VMware虚拟化架构群集解决方案

1、VMwareVMware 虚拟化架构虚拟化架构群集解决方案群集解决方案【版本：版本：V4.0】V4.0】2010 年年 3 月月 22 日日 VMware 虚拟化解决方案虚拟化解决方案 i前前言言客户有大量应用需上线。这些应用计划在此次虚拟化整合后采用多台 HP pc server 物理服务器来承载。如果用传统模式部署需占用大量物理服务器，而且还无法提供高可用性，集群及容灾的扩展能力。为了更好的解决上述传统单一物理服务器应用方式的弊端，为用户推荐了如下的采用虚拟架构软件的虚拟化云计算解决方案，该方案极大的提高了服务器整合的效率，大幅度简化了服务器管理的复杂性，不仅提高了整个系统的可用性，同时还

2、明显的减少了投资的成本，具有很好的技术领先性和性价比，虚拟技术由于采用了将传统物理服务器应用环境封装成可移动的档案文件的技术，很容易实现业务的连续不间断运行，降低系统总成本。具体来说，本方案将试图解决以下旧系统存在的难题：1.服务器对空间不断侵占着，机房规划赶不上对空间的需求。2.业务的连续不间断服务难以保证。3. 服务器利用率低，硬件资源浪费严重。4. 管理员的管理效率很低。5. 如果想实现高可靠、高可用和灾难保护的应用，代价昂贵。且会闲置更多的硬件资源。6. 当前系统的平台架构难以实现更高水平的服务和更快的响应。更难以实现统一的管理和规划。VMware 的服务器虚拟架构解决方案能够帮助用户

3、进行服务器整合、创建可升级的开发测试环境，以及实现商业连续性的策略等。在同一台物理服务器上安装多个虚拟服务器操作系统，无论是出于测试还是生产使用的目的，都能够以一种很经济的方式达到商业扩展或者增加服务器资源的目的。为了更好的帮助用户深入理解VMware 虚拟架构的技术优势，以及针对国内行业客户当前的 IT 环境设计的最终整体VMware 虚拟化解决方案虚拟化解决方案 ii解决方案，特编写了此文档供相关领导及相关技术人员参考。本方案主要包括四大部分主要内容：第一部分是本文档的主体部分，主要是针对国内行业客户的当前总体环境及未来需求的情况，使用 VMware 的服务器虚拟架构进行整体解决方案设计的

4、详细阐述。第二部分将对 VMware 公司及其解决方案做简要综述，便于贵公司更好的了解VMware 公司的相关背景，技术优势，方案特点等基本情况。第三部分 结合贵公司现有硬件服务器资源的虚拟化方案。第四部分 VMware 虚拟化产品简介VMware 虚拟化解决方案虚拟化解决方案 iii目目录录1. 需求分析需求分析.11.1. 成本高.11.2. 可用性.11.3. 缺乏可管理性.21.4. 兼容性差.22. 高可用性的高可用性的 VMWARE 虚拟化方案设计虚拟化方案设计.32.1. 方案拓扑.42.2. VMWARE虚拟化集群架构设计方案.52.3. 虚拟化架构的硬件支持方案.72.4.

5、虚拟架构主体部分 VMWARE ESX SERVER配置说明.82.5. 虚拟化云平台设计方案的详细说明.102.5.1. 基础架构服务层.102.5.2. 虚拟化整合环境中的网络实现.122.5.3. SAN 集中存储实现虚拟服务器的文件共享.132.5.4. 虚拟环境的高可用性及集中管理.153. 方案优势方案优势.173.1. 业务连续性和最小化停机时间.173.2. 通过 VMWARE VSPHERE 虚拟化架构，用户可以执行以下任务 .183.3. VSPHERE 中内置的关键容错功能：.183.4. VMWARE HA 提供快速中断恢复 .183.5. 与传统的故障切换解决方案相比

6、，VMWARE HA 具有多个优势.193.6. VMWARE 容错提供连续可用性 .193.7. 大大降低 TCO.213.8. 提高服务水平.21VMware 虚拟化解决方案虚拟化解决方案 iv4.4. VMWAREVMWARE 虚拟化产品简介虚拟化产品简介.234.1. VMWARE ESX SERVER4.0 介绍.234.2. VMWARE VCENTER SERVER介绍.31X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 1 页页 1. 需求分析需求分析用户现有 IT 架构分析： 多个 HP PC-SERVER，windows server 2003 操作系统，s

