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用虚拟化技术构建新一代数据中心 中国惠普有限公司企业计算与专业服务部陈武胜 2006年6月23日 2 内容提纲 传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术HPVSE虚拟服务器环境用户建设新一代数据中心的途径实现步骤管理模式 3 内容提纲 传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术HPVSE虚拟服务器环境存储虚拟化用户建设新一代数据中心的途径实现步骤管理模式 4 传统数据中心的IT资源配置模式 烟囱式 结构 机房设施 数据网络和存储网络 服务器1 服务器2 服务器3 服务器n 应用1 应用2 应用3 应用n 部门A 部门B 部门Z 5 传统 烟囱式 数据中心的缺陷 缺陷1 据统计数据中心服务器的平均使用率低于30 但仍有相当数量的服务器无法满足其服务水平目标缺陷2 一个新应用的部署需要历经预算 采购 安装测试 上线等过程 周期长达数周至数月 难以及时响应业务需求缺陷3 服务器数量和管理成本与应用数量呈线性关系 IT管理和成本压力巨大 大量未能利用的处理能力 处理能力不足的服务器 6 资源利用率低下的原因 为应付少量峰值负载而过度配置服务器 7 冰山模式 传统数据中心的成本支出结构 看的见的花费 30 预算用于新基础设施建设和新应用开发 看不见的花费 70 预算用于现有设施维护和人员支出 问题 如何节省运营性支出把预算更多地用于IT基础设施创新 8 内容提纲 传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术HPVSE虚拟服务器环境用户建设新一代数据中心的途径实现步骤管理模式 9 建设新一代数据中心的推动力 IT必须与业务成长同步 满足业务需要 降低成本 提高IT投资回报 10 如何及时应对业务需求变化 如何降低成本 提高投资回报 新一代数据中心建设的三大问题 如何保持稳定的服务水平 11 新一代数据中心的价值定义和目标 24x7持续运行 用工业标准产品构建 自动供应和优化资源 支持绝大多数应用的公共计算环境和服务 建设目标降低IT运营成本迅速满足业务需求保证高服务水平 12 内容提纲 传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术HPVSE虚拟服务器环境用户建设新一代数据中心的途径实现步骤管理模式 13 自动化 虚拟化 安全 系统平台和支持服务 实现新一代数据中心的关键因素 传统数据中心 新一代数据中心 关键支持因素 高成本烟囱式IT 低成本共享IT资源池 24x7自动运行 电源和冷却 统一管理 工业标准高伸缩性IT支持服务 高能效比的计算方式 内置安全机制和主动式安全防护 资源的池化和优化 容易共享 根据业务需要自动调整资源分配 统一的基础设施管理 HPIntegrity服务器HPProliant服务器HPStorageWorks存储 HP专业电源和冷却解决方案 HPVSE虚拟服务器环境 HPVirtualServerEnvironment 14 系统平台 最完整的服务器和存储产品线 Application ProLiantDL ML500series ProLiantBLp Class AlphaServerESseries NonStopS76series rp8420 32 rp7420 16 Database NonStopS76000 S88000 AlphaServerSCseries ProLiantDL700series AlphaServerGSseries IntegritySuperdome HP9000Superdome Multi OS Integrityrx8620 Integrityrx7620 rp4440 8 AlphaServerDSseries ProLiantBLe Class ProLiantDL ML100 300series rp3440 4 Access Integrityrx5670 Integrityrx2620 Integrityrx4640 SANInfrastructure Software Media Options XPseries MSLseries TapeAutoloaderseries Tapedrivefamilies CASA NASfamily ESLseries EVAseries Opticalfamily MSAfamily VAseries StorageWorks Integrityrx1620 rp3410 2 rp4410 4 15 电源管理和冷却解决方案 模块化冷却系统电源分配管理通用机架系统Integrity服务器电源和冷却保障系统SmartCooling服务 消除机房热点 16 虚拟化技术及其对用户的影响 Virtualizationtechnologieswillenablehigherutilizationrates By2008 serverutilizationratescouldimprovefrom25 onaveragetodaytomorethan40 onaverage Businesseswillnotbeabletoignorethistrend