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Inspur Group. 和谐应用，资源无界. 浪潮集团技术支持处 叶锦璐. 目录. 虚拟化技术简介 浪潮虚拟化解决方案 浪潮虚拟化测试报告 交流答疑. 《 报告 》 显示，通过政府网站发布公告、新闻、政策等信息比例超过 60% 的网站，仅占全部政府网站的 44.5% ，发布比例低于 20% 的网站占全部政府网站的 21.7% ， 政府网站的利用率不足 50 ％ 。 — 国务院信息化工作办公室. 目前的 IT 设备应用现状.

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Presentation Transcript

  1. Inspur Group 和谐应用，资源无界 浪潮集团技术支持处 叶锦璐

  2. 目录 • 虚拟化技术简介 • 浪潮虚拟化解决方案 • 浪潮虚拟化测试报告 • 交流答疑

  3. 《报告》显示，通过政府网站发布公告、新闻、政策等信息比例超过60%的网站，仅占全部政府网站的44.5%，发布比例低于20%的网站占全部政府网站的21.7%，政府网站的利用率不足50％。《报告》显示，通过政府网站发布公告、新闻、政策等信息比例超过60%的网站，仅占全部政府网站的44.5%，发布比例低于20%的网站占全部政府网站的21.7%，政府网站的利用率不足50％。 —国务院信息化工作办公室 目前的IT设备应用现状 尽管我们需要越来越多数量及功能强大的计算机，可是我们却不得不承认，现有的计算机资源利用率是非常低的。且不说机器在晚上基本上是闲置，就是工作的时间里，我们的计算机的资源利用率也是非常低的 全球最过剩的资源是计算资源，计算机利用率严重不足，全球计算资源的平均利用率仅为9％。 —计算机调查研究

  4. 9-9-1原则 9 9 1 CPU占用率低于10% 90%的服务器 90%的时间 4 2014/10/2

  5. “截止2008年，不能充分利用虚拟化技术的企业将会多支付40%的“截止2008年，不能充分利用虚拟化技术的企业将会多支付40%的 采购成本和20%左右的管理成本。” ——《服务器虚拟化的未来》，Gartner “Enterprises that do not leverage virtualizationwill pay up to 40 percent morein acquisition costs by 2008, androughly 20 percent morein administrative costs…” 有一种技术！ Cost Performance “Virtualization technologies will increase the ability to effectively consolidate to larger servers. …Virtualization technologies will also make distributed small servers easier to manage, re-provision and use efficiently.” Quotes from: The Future of Server Virtualization, T. Bittman, Gartner* Research Note, July 2003.

  6. 软件成本 管理成本 硬件成本 IDC 成本 架构变迁 vs. 虚拟化 单一主机 1000余台专业服务器 低效率的IT基础架构 superuser user user user user user App 3 App 4 App 1 App 2 OS • 每应用或用户组 • 单独部署 • 单独管理 • 极低的利用率 <10% • 单任务，单用户 • 多任务，单用户 • 多任务，多用户 • 每个服务器单一环境 • 高成本 • 高复杂性 • 地灵活性 • 低服务水平 “虚拟化是一种框架或方法学，它可以将单个计算资源分成多个执行环境...” http://www.kernelthread.com/publications/virtualization/ 6 2014/10/2 Virtualization Technology & SWsoft Virtuozzo

  7. 应用程序 应用程序 应用程序 操作系统 操作系统 操作系统 虚拟硬件 虚拟硬件 虚拟硬件 虚拟软件层 硬件层 虚拟化技术简介 传统架构 应用程序 操作系统 硬件层 虚拟化架构 将一台服务器当做N台服务器来使用 Inspur group

  8. 业界对虚拟化的定义 • “虚拟化是表示计算机资源的逻辑组（或子集）的过程，这样就可以用从原始配置中获益的方式访问它们。这种资源的新虚拟视图并不受实现、地理位置或底层资源的物理配置的限制。” —— Wikipedia 虚拟化是资源的逻辑表示，它不受物理限制的约束。 Inspur group