7、ql-server 数据库（2000、2003、2005 版本均有） 2 个 HP PC-SERVER, 分别安装 linux 系统及 oracle 数据库 1 个 PC-SEVER, 安装有 WINDOWS SEVER 2003 操作系统， exchange2003 数据库。 多个应用服务器、webserver 服务器。 EMC CX500 存储。目前用户有大量的 hp PC server 服务器，分别安装不同版本，不同功能的应用，硬件管理方式复杂，业务不间断运行难以保证，或者需要大量的投入来保障业务的运行，设备使用率低，且这些应用种类繁杂、部署分散，大多采用一对一的应用部署模式，即一台 X

8、86 服务器部署一个应用，如此数量的分散部署服务器，将会造成如下的众多问题：1.1. 成本高成本高 硬件成本较高。 运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。1.2. 可用性可用性 可用性低， 大量分散部署的服务器难以实现有效的高可用性。 系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成应用中断。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 2 页页 1.3. 缺乏可管理性缺乏可管理性 数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间，需要大量的 IT 技术支持人员。 硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维

9、护窗口。 系统和应用迁移到新的硬件需要和旧系统兼容的系统，例如：很多行业客户目前尚有很多基于 SCO OpenServer 的应用，这些 SCO 应用很难或者是无法迁移到新的服务器硬件平台上。1.4. 兼容性差兼容性差为了更好的解决上述传统物理服务器部署应用方式所造成的弊端，并支持企业级客户为了加强管理而进行的服务器整合工作，北京东辉佳业电脑技术有限公司偕同全球虚拟化产品领先厂商 VMware 公司联合推荐了如下的采用VMware 虚拟架构软件的服务器虚拟架构解决方案，该方案将极大的提高服务器整合的效率，大幅度简化了服务器群管理的复杂性，提高了整体系统的可用性，同时还明显的减少了投资成本，具有

10、很好的技术领先性和性价比。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 3 页页 2. 高可用性的高可用性的 Vmware 虚拟化方案设计虚拟化方案设计总体来说，国内各行业的企业级客户目前运行在 X86 架构服务器上的操作系统平台主要有：Windows、Linux 等，为了更好的为客户提供一个确实可行而又稳定可靠的虚拟化整合平台，经过我们在国内各行业的企业级客户进行了大量的测试和生产系统实施工作。根据众多国内行业客户的实际生产使用以及测试的情况，以及从 VMware虚拟化产品的实际情况分析，我们建议：采用 VMware 的高级版 vsphere4 作为我们虚拟化架构的基础架构

11、，该平台可做为以后统一的 X86 架构服务器的虚拟化整合平台，Vmware 虚拟化主件 ESX server 4 安装在 8 台物理服务器实体上，从而利用服务器强大的处理能力，生成多个虚拟机，而每一个虚拟机，从功能、性能和操作方式上，等同于传统的单台物理服务器，在每个虚拟机上，再安装配置Windows、Linux 等操作系统，进而再安装应用软件，这样以前的每个物理服务器就变身成为虚拟化服务器上的虚拟机，从而大大提高资源利用率，降低成本，增强了系统和应用的可用性，提高系统的灵活性和快速响应，完美的实现了服务器虚拟架构的整合。在具体实现中，为了实现数据的集中存储、集中备份以及充分利用VMware

12、虚拟架构方案中，虚拟机与硬件平台无关的特性，方便将虚拟机在不同服务器硬件平台上的迁移，贵公司现有的 EMC CX500 存储阵列产品，同时配置冗余的光纤交换机，组成标准的 SAN 集中存储架构，由 VMware 虚拟化服务器创建出来的虚拟机的封装文件都存放在 EMC CX500 存储阵列上。通过共享的 SAN 存储架构， 可以最大化的发挥虚拟架构的优势，如在 vmware vspere 虚拟化方案下，可进行在线地迁移正在运行的虚拟机（VMware VMotion），高可用性（HA），容错（FT）。而且为以后的容灾提供扩展性和打下基础。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第