thecostbenefitswillbetoogreat TomBittman Real TimeEnterprisedemandsaReal TimeInfrastructure GartnerSymposium October2004 17 HP虚拟服务器环境 VSE 的目标 应用负载被封装在独立的虚拟服务器环境中运行应用只需要安装一次就能在整个数据中心内任何服务器上运行资源被自动分配给所需要的应用负载在必要情况下 应用负载会被自动转移到资源更充足或可靠性更高的虚拟服务器上用单一的管理视图管理所有虚拟和物理服务器 虚拟和物理存储系统和应用负载 18 HP虚拟服务器 VSE 环境构成 HPSystemsInsightManager 物理资源虚拟化 节点代理发送性能信息 VSE信息过滤 分类 底层资源配置信息 公共管理平台 自动资源分配 智能控制 自动资源发现事件通知集中存储图形 文字界面 鉴于身份的安全机制分布执行工具定义Webservice 高可用技术 分区技术 按用付费 ServiceguardServiceguardStorageMgmtSuiteMetroclusterContinentalclusters nPartitionsvPars IntegrityVirtualMachinesSecureResourcePartitions InstantCapacityTemporaryInstantCapacityPayPerUse 自动资源调整指令 VirtualizationManager WorkloadManager CapacityAdvisor 资源配置 自动控制 资源规划 19 多种分区技术 nParnOSimagewithHWfaultisolationDedicatedCPURAM I O 分隔度高 灵活性好 节点 vPar2OS SWfaultisolationDedicatedCPU RAM HardPartition1 HardPartition2 vPar1OS SWfaultisolationDedicatedCPU RAM ApplicationnGuaranteedcomputeresources sharesorpercentages 硬件分区nPartition 单一服务器内多个分区 独立物理服务器 单一OS 单一物理服务器 虚拟分区vPar HPIntegrity虚拟机 单个硬件分区内多个虚拟分区或虚拟机 安全资源分区SecureResourcePartitions 同一OS内多个应用隔离区 nPar1OSimagewithHWfaultisolationDedicatedCPURAM I O nPar2OSimagewithHWfaultisolationDedicatedCPURAM I O nPar3 Application3 Application2Guaranteedcomputeresources sharesorpercentages Application1Guaranteedcomputeresources sharesorpercentages 20 硬件分区nPartitions 多个分区可提高资源利用率电气隔离的分区可实现在线维修和升级同一服务器同时运行多个操作系统 Unix Windows Linux OpenVMS同一操作系统不同版本同一版本操作系统不同PatchLevel提高可用性不同分区间硬件和软件故障隔离不同分区间实现双机或多机高可用集群 16 1 1 4 统一服务器上多个相互间电气隔离的分区 最小分配单位为单元板 Unixv1 Unixv2 Linux Windows 21 软件分区 vPar 和虚拟机 VirtualMachine 在单一服务器或硬件分区内运行多个OS映像 提高资源利用率提高灵活性多个独立OS映像不同分区间动态CPU迁移提高应用隔离度软件和应用安全隔离OS隔离独立配置修改和重启 22 利用虚拟机 VM 实现应用快速部署和迁移 Host IntegrityVM platformOS Host IntegrityVM platformOS VM要求的专门配置 Kernel参数Patchlevels支撑软件 VM可以在一个系统上停止 然后在另一个系统上重启 而配置参数不变 开发系统 ex rx2600 2 QA系统 ex rx8620 32 Recommendedsetup SymboliclinksoneachsystemtoVM accesseddisks physicaldisksharedbetweenhostsNFSmounttosamediskforstorageofVMspecificruntimeinfosuchasEFIsettings kernellaunchoptions andIPMIeventsMovementwithinthesamesubnetsoIPaddresscanbemaintained 23 HP虚拟服务器环境构成 HPSystemsInsightManager 物理资源虚拟化 节点代理发送性能信息 VSE信息过滤 分类 底层资源配置信息 公共管理平台 自动资源分配 智能控制 自动资源发现事件通知集中存储图形 文字界面 鉴于身份的安全机制分布执行工具定义Webservice 高可用技术 分区技术 按用付费 