虚拟化与云计算

1、当前问题 70% 以上的 IT 预算用于 维持现状 不到 30% 的 IT 预算用 于创新和实现竞争优势 复杂度提高 基础架构层面：被物理设备“捆绑” 一台机器 | 一个操作系统 | 一个应用 设备数量激增 应用服务层面：复杂 的业务连续性方案 集群 容灾 成本攀升 初期费用 硬件采购成本硬件采购成本 软件使用授权成本软件使用授权成本 培训费用培训费用 后继费用后继费用 管理管理 操作操作 维护维护 支持支持 了解当前架构的总体花费是估算整合后节约的费用的先决条件了解当前架构的总体花费是估算整合后节约的费用的先决条件 虚拟化虚拟化 能耗逐年增加能耗逐年增加 大多数设备的平均利用率只有 5-30

2、% unutilized capacity Yet these systems cant handle the load 服务器设备平均利用率 Servers 一般X86系统的利用率 0 20 40 60 80 100 利用率低下利用率低下 目标 IT 即服务即服务 （部署在 内部或 外部） 效益 控制 选择 什么是什么是“虚拟化虚拟化” 虚拟化基础知识 虚拟化基础知识 通过VMware来进行服务器整合意味着客户能够将这样的环境 改造成这样简捷的配置 没有利用没有利用VMware软件软件 之前是之前是300台服务器台服务器 使用使用VMware软件后，整合软件后，整合 成成8台服务器、一个机架

3、台服务器、一个机架 例如：ESX Server 依赖虚拟层内核 代理和帮助应用的服务控制台 VMware 虚拟化架构 例如：GSX Server, VMware Server, Workstation 依赖于主机操作系统对设备的支持和 物理资源的管理 安装和运行应用程序 寄居架构（Hosted Architecture）裸金属架构 (“Bare Metal” Architecture) VMware：从整合到战略性计算平台 整合和控制整合和控制 资源管理资源管理业务连续性业务连续性应用程序可用性应用程序可用性 服务级别管理服务级别管理安全性安全性 VMware Infrastructure V

4、Mware特点和优势：转变了架构管理，提高灵活度特点和优势：转变了架构管理，提高灵活度 安全和集成安全和集成数据保护数据保护资源管理资源管理可用性可用性 系统架构服务系统架构服务 虚拟资源池虚拟资源池 VMware虚拟架构优势：减少了费用 l降低硬件成本 减少生产、开发测试、 过渡服务器数量 经济的灾难恢复 撤退out-of-warranty硬 件 l降低运营成本 降低系统管理成本 降低系统数据中心基 础设施成本 硬件费用硬件费用 软件费用软件费用 大约大约 30%-70%的降的降 低低 虚拟架构前虚拟架构前虚拟架构后虚拟架构后 业务管理费用业务管理费用 宕机费用宕机费用 IT运维费用运维费用

5、 VMware虚拟架构优势：增加了 硬件的利用率 采用 VMware虚拟化前采用 VMware虚拟化后 真实客户应用实例真实客户应用实例 VMware虚拟架构优势：提高了 劳动生产率 关键任务传统方式虚拟架构 部署一个新的服务器3 - 10 天硬件采购天硬件采购 1 - 4 小时 部署部署 5 10分钟部署新服务器部署新服务器 （采用模板和部署向导）（采用模板和部署向导） 硬件维护1 - 3小时维护窗口维护窗口 数天/周的变更管理准备的变更管理准备 零宕机硬件升级（采用零宕机硬件升级（采用 VMotion） 迁移服务器集成数天/周的变更管理准备的变更管理准备1小时 左右左右, 采用采用P2V

6、移动服务器优化负载 4 - 6小时 迁移迁移 所有维护窗口内，服务中断所有维护窗口内，服务中断 数天数天/数周的变更管理准备数周的变更管理准备 2 5分钟，无服务中断（采，无服务中断（采 用用VMotion） VMware 虚拟技术: 四大特性 相对于硬件独立相对于硬件独立 无需修改即可在任何服务器上无需修改即可在任何服务器上 运行虚拟机运行虚拟机 分区分区 在单一物理服务器上同时运行在单一物理服务器上同时运行 多个虚拟机多个虚拟机 隔离隔离 在同一服务器上的虚拟机之间在同一服务器上的虚拟机之间 相互隔离相互隔离 封装封装 整个虚拟机都保存在文件中，而且整个虚拟机都保存在文件中，而且 可以通过