13、第 4 页页 为了集中管理和监控虚拟机、实现自动化以及简化资源调配，建议每个数据中心都配置相应的服务器安装 Window 系统，用于安装 vmware 的统一管理软件VCenter 管理中心，对所有用于虚拟化整合的物理服务器及其上的虚拟机进行统一的管理。下面就针对具体的虚拟化方案进行介绍。高可用性的 Vmware 虚拟化方案设计2.1. 方案拓扑方案拓扑X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 5 页页 2.2. VMware 虚拟化集群架构设计方案虚拟化集群架构设计方案本方案的主体部分既是安装了 VMware ESX Server 4 企业增强版软件的服务器，在多台 H

14、P PC server 物理服务器上，安装 ESX Server 4 企业增强版软件，通过 VCenter标准版管理中心进行统一管理，将多台物理服务器建立虚拟化高可用集群，即将多台物理服务器建立虚拟化高可用集群，即VMware HA，VMware vSphere HA高可用，防止出现非计划停机，并迅速从断电及高可用，防止出现非计划停机，并迅速从断电及硬件故障中恢复。硬件故障中恢复。VMware HA 通过在主机出现故障时重新启动虚拟机来为虚拟机提通过在主机出现故障时重新启动虚拟机来为虚拟机提供基本级别的保护。供基本级别的保护。对关键业务，我们可以采用 VMware vSphere FT 容错技

15、术，可提供更高级别的可用性，允许用户对任何虚拟机进行保护以防止主机发生数据、事务或连接丢失等故障，VMware 容错可提供更高级别的可用性，允许用户对任何虚拟机进行保护以防止主机发生数据、事务或连接丢失等故障。容错使用 ESX/ESXi 主机平台上的 VMware vLockstep 技术以提供连续可用性。通过确保主虚拟机和辅助虚拟机的状态在虚拟机的指令执行的任何时间点均相同来完X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 6 页页 成此过程。vLockstep 通过使主虚拟机和辅助虚拟机执行相同顺序的 x86 指令来完成此过程。主虚拟机捕获所有输入和事件 - 从处理器到虚拟

16、 I/O 设备 - 并在辅助虚拟机上进行重放。辅助虚拟机执行与主虚拟机同一系列的指令，而仅可看到单个虚拟机映像（主虚拟机）在执行工作负载。如果运行主虚拟机的主机或运行辅助虚拟机的主机发生故障，则会发生透明故障切换，仍在无缝工作的主机将借此变为主虚拟机的主机。使用透明故障切换，不会有数据损失，并且可以维护网络连接。 在发生透明故障切换之后，将自动重新生成新的辅助虚拟机，并将重新建立冗余。整个过程是透明且全自动的，并且即使 vCenterServer 不可用，也会发生。平台管理要能提供高可用解决方案，如HA、FT容错功能，确保虚拟机的可用性。下面图示了HA和FT功能机理；应用程序的安全性包括：应用

17、程序的安全性包括： 尽量压缩Hypervisor本身的代码，容量降低到50MB以下，以降低Hypervisor本身受攻击的可能性；X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 7 页页 提供Hypervisor级的病毒防范接口，允许第三方厂商进行开发接口，从底层直接进行病毒的防范和截杀。下图示例了VMsafe API的方式提供第三方安全接口的示例； 提供动态安全防火墙，确保系统在虚拟化平台上迁移时，安全策略能够动态迁移，确保系统安全的灵活性。下图是动态防火墙vSheild Zone的实现机理示意。NIC/HBA卡的Teaming也是服务器虚拟化的最基本需求，就是通过多网卡和多

18、HBA卡，保证网络和存储访问的冗余性，一旦任何网卡或者HBA卡故障，都不会引起虚拟机的服务中断；当然，虚拟平台的备份和恢复也是需要考虑的，要能兼容传统的备份和容灾方案，包括VERITAS、Legato、IBM、HP、CA、Commvault等的备份方案等。2.3. 虚拟化架构的硬件支持方案虚拟化架构的硬件支持方案方案中，我使用用户原有的HP PC server服务器，建议用户在实践建设虚拟化架构时，将服务器进行内存满配，每台支持VMware虚拟化架构的硬件服务器有至少3块X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 8 页页 千兆网卡。参考如下： 1. CPU为保证 VMwa