  9. 虚拟化技术概览 Hypervisor OS Virtualization VM 1 VM 2 VM 3 Container 1 Container 2 Container 3 Guest OS Guest OS Guest OS 虚拟硬件 虚拟硬件 虚拟硬件 Virtual Machine Monitor 操作系统虚拟化层 Hypervisor or Standard Host OS Standard Host OS Hardware Hardware 硬件虚拟化 (Hypervisors) • 虚拟硬件访问 • 创建多个虚拟硬件实例 • 宿主操作系统及每个Guest必须为完整操作系统 • Parallels Server, VMware ESX, Microsoft Hyper-V 操作系统虚拟化 (Containers) • 虚拟操作系统访问 • 创建多个虚拟操作系统实例 • 物理服务器拥有单个、标准的OS 内核 • Parallels Virtuozzo Containers,Sun Solaris Containers, OpenVZ

  10. 虚拟化的主要应用 封装 • 将虚拟机封装成与硬件配置无关的文件 • 随时对虚拟机进行快照 • 通过简单的文件拷贝对虚拟机进行迁徙 分区 • 在一个物理机上运行多个OS • 更充分利用服务器资源 • 支持高可用——分区之间可以组建集群（负载均衡、双机容错） 隔离 • 从硬件层面隔离系统故障和安全威胁 • 在虚拟机之间动态的分配CPU、内存等系统资源 • 保证服务可用

  11. 虚拟化：简单高效的IT管理模型（一） • 降低成本 • 管理成本、硬件成本、软件、基础设施建设成本、电力成本。 • 整合硬件设备 • 摆脱复杂混乱的硬件、电源、机位、网络、存储、IT管理员等。 • 改进IT管理架构兼容性 • 动态资源分配，每个应用程序可动态分配所需的资源； • 设备虚拟化管理，更好的评估系统容量。 Inspur group

  12. 虚拟化：简单高效的IT管理模型（二） • 改善可靠性 • 降低维护和补丁造成的宕机时间； • 在软件、硬件故障时候快速备份恢复系统； • 轻松部署HA高可靠性服务器集群。 • 自动化管理更加轻松 • 减少开通、配置、补丁、恢复的维护时间，增强安全性、隔离性； • 可允许自动管理维护更加人性化。 Inspur group

  13. 大趋势：IT架构整合与虚拟化 • 智能化的信息网络的构建，加速了即将到来的虚拟化趋势，而后者将成为提升国家和企业机构竞争力的关键。虚拟化代表着这样一个巨大趋势，就是把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，从而打破了物理结构之间的壁垒，将IT资源的利用率达到最大化。在社会和经济的所有领域，虚拟技术都在改变着我们开展日常活动的方式。 Inspur group

  14. 虚拟环境 #1 虚拟环境 #2 虚拟环境 #3 操作系统虚拟化层 宿主操作系统 Host OS 硬件 虚拟化的几种架构 • VMware • SWsoft

  15. 虚拟化的几种架构 • Xen • Virtual Server

  16. 浪潮方案提供 • 浪潮与上述厂商均结成良好的共识 • 上述厂商产品均在浪潮服务器存储平台进行验证测试 • 浪潮可以根据用户需求，提供业界先进、稳定可靠的虚拟化解决方案 • 浪潮将为用户虚拟化应用提供专业的测试平台以及优良的服务

  17. 目录 • 虚拟化技术简介 • 浪潮虚拟化解决方案 • 浪潮虚拟化测试报告 • 交流答疑

  18. 2007 Intel IDF大会 浪潮发布全球第一个基于4核虚拟化技术应用方案

  19. 浪潮领跑四核服务器虚拟化应用标准 • 2007年4月17日，在北京揭幕的IDF大会上，全球首个四核服务器虚拟化基准测试报告由浪潮和英特尔联合发布。 • 在大会的首个主题演讲中，英特尔全球CTO贾斯汀与浪潮集团高级副总裁王恩东共同阐释了四核与虚拟化技术为服务器发展带来的全新动力，并共同发布了全球首个四核服务器虚拟化测试基准报告。报告显示，基于英特尔四核处理器和虚拟化技术的浪潮服务器在CPU占用率降低超过40％的前提下，性能较双核服务器跃升了91％，而功耗基本保持同双核服务器相同。

  20. 硬件参数虚拟化：Intel VT • Intel VT硬件辅助虚拟化可显著提高软件虚拟化解决方案的效率、稳定性和能力。 • Intel VT硬件辅助虚拟化可以更好地支持VMware ESX Server和Xen这样的虚拟机软件 Intel VT旨在通过在一个新的环路层—根层中运行VMM来消除虚拟化漏洞，从而保持传统的环路结构