7、移动和复制这些文件的方可以通过移动和复制这些文件的方 式来移动和复制该虚拟机式来移动和复制该虚拟机 操作系统操作系统 Exchange 操作系统操作系统 操作系统操作系统 SAP ERP 操作系统操作系统 虚拟化虚拟化 操作系统操作系统 文件文件/打印打印 操作系统操作系统 虚拟化虚拟化 操作系统操作系统 Oracle CRM 操作系统操作系统 虚拟化虚拟化 虚拟基础架构虚拟基础架构 互连池互连池 CPU 池池 内存池内存池 存储池存储池 传统数据中心传统数据中心虚拟基础架构虚拟基础架构 抽象 + 池化 = 降低复杂性、降低成本、保障业务连续性 虚拟化虚拟化 动态负载平衡动态负载平衡(DRS)

8、 分布式电源管理分布式电源管理(DPM) 业务业务 和和 数据在线迁移数据在线迁移 ( vMotion) 虚拟网络（虚拟网络（vNetwork Distributed Switch） 应用防火墙（应用防火墙（vShield Zones） 抽象 + 池化 = 降低复杂性、降低成本、保障业务连续性 Oracle CRM 操作系统操作系统 SAP ERP 操作系统操作系统 文件文件/打印打印 操作系统操作系统 Exchange 操作系统操作系统 虚拟基础架构虚拟基础架构 互连池互连池 CPU 池池 内存池内存池 存储池存储池 ;)= Cisco Confidential 2010 Cisco and

9、/or its affiliates. All rights reserved.6 何谓云计算 WHAT IS CLOUD COMPUTING? 从支持多租户模型的底层基础架构中抽离出的， 并以“按需满足”和“接近无限扩展能力”的方式所提供的信息技术 (IT)资源和服务 IT resources and services that are abstracted from the underlying infrastructure and provided “On-Demand” and “At Scale” in a multi-tenant environment 云计算概念： 云计算是一种

10、IT资源的交付和使用模 式，指通过网络以按需、以扩展的方式 获得所需的资源（硬件、平台、软件及 服务等），提供资源的网络被称为 “云”。与其说云计算是一项新技术， 倒不如说它是一项在业务模式方面的创 新。“云”中的资源在使用者看来是可 以无限扩展的，并且可以随时获取，按 需使用、随时扩展、按使用付费。 resources are provided as a service over the Internet 在线维基百科对云计算的定义 云计算理念 虽然云计算这一概念炒得火热，但业界对其定义却千差万别，各不相同。说明了大家对 这一概念理解存在差异，更重要的是所有人都从往往依据自己已有的技术基础和

11、自己商 业的利益出发，从自身的角度提出了不同的云计算模型。 Cloud computing is a style of computing in which dynamically scalable and often virtualized 通过Internet接入 不需要自身具有IT技术来实 施 第三方提供，按需分配 资源共享 无多余功能开发 无多余费用 系统延续性好 面向服务-XaaS 云计算特征 云计算带来的转变 买设备开发系统 支付设备和劳动力费用 用户单一 买外部服务 所用即所付 可扩展, 有弹性, 动态, 多用户 传统方式 云计算 实现模式 商业模式 技术模式 降低复杂性、成本与

12、IT依赖度 提高灵活性、敏捷性与相应能力 更合理的花费 企业级IT服务获取 最终消费者 随时随地获得数据、内容 应用与服务 从不同角色角度理解云计算 中小型客户 云计算运营商 增加协同服务与全球化能力 弱化IT依赖，关注核心业务与服务 整合与虚拟化（企业内共享资源节约成本） 让更多的客户共享基础架构（提高服务能力） 更经济、快速、便捷的服务交付与业务推进能力 为各类企业、政府、集团客户提供云计算服务机会 全业务发展中的制高点 信息化带动工业化的责任 提高效率节能减排重要体现 企业级客户 云计算服务价值链积极融合云计算产业链 通过联合设备及软件供应商、扩展ICT全业务集成服务能力、联合 和储备内