ServiceguardServiceguardStorageMgmtSuiteMetroclusterContinentalclusters nPartitionsvPars IntegrityVirtualMachinesSecureResourcePartitions InstantCapacityTemporaryInstantCapacityPayPerUse 自动资源调整指令 VirtualizationManager WorkloadManager CapacityAdvisor 资源配置 自动控制 资源规划 24 Time ITcost 即时永久增容InstantCapacity Time ITcost 临时增容TemporaryInstantCapacity Time ITcost 按用付费 租赁 Payperuse HP提供3种不同的按用付费模式 25 负载管理器 gWLM 实现处理器资源调配 分区1 未激活iCAPCPU 正常CPU 分区2 分区1 分区2 分区1 分区2 情况1 在不增加总处理器资源的情况下满足不同应用的资源需求 26 多个应用负载叠加可以节约总处理资源 不同应用负载的峰值并不同时发生 两个峰值负载为8CPU的应用叠加后 其最大负载只有12CPU 而不是16CPU 27 负载管理器 gWLM 实现临时增容 分区1 未激活iCAPCPU 正常CPU 分区2 分区1 分区2 分区1 分区2 情况1 在不增加总处理器资源的情况下满足不同应用的资源需求 临时激活CPU TiCAP容量 即将提供跨不同服务器的CPU容量分配能力 28 用临时增容TiCAP实现低成本 永久处理器满足稳定的工作负载 临时增容TiCAP满足尖峰负载 永久处理器 TiCAP增容处理器 29 HP虚拟服务器环境构成 HPSystemsInsightManager 物理资源虚拟化 节点代理发送性能信息 VSE信息过滤 分类 底层资源配置信息 公共管理平台 自动资源分配 智能控制 自动资源发现事件通知集中存储图形 文字界面 鉴于身份的安全机制分布执行工具定义Webservice 高可用技术 分区技术 按用付费 ServiceguardServiceguardStorageMgmtSuiteMetroclusterContinentalclusters nPartitionsvPars IntegrityVirtualMachinesSecureResourcePartitions InstantCapacityTemporaryInstantCapacityPayPerUse 自动资源调整指令 VirtualizationManager WorkloadManager CapacityAdvisor 资源配置 自动控制 资源规划 30 HP虚拟化资源管理器 VirtualizationManager 自动发现数据中心内所有资源 单一视图上管理所有物理和虚拟资源 31 HP全局负载管理器 GlobalWorkloadManager 数据中心的大脑 自动监视数据中心内所有应用负载 根据预定的服务水平策略实时调整资源分配 32 HP容量规划器 CapacityAdvisor 自动分析历史数据 提供容量规划建议自动生成资源分配策略 33 HPSystemsInsightManager管理所有的数据中心资源 HPStorage系统管理 HPIntegrity服务器管理 HPProLiant服务器管理 HPOpenView及其他企业级管理工具 HPClientManager HPWebJetadmin 3rdParty Custom HPSystemsInsightManager 核心管理服务 多种OS HP统一基础架构管理工具 SystemsInsightManager 物理和虚拟基础设施 34 采用虚拟服务器环境 VSE 的优势 系统整合 资源虚拟化 自动供应与主流应用Oracle SAP等预集成 成倍提高资源利用率根据应用负载动态调度资源保持高服务水平资源调度策略与高可用性功能紧密集成 自动排列优先级按使用付费只在需要时激活额外的处理能力 35 存储资源虚拟化 SAN存储虚拟化系统HPStorageWorks200 将多台异构的存储系统整合成单一大型存储池支持惠普 HDS IBM和EMC阵列可实现所有本地数据复制 异地复制 透明数据迁移 主机 HPMSA HPMSA HPXP IBM HDS HPEVA EMC SVS200 36 标准化 模块化的构建模块 数据服务网格化StorageWorks存储网格 处理能力 存储容量 通讯 智能单元 解剖处理能力内存存储容量通讯组件 37 利用存储网格实现RISS文件归档平台 RISS范围管理应用的语义提供统一的视图计算和存储资源 电子邮件 文档管理 生命周期管理安全受保护保留访问控制高可用性防止窜改可管理性 SOAP SOAP SMTP SMTP 存储 API接口 Storagesmartcells存储聪明细胞 无瓶颈无单点故障 38 Active活跃 应用数据存储虚拟化 面向数据库的HPRIM IdentifyInactiveData确定不活跃的数据RelocateInactiveDatatoArchive将不活跃的数据转移至存档RetainAccess保持可访问性 Inactive不活跃 History历史 实现数据库瘦身 39 自动化 虚拟化 安全 