  21. 浪潮高可用虚拟化解决方案

  22. 方案特色－分布式资源动态调度 • 可以将一组硬件资源重新组织为逻辑的计算能力资源池（Resource Pool）,进而实现动态均衡分配这些计算资源。 • 动态迁移虚拟机到另一台物理服务器。 • 为虚拟机增加资源可以通过迁移虚拟机到其他具有更多资源的服务器上，或者通过将其他虚拟机迁移到别的物理服务器上“省”出更多的资源等两种方法来实现。该操作对于最终用户是完全透明的。

  23. 方案特色－业务连续性 • 虚拟化 HA可以最大程度上减少因硬件故障造成的服务器宕机和服务中断时间。 • 所有的虚拟化 HA服务器都在运行生产系统，充分利用现有硬件资源 • 对繁多的操作系统和应用程序，浪潮提供统一的HA解决方案 • 对于业务连续性，应该从IDC的各个方面分析

  24. 方案特色－虚拟机共享存储 • 方案采用的支持虚拟机文件系统，通过支持SAN/iSCSI/NFS等存储协议，可以允许不同的虚拟机访问同一虚拟机磁盘文件。

  25. 方案特色－集中管理 • 配置一台独立的Windows 2003服务器来做为管理服务器 • 管理服务器为 IT 环境提供了集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。

  26. 浪潮虚拟化产品特点 • 在操作系统系统层面之上完全的隔离，节点不受病毒干扰 • 基于Linux/Windows2003的成熟内核，稳定可靠 • 支持从物理环境迁移到虚拟环境，“零”down机的迁移 • 支持在不停止虚拟环境的前提下更改资源分配，灵活高效 • 独有的读共享写拷贝方式使得部署与备份更加简单迅速 • 支持安全系统配置 • 单台服务器只需要唯一的一个操作系统授权 • 多种管理工具，配置简单便捷，易管理

  27. 虚拟环境3 虚拟环境5 虚拟环境1 虚拟环境4 虚拟环境2 用户 用户 用户 用户 用户 应用程序 应用程序 应用程序 应用程序 应用程序 系统应用 系统应用 系统应用 系统应用 系统应用 浪潮Parallels Virtuozzo Virtuozzo是一个基于操作系统虚拟化技术的轻量级插件，它可以将安装在物理服务器上的一个操作系统实例，划分成多个相互独立隔离的容器。每个容器，又被称为虚拟环境（Virtual Environment），即VE。 VE 硬件节点（物理服务器） • 操作系统虚拟化技术的特点： • 单一操作系统实例（只启动唯一的Kernel） • 不虚拟任何额外的Hardware、GuestOS • 每个虚拟环境是一个容器 • 用户的程序运行于物理节点上，但包含在自己的容器中 操作系统虚拟化核心层 Virtuozzo Kernel 单一宿主操作系统

  28. root root root Virtual Environment #1 Virtual Environment #1 Virtual Environment #1 Application Application root Application root root user user root Virtual Environment #2 Virtual Environment #5 Virtual Environment #4 Virtual Environment #3 Virtual Environment #6 Virtual Environment #7 Application App Application Application Application App Virtualization Virtualization OS OS 基于操作系统虚拟化技术 操作系统虚拟化技术可在单一物理服务器上创建多个相互隔离的分区（即VE），每个VE作为独立容器包含各自专有的软件、硬件资源。所有VE使用一个唯一的操作系统实例。 物理服务器 #1 物理服务器 #2 • 智能分区：单一服务器上可创建数百个VE，充分利用服务器的各种资源 • 全面隔离：VE互相独立隔离，应用、性能、故障没有相互影响 • 动态资源分配：可调节VE享有的CPU、内存、磁盘、I/O等资源最小/最大值 • 动态迁移：VE在不同物理服务器可进行迁移，独有宕宕机迁移技术，业务中断时间为零 • 集中管理：通过单一节点批量管理到数百台物理服务器，可进行重启操作、软件分发等 Application App App 2 App 2 App 2 App 2 OS OS OS OS Update Provision

  29. 什么是VE？ VE（Virtual Private Server，虚拟专用服务器） 享有如下独立的资源： • 进程、用户、文件 • 软件、硬件资源 • 管理员访问权限（可安装编译程序） • IP地址、端口号 • 过滤器（防火墙）和路由规则 • 系统库文件不同的补丁级别（单内核虚拟多Linux发行版）