13、容、应用提供能力，利用渠道与集团客户优势拓展全方 位云计算服务能力 云计算的效益 公有云 Public 私有云 Private 团体云 Community 混合云 Hybird 架构部署模式 Deployment Model 业务交付模式 Service Model 软件即服务 Software as a Service (SaaS) 平台即服务 Platform as a Service (PaaS) 基础架构即服务 Infrastructure as a Service (IaaS) 核心本质特征 Essential Characteristics On-Demand Self Servi

14、ceBroad Network Access 按需提供的自服务 通过网络广泛访问 资源的池化整合 Resource Pooling 可量化的服务 快速而弹性的部署 Measured Service Rapid Elasticity 多视角解析云计算体系架构 美国国家标准与技术委员会(NIST)关于云计算可视化模型的定义 Text Text IT基础设施（IaaS） 平台（PaaS） 应用 (SaaS) lSoftware as a Service(SaaS) lPlatform as a Service(PaaS) lInfrastructure as a Service laas 云计算业务

15、支付模式 应用软件服务（Software as a Service, SaaS）3 基于互联网以服务的形式提供软件应用 平台环境服务（Platform as a Service, PaaS） 2 基础设施服务（Infrastructure as a Service，IaaS） 存储服务 网络服务 计算服务 基于网络以服务的形式提供计算、存储等资源能力 1 开发 和虚拟化服务器等服务。这是一种托管型硬件方式，用户付费使用厂商的硬件设施。例如 Amazon Web服务（AWS）， IBM的BlueCloud等均是将基础设施作为服务出租。 基于互联网以服务的形式提供平台运行环境（运行库） 办公应用

16、信息化应 互联网应用 用 境、服务器平台、硬件资源等服务给客户，用户在其平台基础上定制开发自己的应用程序并通过 其服务器和互联网传递给其他客户。例如：Google App Engine 云计算业务支付模式模型 SaaS是指将应用软件统一部署在数据中心的服务器上，通过浏览器向客户提供软件，用户根据需求通过互联网向订 购应用软件服务，服务提供商根据客户所定软件的数量、时间的长短等因素收费的模式；例如：Saleforces CRM 现有云计算服务商模式分析IaaS Amazone的云计算服务（主要侧重于Iaas） 1）简介：亚马逊以在线书店起家，成为全球领先的在线零售商。亚马逊也是云计算的领 头羊。

17、亚马逊在推出云计算之前收购了多家技术产品公司，之后推出了风格独特的云 计算产品，也参与开创了云计算的商业模式（云计算收入09年已经达到4亿美金）。亚 马逊的云计算产品总称为Amazon Web Services（亚马逊网络服务），主要由4部分 组成：S3(Simple Storage Service, 简单的存储服务）；EC2(Elastic Compute Cloud, 可伸缩计算云）；SQS（Simple Queuing Service，简单信息队列服务），以 及SimpleDB。 2）面向客户对象：开发者、中小企业 3）盈利手段：亚马逊目前为开发者提供了存储，计算，中间件和数据库管理系统

18、服务, 开 发者可以在亚马逊云中开发应用软件，并基于亚马逊的的收费模式，想最终用户租用 软件。为中小企业，提供服务存储、弹性计算及网络存储等服务，并通过IaaS的模式 进行收费。 现有云计算服务商模式分析IaaS 现有云计算服务商模式分析PaaS 1）简介：谷歌公司围绕其核心互联网搜索业务，收购了一批小型公司，并创 建了一系列互联网服务，包括域名，电子邮件，在线日历，聊天，和可收 费的Google Apps（谷歌应用软件套件）等。 Google Apps就是以网络 为基础的Office软件。Google Apps有免费版和收费版两种，收费版每年 每用户收费50美元。Google也与Salesf