19、re 虚拟化功能的最优运行，选择的所有服务器必须支持 CPU虚拟化技术，以保证虚拟机能运行 64 位操作系统，鉴于客户现有的 CPU 数量我们可用每个服务器用双路双核来保证现有业务的需求。2. 物理网卡配置ESX 是多个虚拟机的宿主，它提供虚拟交换机与虚拟 Port 给虚拟机使用，并把 ESX 物理机上的所有物理网卡转换成共享的数据通道，提供透明故障恢复，NIC Teaming 级别的负载均衡，换言之，ESX 上所有的虚拟机都依赖此通道对外通信，并且 vSphere 中的 HA 功能也需要独立的网络链路，所以在此推荐每台服务器至少 3 个 1000M 网口，以便提供足够的带宽和透明故障恢复机制

20、给虚拟机和 ESX。保证业务的流量带宽和故障冗余。3. 虚拟机布署VMware ESX 的虚拟页面共享机制，可以让 ESX 内多个虚拟机使用同一份内存副本，可大大提高内存的利用率，根据这个功能，故建议将 Windows 与Linux 虚拟机尽量分别布署在相同 ESX 上。4. 网络建议ESX 的 HA 功能也需要网络链路，为了保证这些功能的正常运行，建议将ESX 管理网络与生产网络隔离，避免相互干扰。2.4. 虚拟架构主体部分虚拟架构主体部分 VMware ESX Server 配置说明配置说明本方案的主体部分既是多台安装了 VMware ESX Server 软件的 HP PC server

21、 x86 服务器（对 HP 小型机、Sun 小机及 Unix 系统， VMware 不支持）。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 9 页页 ESX Server 是 VMware vSphere 的基础组成部分，是动态、自我优化的 IT 基础结构的基础。 VMware ESX Server 是一个强健、经过生产验证的虚拟层，它直接安装在物理服务器的裸机上，将物理服务器上的处理器、内存、存储器和网络资源抽象到多个虚拟机中。 通过跨大量虚拟机共享硬件资源提高了硬件利用率并大大降低了资金和运营成本。 通过高级资源管理、高可用性和安全功能提高了服务级别 - 对于资源密集型的

22、应用程序也不例外。集中存储实现虚拟服务器的文件共享集中存储实现虚拟服务器的文件共享方案中，我们建议采用集中存储方式，这样可以将每个虚拟机的文件系统创建在共享的集中存储阵列上，VMware VMFS 虚拟机文件系统，是一种高性能的群集文件系统，允许多个 ESX Server 安装同时访问同一虚拟机存储。 支持通过 VMware vCenter Server、VMware VMotion 技术、VMware DRS 和 VMware HA 提供的基于虚拟化的分布式基础结构服务。由于 VMware 的虚拟架构系统中的虚拟机实际上是被封装成了一个档案文件和若干相关环境配置文件，通过将这些文件放在存储阵

23、列上的 VMFS 文件系统中，可以让不同服务器上的虚拟机都可以访问到该文件，从而消除了单点故障。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 10 页页 2.5. 虚拟化云平台设计方案的详细说明虚拟化云平台设计方案的详细说明虚拟化作为一个新型的技术，其对整体应用的体系架构设计改变是很大的，单从虚拟架构角度来看，可以大致分为基础架构服务层、应用程序服务层和虚拟应用程序层。但从管理运维的角度来看，又可以分为基础架构管理层、虚拟资源管理层和自动化服务管理层。下面分别予以解释。2.5.1. 基础架构服务层基础架构服务层基础架构服务层是整个虚拟架构的重要支撑，主要是将物理的资源，包括计

24、算资源、存储资源和网络资源进行虚拟化，提供一些虚拟化的基本单元，为整个架构的虚拟化做好铺垫，一般称为：vCompute、vStorage 和 vNetwork。这部分的要点如下： 对于vCompute，主要包括：X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 11 页页 计算资源的分配粒度，包括内存和CPU的分配方式。能够进行分配的粒度越细，往往效率越高，所以，内存可以分配细化到MB，CPU分配可以细化到MHz。计算资源的动态调度，包括DRS和DPM。DRS（Distributed Resource Scheduler）就是分布式资源调度，虚拟机能够在不同的物理服务器之间根据负