  30. 模板技术与文件系统 • VZFS（Virtuozzo File System）是基于模版链接技术的读共享、写拷贝方式的文件系统。 • VZFS为了节约磁盘、内存空间，提高运行效率而设计，采用 了模版技术。每个OS的典型文件被制作成为模版存放在硬件节点的特定目录下。 • 当多个VE运行时，通过链接方式共享读取模版文件。即所谓“读共享”。

  31. Copy-on-Write • VZFS还采用Copy-on-Write方式配合模版技术的。 • 当其中一个VE对某文件做了修改，和原文件产生了差异，其他VE无法继续共享的时候，VZFS会将这个文件复制到一个特殊的路径下，成为这个VE专有文件。而原文件则保持原状，继续被其他的VE共享读取。即所谓“写拷贝”。

  32. VE VE VE VZFS VZFS VZFS KSAL KSAL KSAL 多个VE间共享OS模版 多个VE间共享应用程序模版 OS Template & Application Template Redhat Fedora Core 4 （OS Template） Apache（Application Template） HostOS Virtuozzo: KSAL Layer & VZFS • VZFS文件系统通过模版技术工作 • KSAL (Kernel Service Abstraction Layer) 核心服务抽象层提供存取转换 • VE间通过读共享、写拷贝的方式访问文件

  33. 检查点方式迁移（适合小型VE） • 启动: 服务器#1的VE • 还原VE到“冻结”状态 • Rsync 1: 仅在硬盘执行 • 在服务器#2启动VE • 删除服务器#1上的VE • 冻结VE #1 • 将所有数据保存在硬盘 (包括所有内存内容) • Rsync 2: 修改文件+状态 Zero Down Time Migration 物理服务器 #1 物理服务器 #2 VE #1 VE #1 VE#1 VE #1 Memory Memory VE Private Data VE Private Data Full State Dump Full State Dump

  34. VZPP VZMC root root root root VZCC user user user user user user user user Virtual Private Server #101 Virtual Private Server #102 Service VE Virtual Private Server #103 API <packet> <data> ….. App 2 App 2 App 2 App 2 App 1 App 1 App 1 App 1 CLI #> vzctl …. 系统管理——VZMC/VZCC/VZPP 单VE管理 硬件节点 基于应用程序控制台的VZMC提供多机跨平台的管理能力（C/S架构） 完整的虚拟环境 或 基于WEB界面的管理单个VE的VZPP面板（B/S架构） 基于WEB的VZCC提供了对本机上的VE的管理能力（B/S架构） VZPP提供如下功能： 备份VE 恢复VE 重新启动 修改系统管理员密码 文件管理器 管理进程、服务 查看流量、日志 基于XML-RPC的API接口由VZagent提供（API接口） Virtualization 基于底层操作系统的命令行界面提供了强大的扩充与整合能力（字符） OS

  35. 目录 • 虚拟化技术简介 • 浪潮虚拟化解决方案 • 浪潮虚拟化测试报告 • 交流答疑

  36. 浪潮测试方案 • NF280D(5320*1/8G/8408E SAS Raid 卡/SAS 73*6/R5 )NF280D + Win2k3x32 + sisoft性能测试 • 在创建运行0、2、4个虚拟机情况下，系统资源利用率情况对比 • 物理机、虚拟机综合性能对比（ sisoftware软件测试） • 是否开启VT，虚拟机性能对比

  37. 测试结果 • 虚拟化层与其上的虚拟机（VM）二者共消耗系统资源约7%； • 运行一个Idle虚拟机约消耗系统资源4.6%; • 运行二个Idle虚拟机约消耗系统资源4.8% • 运行4个Idle虚拟机约消耗系统资源5.3%相比运行一个Idle虚拟机，运行多个Idle虚拟机时，服务器资源消耗增加不大。

  38. 实际应用测试情况 • 部署SQL Server、DHCP、WINS、文件服务器、打印服务器 对比对象： • A：1台NF280D通过虚拟化进行以上应用运行 • B：采用5台NF190设备进行以上应用运行 • NF280D(5320*1/8G/ SAS Raid 卡/SAS 73*6/RAID5 ) • NF190D(5320*1/2GB/73GB*2/RAID1)

  39. 测试结果对比分析

  40. 综合测试结论 性能/Performance 空间/Room Space 功耗/Power & Watt

  41. 谢谢大家！

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