IT系统和服务 HP完整的新一代数据中心方案 传统数据中心 新一代数据中心 关键支持因素 24x7自动运行 系统 HPBladeSystemHPProLiantserversHPIntegrityserversHPStorageWorks WANAccelerator ClusteredGateway服务 AgilityAssessmentFactoryExpressC IservicesTechnologyServicesManagedServicesEducation TrainingFinancingservices 软件SystemsInsightManagerHPEssentials ProLiant Integrity StorageHPOpenView InfrastructureMgmt ServiceDesk AssetMgmt服务 ITServiceMgmtInfrastructureMgmtDataCenterMgmtOpenViewservices 系统 VirusThrottlingVulnerability PatchMgmtHP UX11isecurity Securepartitions IntrusionDetectionProCurveIdentityMgr软件 HPOpenView Identitymgmt Accesscontrol Federatedaccess服务 SecurityGov MgmtITSecurityAssessmentSecurityEd Training 系统 VirtualMachineMgmtIntegrityVirt MachineVirtualServerEnv t CapacityAdvisorServiceguardGlobalInstantCapacityStorageWorks Ent VirtualArray ExternalstorageXP ReferenceInfoStorageSystem服务 VirtualizationservicesFlexibleComputingprovisioningservicesAdaptiveNetworkArchitecture 系统 HPBladeSystemMgmtVirtualServerEnv tautomationHPStorageEssentialsAutoStoreHPOpenView ConfigurationMgmt ServiceActivator服务 AutomationservicesIntegratedServiceManagementRemotemonitoringandmgmt Missioncriticalsupport 电源和冷却 系统 ModularCoolingSystemPowerDistributionUnit PDU MgmtUniversalRackinfrastructureIntegritypowerandthermalregulation服务 DataCenterdesign power coolingThermalModelingEnvironmentalRemoteMgmt 管理 40 内容提纲 传统IT基础架构的缺陷和挑战新一代数据中心的建设目标构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术HPVSE虚拟服务器环境用户建设新一代数据中心的途径实现步骤管理模式 41 Gartner对IT基础架构的成熟度评价体系 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 基于服务 基于业务策略 资源集中 优化 未优化 标准化 虚拟化 IT组织 能帮助企业IT向右转变的供应商将主宰市场 Source Gartner 42 如何实现新一代数据中心 HP的阶段定义 适应性架构 提升效率 稳固基础架构 硬件 软件基础设施简化和标准化改善和统一管理工具 基础资源池化管理物理和虚拟资源 使IT资源与业务应用紧密协调将IT基础架构封装成服务加以管理 平台整合和优化 资源虚拟化和共享 应用需求和资源供应自动链接 VSE产品家族涵盖全部3个阶段的需求 43 HP可以帮助用户实现新一代数据中心 适应性架构 提升效率 稳固基础架构 平台整合和优化 资源虚拟化和共享 应用需求和资源供应自动链接 数据中心基础架构 技术 数据中心运维模式 人员和流程 HP服务解决方案 共享与虚拟化 标准化 整合与独立资源 与业务动态链接 共享IT服务 面向服务的基础服务 公用IT服务 系统整合IT基础架构基础管理业务连续性和可用性人员培训 共享服务与SOA虚拟化能力IT服务管理基础架构和软件生命周期管理企业级IT整合服务外包 迁移及优化服务 服务自动化公用服务基于业务策略的工作负载管理容量规划战略性外包服务 44 新一代数据中心的管理革新 需要新技术 更需要新观念 资源与应用动态配备资源由IT部门统一规划 采购 分配 业务部门使用服务水平SLA资源属性标准 通用 容易改变和共享 资源与应用固定对应资源归业务部门所有 由业务部门计划 采购 使用资源属性专有 难以改变和共享 45 SharedApplicationServerUtility SharedDatabaseUtility HP的新一代数据中心建设实例 SASU SDU 46 SharedAp