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服务器虚拟化方案介绍

服务器虚拟化方案介绍. V1.0 2009 年 12 月 3 日 苏州工业园区川流信息科技有限公司. 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. 大话服务器虚拟化. 类比理解. 大话服务器虚拟化. 类比理解. 4. 传统数据中心架构. 服务器配置选型. 满足高峰应用. 100 单位计算资源. 满足高峰应用. 一共需要 300 单位. 100 单位计算资源. 满足高峰应用. 100 单位计算资源. 传统数据中心架构. 无法控制的成本增加.

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  1. 服务器虚拟化方案介绍 V1.0 2009年12月3日 苏州工业园区川流信息科技有限公司

  2. 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

  3. 大话服务器虚拟化 类比理解

  4. 大话服务器虚拟化 类比理解 4

  5. 传统数据中心架构 服务器配置选型 满足高峰应用 100单位计算资源 满足高峰应用 一共需要300单位 100单位计算资源 满足高峰应用 100单位计算资源

  6. 传统数据中心架构 无法控制的成本增加 File/Print Exchange • 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 Operating System Operating System CRM VPN Operating System Operating System

  7. 传统数据中心架构 X86服务器应用现状 x86服务器采购量/年 • 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 100% 80% 主时间 60% 高峰时间 40% 服务器的百分比 20% 需要管理的服务器数量不断增长 0% CPU 利用率 0-10% 20-30% 40-50% 60-70% 80-90% 为未使用的计算资源买单 系统管理员如何使用他们的时间 管理和管制成本 备份和监视：15% 200 服务器费用 支持：20% 150 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 安全：10% 费用（以十亿美元为单位） 杂项 30% 100 低价值任务 服务器部署：20% 50 硬件采购：5% 0 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 2000 2002 2004 2006 2008 管理成本占TCO的大部分

  8. 虚拟化技术介绍 服务器虚拟技术 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 虚拟化前 虚拟化后 未更改过的应用 App 未更改过的OS Operating System 虚拟硬件 • 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 http://virtual.51cto.com/art/200812/99391.htm

  9. 虚拟化技术介绍 服务器虚拟技术由来

  10. 虚拟化技术介绍 x86服务器虚拟技术发展及应用推力

  11. 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 一共需要200单位 100单位计算资源 100单位计算资源 错位叠加后对资源的消耗

  12. 虚拟化层 虚拟化层 虚拟化层 虚拟化层 虚拟层 新一代数据中心架构 资源池化，共享 传统数据中心视图 虚拟架构视图 File/Print Exchange Operating System Operating System Operating System Operating System CPU池 内存池 CRM VPN 存储池 Operating System Operating System Operating System Operating System 连接部件池

  13. CPU池 内存池 存储池 虚拟架构 连接部件池 新一代数据中心架构 资源池化，共享

  14. 虚拟化使得低利用率的服务器负载整合到一台服务器，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 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

  15. 服务器虚拟化优点 快速统一部署服务器 • 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

  16. 服务器虚拟化优点 降低TCO（降低服务器投资成本） 整合前 整合后 硬件投资减少50% • 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

  17. 服务器虚拟化优点 节能降耗（降低服务器服务器电源开销） 整合前 整合后 电量消耗减少50% • 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。

  18. 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=12877.2kW

  19. 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。

  20. GSX Server 1.0 ESX Server 1.0 VMware Server Virtual Appliance Challenge VI 3.0 Workstation 1.0 ESX Server 2.0 Virtual SMP VirtualCenter 1.0 VMotion™ 80% of Fortune 100 Workstation 5.0 VMTN Server Consolidation Service VMware Player 用户数突破一百万 ACE 1.0 VMware服务器虚拟化实现方法 VMware公司介绍 VMware IPO EMC收购 VMware公司创立 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