19、orce结成联盟，提供Google Apps和Salesforce产品的集成技术。 2）面向客户对象：开发者、普通消费者、大学学生和小型企业员工。 3）盈利手段：收费版GOOGLE APP及广告收益。 现有云计算服务商模式分析PaaS 谷歌的Google Apps （主要侧重于Paas） 现有云计算服务商模式分析SaaS 现有云计算服务商模式分析SaaS SALESFORCE的PaaS平台即服务 （主要侧重于SaaS） 1）简介：Salesforce推出的SaaS软件中包括在线开发的平台技术和操作界面，用户可以不 用任何编程语言，开发任何企业管理软件。用户可以在两家公司提供的试用版中进行开 发

20、测试（云计算收入09年已经达到10亿美金）。在PaaS平台上开发了几乎所有SaaS应用 ，包扩人事管理、供应链SCM，进销存，财务管理等。PaaS厂商的市场定位是为最终客 户提供方便易用，功能全面的企业管理软件。Salesforce还推出了AppExchange平台， 吸引各个管理软件细分领域的开发商在其PaaS平台上开发并运营云服务，并对表现出色 的小厂商采取收购策略。 2）面向客户对象：中小企业及CRMERP等最终用户。 3）盈利手段：向最终用户租用CRMERP等软件或为中小企业提供开发接口。 企业私有云平台跨越传统的边界 控制策略 企业网络边界 应用与数据 总部办公室 分支办公室 攻击者

21、 家庭办公室 咖啡店 客户 合作伙伴 平台作为服务基础架构作为服务 任何时间 软件作为服务 任何地点任何设备 任何资源 X应用作为服务 机场 智能终端/ 移动用户 任何人 电信级数据中心 SP Data Center 下一代IP网络 IP NGN 2.0 协同工作 Collaboration 娱乐/教育 Entertainment 面向三网融合、三屏合一应用的单一的、水平的传送平台 用户 端到端的安全体验 时间 -90% 运营成本 -35% 投资 -20% 统一内容分发网络 Unify Content Delivery Network 运输/物流/信息 Information 内容和应用提供商

22、 构建面向统一业务承载网络 研发 ServerStorage NetworkSW 测试管理 企业私有云应用的虚拟化平台整合 The IT Infrastructure Is Transforming Today: Server Silos Inefficient use of resources Fixed cost expensive Inflexible difficult to change and manage Test ing Depart ment HR Mfg R&D Sales HR Depart R&D ment Mfg Tomorrow: IT Platform 研发管理

23、Server Network 测试 Storage Software WebDatabase Best use of resources Flexible cost - pay per use Agile response to changes quickly Middleware 前端后端 前端数据中心虚拟化 组件虚拟化：设备层面 IDS/IPS,VRF,VDC 交换系统虚拟化：系统层面 VSS N:1，提供更好的可用性 VPC N:1 提供更好的网络扩展能力 网络虚拟化：连接层面 VPN,MPLS/VPN,VLAN,VNet,OTV 网络服务虚拟化：服务层面 应用加速、L4-7交换机,安全

24、服务 广域网优化技术 服务器和后端存储虚拟化: 存储虚拟化与统一IO ： DCE :数据中心以太网, Unified IO/FCoE VSAN:虚拟SAN技术 服务器及桌面虚拟化 ： Vmware服务器虚拟化 VDI技术：虚拟桌面技术 虚拟 SANs/统一IO 虚拟存储 虚拟网络服务 前端虚拟化 VirtualVirtual Firewall Context 1 1 1 Virtual SLB Context 29 虚拟机 Virtual SSLSSL Context 33 175 VSSVLANVRFVPNsVDC vHBAVSANsFCoECNA 统一虚拟化-网络、存储、计算、管理 当前问题 70% 以上的 IT 预算用于 维持现状 不到 30% 的 IT 预算用 于创新和实现竞争优势 例如：ESX Server 依赖虚拟层内核 代理和帮助应用的服务控制台 VMware 虚拟化架构 例如：GSX Server, VMware Server, Workstation 依赖于主机操作系统对设备