机和虚拟机具有很多默认警报2. 你可以为各种清单对象创建自定义警报:虚拟机、主机、集群、数据中心、数据存储、网络、分布式交换机和分布式端口组。3. 每种警报类型都会执行:发送电子邮件通知、发送通知陷阱或运行命令。虚拟机警报和主机警报还可执行更多操作。3.4 桌面虚拟化简介 Vmware View 5 桌面虚拟化方案构建于Vmware vSphere 5之上，VMware vSphere允许多个用户桌面以虚拟机的形式独立运行，同时共享CPU、内存、网络连接和存储器等底层物理硬件资源。这种架构将用户彼此隔离开来，使每位用户都拥有自己的操作系统，同时可以实现

23、精确的资源分配，并能保护用户免受由其他用户活动所造成的应用程序崩溃和操作系统故障的影响。 lViewManager包括下列组件：VMwareViewConnectionServer管理对虚拟桌面的安全访问，与VMwarevCenterServer配合提供高级管理功能VMwareViewAgent提供会话管理和单点登录功能VMwareViewClient支持PC和瘦客户端上的最终用户通过VMwareViewConnectionServer连接到虚拟桌面使用。ViewClientwithLocalMode，即使网络发生中断也可以访问虚拟桌面，不会影响IT策略的实施。VMwareViewAdmini

24、strator允许管理员进行配置设置、管理虚拟桌面和设置桌面的权限以及分配应用程序 l主要特性全面的Windows7虚拟桌面支持，通过以虚拟桌面的形式交付Windows7，最大限度地减少迁移过程中的用户中断。避免桌面硬件更新，重新调整PC用途以访问Windows7，更快地实现投资回报，使操作系统迁移更经济高效并提供卓越的最终用户体验。利用高性能PCoIP显示协议保持稳定的访问，从而支持最广泛的使用情形和部署选项，即使通过低带宽连接也是如此。为最终用户提供独立于特定设备的应用程序和数据访问。在任意数目的监视器配置上提供富媒体内容，并为用户提供对本地打印机、扫描仪和其他本地外围设备的无缝访问。利用

25、VMwareViewComposer持久磁盘永久保存最终用户数据和设置。用户可以灵活地使用公司或非公司的任何PC、笔记本电脑或瘦客户端。使用ViewClientwithLocalMode，最终用户即使在断开连接时也可以访问其虚拟桌面。 l简化的虚拟桌面和应用程序管理管理用户或用户组的虚拟机权限管理向桌面或桌面池分配虚拟应用程序从单个位置在数分钟内部署和更新多个虚拟桌面和应用程序使用基于角色的管理来委派管理权限，从而扩展IT资源利用和扩展现有目录服务工具和基础架构自动桌面部署采用细化策略实施部署新的桌面或桌面组使用虚拟机模板对特定桌面池或桌面组进行自定义高级虚拟桌面映像管理利用链接克隆技术快速创

26、建或更新桌面映像。安装更新、补丁程序和新应用程序，而不会对最终用户造成任何中断虚拟打印从虚拟桌面自动发现和连接本地打印机并进行打印，既没有兼容性问题和带宽限制，也不需要进行复杂的用户设置即使网络连接状态欠佳，也可支持高质量打印企业级的可扩展性和可靠性在单个VMwareViewManager实例上，使用可扩展性更高的新管理控制台监控数以万计的虚拟桌面计算机VMwareViewManager实例建立集群，以提高冗余、可扩展性和性能 l安全代理使用内置SSL形成从非受控设备到虚拟桌面的安全加密链路集成RSASecurID实现双因素身份验证，从而确保安全访问支持VMwarevSphereWindows

27、TerminalServer、刀片PC环境或远程物理PC上托管的虚拟桌面进行访问VMwareViewManager为虚拟桌面管理器，部署在Windows2008Server之上，VMwareViewManager与MicrosoftActiveDirectory集成，通过基于WEB管理界面按照不同策略向AD用户分配虚拟机，使用组策略工具提高安全性，保证数据的安全。作为统一访问中心，使用VMwareView一个界面，就可以安全地访问承载于VMwarevSphere环境、WindowsTerminalServer环境或刀片PC上的个性化桌面。还可以远程访问物理PC。用户可以无缝连接到正确的桌面环境

28、。管理员可以监视和审核桌面活动，并可以对多个WindowsTerminalServer进行负载平衡。3.5 虚拟化整合方案3.5.1 总体方案设计通过对XXX现有服务器的收集、分析、计划、以及从合理利用现有服务器资源和成本控制的角度考虑，我们建议购置四台配置完全相同的物理服务器，构建ESXi主机，将原有的AD、File、Sharepoint、Code Server、迁移至其中一台Vmware ESXi主机内。其他三台主机配置安装Vmware view并部署20个桌面客户端。以下为本次同元软控虚拟化整合的示意图：3.5.2 P2V迁移方案设计VMware vCenter Converter，可以

29、自动化和简化物理机到虚拟机以及虚拟机格式之间的转换过程。它可以在多种硬件上运行，并且支持将基于 Microsoft Windows 的物理机和第三方映像格式转换为 VMware 虚拟机。通过集中式管理控制台同时完成多个转换，易于使用的向导可将转换步骤减到最少。通过这一功能强大的企业级迁移工具，您可以：l 快速而可靠地将本地和远程物理机转换为虚拟机，而不造成任何中断或停机。l 通过集中式管理控制台和直观的转换向导同时完成多个转换。利用vCenter Converter 可以将同元软控目前的五台物理服务器平滑的迁移至虚拟化当中，并且不会造成服务器的停机或者业务的中断。 （图8 VMware vCe

30、nter Converter）3.5.3 虚拟机管理方案设计VMware vCenter Server 提供了用于管理虚拟基础架构的集中式可扩展平台。在 VMware vCenter Server 中可从单个控制台集中管理虚拟化主机和虚拟机。 利用 VMware vCenter Server，管理员只从一个位置即可深入了解虚拟基础架构所有关键部件的配置。借助 VMware vCenter Server，虚拟环境变得更易于管理，一个管理员就能管理数百个工作负载，在管理物理基础架构方面的工作效率提高一倍以上。依据上文中整体规划的方案，将在ESXi Host中单独新建一台Windows Server

31、 2008 R2虚拟机，作为vSphere套件中的vCenter服务器，用来管理虚拟化整合之后的所有物理主机和虚拟机。（图9 VMware vCenter Server）（图10 vCenter对虚拟机的监控）3.6 硬件配置规划3.6.1 服务器硬件配置规划 处理器规划建议：购置四台DELL R720处理器均为两个插槽6核心。 内存规划建议：考虑到以后应用的扩展以及虚拟机的增加，建议每一台物理服务器内存的配置为32G。 硬盘规划建议：对于每一台物理服务器本身的硬盘，建议至少配置两块146G、15000rpm的SAS硬盘，做成RAID1，用来安装VMware ESXi系统。3.6.2 存储配置规划共享存储是VMware vSphere在不同的Host之间实现高可用的基础，是vMotion和DRS必要的条件之一，也是整个虚拟化方案不可或缺的硬件资源。由于光纤存储有大带宽和高效率特点并配合VMFS分区高速块读写技术，我们建议使用具有操作简单且虚