  21. VMware服务器虚拟化实现方法 Vmware产品家族 主机文件 大规模管理 http://www.vmware.com/cn/products/vsphere/buy/editions_comparison.html 分布式交换机 资源和电源管理 DRS DPM DRS DPM 虚拟机动态迁移 虚拟机磁盘文件动态迁移 VMotion™ Storage VMotion VMotion™ Storage VMotion Fault Tolerance Fault Tolerance 高可用 High Availability High Availability High Availability Consolidated Backup Consolidated Backup Consolidated Backup Consolidated Backup 整合备份 Update Manager Update Manager Update Manager Update Manager 软件补丁管理 VC Agent VC Agent VC Agent VC Agent 集中管理 存储虚拟化 VMFS Virtual SMP™ ESXi 4.0 OR ESX 4.0 VMFS Virtual SMP™ ESXi 4.0 OR ESX 4.0 VMFS Virtual SMP™ ESXi 4.0 OR ESX 4.0 VMFS Virtual SMP™ ESXi 4.0 OR ESX 4.0 VMFS Virtual SMP™ ESXi 4.0 企业级虚拟机 新一代虚拟管理平台 Enterprise + Enterprise Standard Essentials ESXi • 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SnS • VirtualCenter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）

  22. Vmware产品推进 VMware Infrastructure 3 Consolidated Backup DRS HA VMotion™ Virtual SMP™ VMotion VirtualCenter Virtual SMP ESX Server VirtualCenter 2006 ESX ESX 1.0 2002-2005 GSX 1.0 Workstation 1.0 1998-2001

  23. VI Client Web 浏览器 图形终端 VM VM VM VM VM ESX/ESXi VMware服务器虚拟化实现方法 VI虚拟计算中心的物理拓扑结构 VirtualCenter 管理服务器 服务器群1 服务器群2 服务器群3 备份服务器 Fabric IP网络 FC交换机 FC存储阵列 iSCSI 存储阵列 NAS 存储阵列

  24. VMware服务器虚拟化实现方法 方案配置

  25. 未更改过的应用 未更改过的OS 虚拟硬件 VMware服务器虚拟化实现方法 虚拟化如何实现 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 虚拟化前 虚拟化后 • 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

  26. 服务控制台 Service Console hostd 在创建虚拟机的时候，选择设备以及内存的容量 管理代理 Agents和接口 其它外设I/O VMM VMM VMM VMM 虚拟多处理器SMP 虚拟机群集 文件系统 虚拟网卡和交换机 周期性负载均衡器 资源管理 网络协议栈 存储协议栈 设备驱动程序 VMware内核 - VMkernel 虚拟机独立于主机系统和硬件设备 VMkernel将虚拟机设备映射到主机上的物理设备 Physical Hardware VMware服务器虚拟化实现方法 虚拟机-VM

  27. VMware服务器虚拟化实现方法 支持企业级的负载 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 • 单个虚拟机最大可支持64 GB RAM，最多4个虚拟CPU • 支持最强大的物理服务器（32个逻辑CPU和 256 GB RAM） • 每台ESX Server最多可以支持到128个虚拟机同时运行

  28. VC Agent VC Agent VC Agent VC Agent VC Agent VC Agent VC Agent VMware服务器虚拟化实现方法 VMware Infrastructure的管理 VMware Infrastructure VirtualCenter 虚拟机 ESX Server ESX Server ESX Server ESX Server ESX Server ESX Server ESX Server Server Farm 网络 存储系统

  29. 1 虚拟机和服务器管理 2 7 编程接口 虚拟机部署 6 3 虚拟机迁移 安全和访问控制 5 4 资源管理 系统监控 VMware服务器虚拟化实现方法 VirtualCenter - 关键功能 集中统一管理

  30. VirtualCenter 数据库 VMware软件补丁数据库 活动目录 AD域 VMware License Server VMware Converter Server Web Access VI Web Access VI Client VMware服务器虚拟化实现方法 VirtualCenter组成部分 VMware Update Manager Server VirtualCenter Server 被管理的主机 (ESX Servers) Web Center

  31. VMware服务器虚拟化实现方法 所有功能和操作单点管理 • 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 VMware Infrastructure

  32. 部门A 部门 B VMware服务器虚拟化实现方法 资源池的概念及优势 集合不同的硬件资源形成统一的逻辑资源池 VMware Infrastructure • 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 业务部门 资源池 3 资源池 2 CPU 12GHz, Mem 22GB 优先级：低 CPU 36GHz, Mem 58GB 优先级：高 聚合资源 CPU 48 GHz, Mem 80GB 服务器, 存储设备, 网络

  33. 12 GHz 48 GB RAM Cluster Host 财务部资源池 RP 4 x 2 x 4GHz = 32 GHz 32 GB RAM 工资处理虚拟机 其它虚拟机 会计部门资源池 RP 4 GHz 16 GB RAM Cluster 8 GHz 32 GB RAM 虚拟世界 VM VM VM VM VM 8 x 4 x 2 x 4GHz = 256 GHz 8 x 32 = 256 GB RAM 物理世界 x86 Server 4 GHz 16 GB RAM x86 Server 4 GHz 16 GB RAM x86 Server 4 GHz 16 GB RAM VMware服务器虚拟化实现方法 主机Hosts、群集Clusters和资源池Resource Pools VMware Infrastructure 4 GHz 16 GB RAM 4 GHz 16 GB RAM

  34. VMware服务器虚拟化实现方法 通过VMware HA确保系统高可用 VMware Infrastructure 通过VMware HA可以方便地提高任何应用的高可用性 • VMware HA是什么? • VMware HA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 X 资源池

  35. ESX Server 宕机! VMware服务器虚拟化实现方法 VMware HA切换过程演示 VMware Infrastructure ESX Server 确保了系统的高可用性 VirtualCenter SAN / NAS / iSCSI

  36. VMware ESX Server VMware ESX Server x86 Architecture x86 Architecture VMware服务器虚拟化实现方法 用VMotion减少计划内宕机时间 VMware Infrastructure 80%的VMware客户实施应用了VMotion VMotion迁移虚拟机 SAN、iSCSI或NAS VMotion是什么? • 通过VMware VMotion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Fibre Channel和iSCSI SAN环境以及NAS

  37. 应用程序 应用程序 操作系统 应用程序 操作系统 操作系统 VMware服务器虚拟化实现方法 Storage VMotion： 7*24迁移虚拟机文件和优化存储 VMware Infrastructure • 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 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

  38. VMware服务器虚拟化实现方法 使用VMware DRS进行资源优化 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 VMware Infrastructure • DRS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 业务需求 资源池 围绕业务进行组织和规划…而不是您的硬件!

  39. SAP Citrix SQL Server Exch Server Oracle Apache DNS/DHCP VMware服务器虚拟化实现方法 DRS发生时的情形演示 VMware Infrastructure DRS发生 ESX Server 1 ESX Server 2 ESX Server 3 SAN存储

  40. VMware服务器虚拟化实现方法 启用“即插即用”数据中心 VMware Infrastructure • 插入：接通安装了ESXServer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

  41. VMware服务器虚拟化实现方法 DPM：分布式电源管理 VMware Infrastructure • 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 业务需求 关闭 • 保证服务级别的同时减少电力消耗 • 虚拟机不中断、不停机 资源池

  42. VMware服务器虚拟化实现方法 应用VMware Consolidated Backup保护数据 集中的、文件级的备份实现了简单、可靠的数据保护 VMware Infrastructure • VCB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 集中的数据迁移器

  43. VMware服务器虚拟化实现方法 VMware Converter实现物理到虚拟迁移 使用 VMware Converter在线无缝地将物理系统转换为虚拟机 VMware Infrastructure CitrixMetaframe 服务器 Microsoft IIS Web 服务器 Microsoft SQL Server Microsoft Exchange 服务器

  44. VMware服务器虚拟化实现方法 VMware 虚拟架构形成演示 VMware Infrastructure 在线迁移 按需部署

  45. VMware服务器虚拟化实现方法 VMware Site Recovery Manager VMware Infrastructure Site Recovery Manager 充分利用虚拟架构来交付一个具有更高级别的灾难恢复管理与自动化体系 • 简化并且自动化灾难恢复流程 • 设置，测试，切换 • 将手动操作的恢复手册转变成自动化的恢复计划 • 通过VirtualCenter提供集中化的恢复计划 • 通过与虚拟架构协调工作使得灾难恢复快速、可靠、可管理、可适应

  46. 打包方案介绍 如何延长老的业务系统的生命周期? 4目标客户的困惑： VMware Infrastructure • 支撑老业务系统的硬件老化亟需系统升级，由于软件升级成本高、周期长，而且当前软件系统完全能够满足业务需求，如果能够仅仅升级硬件是最好不过的，但是，新的硬件已经不再兼容业务系统。 • 企业必须使用一些业务系统（如政府部门规定使用的系统），而这些系统和当前主流的硬件平台不 兼容。 4解决方案： 系统构成图 • 概述：将当前业务系统迁移至虚拟化平台之上。 在“虚拟化平台”中，迁移后业务系统运行于虚拟层之上，独立于硬件平台，与硬件的兼容性问题也就迎刃而解。 • 迁移过程：利用虚拟化的转换工具，将原来的操作系统以及应用程序完整的转换成虚拟机，并在虚拟化平台上运行虚拟机，从此，此虚拟机将可以完全替代原有系统。整个迁移过程可以保证迁移前后系统完全一致。 App App App App App App 4客户收益： Guest OS • 延长业务系统的生命周期 • 降低硬件风险 • 保护投资 OS 效果评价图 4推荐配置： VMware ESX

  47. 打包方案介绍 如何让机房更加节能高效? 4目标客户的困惑： VMware Infrastructure • 随着业务的增长，服务器的数量也快速增长，服务器增长带来一系列问题： • 服务器周边设施（如网络设备、KVM、UPS等）相应增加。 • 电力消耗也急剧增长。电力消耗来自于两方面：设备供电和制冷 • 机架空间膨胀。 • 而另一方面，服务器的利用率却普遍徘徊在8%的水平线上下。降低能源消耗、提高服务器利用水平是IT面临的普遍问题。 系统构成图 4解决方案： • 服务器虚拟化整合。利用当前的虚拟化技术将多台服务器整合到一个物理主机当中，并进行统一管理。本方案可实现高密度（1：20以上）整合。 4客户收益： • 能源消耗下降。（实施前20台主机耗电：140160KW/年。实施后2台主机耗电：14016KW/年） • 机房空间节省。 • 服务器管理更方便，维护成本下降。 效果评价图 4推荐配置：

  48. 打包方案介绍 如何让关键业务实现更好的延续性? 4目标客户的困惑： VMware Infrastructure • 如何确保业务运作无间断是当今企业面临的重大挑战之一。而对IT部门而言这个挑战就是：如何确保各信息系统能不间断运行或者尽量减少业务间断时间。传统的解决方法很多，但是成本高昂，而且实施技术复杂。 4解决方案： 系统构成图 • 服务器虚拟化的解决方案让IT部门轻松应对这种挑战。相比传统解决方案，虚拟化方案成本更低，实施更容易，部署更快速、更灵活。 • Live motion(vMotion)：当服务器需要停机进行维护时，该主机上运行的虚拟机可以动态地迁移到其他主机，迁移过程对业务的中断极短（数秒内）甚至感觉不到业务中断。 • High Availability(HA)：当服务器宕机后，15秒后，该服务器上运行的虚拟主机将在另一台主机上启动，这样服务器硬件故障对业务影响可以控制在10分钟之内。 • Failure Tolerance(FT)：应用了FT技术的虚拟机在另外的主机上有一个完全一致的拷贝，当该该虚拟机宕机时，另外一台可以立刻上线，整个过程是透明的，业务中断时间为0。 4客户收益： • 度身定做适合本企业的业务延续性方案，实现更大的弹性。 • 业务延续性轻松确保 • 实施成本、管理成本降低 效果评价图 4推荐配置：

  49. 打包方案介绍 如何让业务从不可预知的灾难中恢复? 4目标客户的困惑： 系统构成图 • 当面对不可抗拒的因素所造成的灾难时（如自然灾害等），信息系统如何尽快从灾难中恢复？ • 答案是：异地容灾。众多的异地容灾方案中那种可以让您以最低的成本实现？那种可以让您更轻 松部署和管理？ 4解决方案： • 结合VMware的站点恢复和HP的存储容灾方案可以帮你在从容应对异地容灾难题。 • Site Recovery Manager：集成于虚拟化管理环境。自动侦测灾难发生，简化操作恢复步骤，自动化恢复过程以满足恢复目标。 • HP Storageworks Continuous Access：控制存储底层的数据同步。 4客户收益： • 结合虚拟化环境灾难恢复管理大为简化，自动化过程加速了恢复 • 在不间断业务的状况下进行灾难恢复测试 • 部署成本降低 4推荐配置： 效果评价图

  50. 销售机会

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