25、载的均衡进行自动调度，这是资源（CPU和内存）动态调度的重要指标。DPM(Distributed Power Manager)是电源的动态管理模块，也是最近虚拟化领域的重要技术。DPM可以让服务器在负载较低的时候进行进一步的动态整合，从而大量节能。Hypervisor是服务器虚拟化的基石，目前，瘦Hypervisor已经成为虚拟化行业的重要趋势，通过Hypervisor的瘦化，可以降低虚拟化本身的超载，降低虚拟化本身的资源消耗，从而提升整个虚拟化系统的性能。 对于vStorage，主要包括：虚拟化平台中集群文件系统是构建虚拟化高可用的重要基础技术，通过虚拟化集群文件系统，可以确保进行虚拟环境交

26、叉访问时，保证数据的完整性和可靠性。卷的动态成长可以实现磁盘卷的在线扩展，为服务器虚拟化提供强大的存储虚拟支持能力，满足存储卷的按需扩展。Storage VMotion可以实现存储迁移时应用不需要停机，这是存储虚拟化和服务器虚拟化结合的范例，成为服务器虚拟化的标准配置功能。vStorage精简配置（Thin Provisioning）的具体实现见下图，最大的好处是提高存储的利用率，降低存储的成本超过50。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 12 页页 对于vNetwork，主要包括： 虚拟网卡是为了满足同一服务器上多个虚拟机而建立的，是服务器虚拟化的重要基石，今天市

27、场上的虚拟化软件都可以提供这个能力。 虚拟交换机可以在虚拟机和物理机之间提供第 2 层连接性，其功能包括：虚拟局域网分段（有助于简化网络）、流量隔离以及改进的可管理性 内置的网卡绑定（有助于提高可用性）以及物理网络资源的负载平衡 流速限制，有助于增强对物理网络流量的控制 分布式交换机主要是进一步简化虚拟化环境中的网络管理而实现的，可在数据中心级别提供集中和聚合的虚拟网络，从而简化并增强虚拟机网络。2.5.2. 虚拟化整合环境中的网络实现虚拟化整合环境中的网络实现由于虚拟架构中，运行在虚拟化服务器上的多个虚拟机可以共享同一个服务器上的冗余网络硬件资源，这样就大大减少了整体环境中对网络硬件接口的数

28、量要求，降低了机房内网络连接的复杂性，提供了更好的安全性和可靠性，但为了进一步确保每个虚拟机都能有可靠的网络访问安全，建议可以考虑采用X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 13 页页 VLAN 技术，将不同应用类型的虚拟机，划分在不同的 VLAN 上，这样既可以达成网络安全隔离的目的，又实现了对网络流量的更好的控制，而 VMware 的ESX 服务器可以通过在自身内部的虚拟交换机上的端口组上设置 VLAN 标签，即可实现 VLAN 的设置。如下图所示：2.5.3. SANSAN 集中存储实现虚拟服务器的文件共享集中存储实现虚拟服务器的文件共享方案中，我们采用 Neta

29、pp 6040 存储器 SAN 集中存储方式，这样可以将每个虚拟机的文件系统创建在共享的 SAN 集中存储阵列上，VMware VMFS 虚拟机文件系统，是一种高性能的群集文件系统，允许多个 ESX Server 安装同时访问同一虚拟机存储。 支持通过 VMware VCenter、VMware VMotion 技术、VMware HA 提供的基于虚拟化的分布式基础结构服务。由于 VMware 的虚拟架构系统中的虚拟机实际上是被封装成了一个档案文件和若干相关环境配置文件，通过将这些文件放在 SAN 存储阵列上的 VMFS 文件系统中，可以让不同服务器上的虚拟机都可以访问到该文件，从而消除了单点

30、故障。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 14 页页 X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 15 页页 2.5.4. 虚拟环境的高可用性及集中管理虚拟环境的高可用性及集中管理为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控，方案中建议配置独立的Windows 2003（或更高）服务器来做为 Vmware 中的 VCenter 服务器，VCenter 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。基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供了前所未有的响应能力、可维护性、效率和可靠性级别。以下 VCenter 附属产品提供了资源优化和

31、高可用性特征。 使用 VMotion 迁移运行中的虚拟机和执行无中断的 IT 环境维护。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 16 页页 使用 VMware HA 实现经济高效、独立于硬件和操作系统的应用程序可用性。VCenter 提供了管理任意规模的虚拟 IT 环境所需的最高级别的简便性、效率、安全性和可靠性。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 17 页页 3. 方案优势方案优势3.1.3.1. 业务连续性和最小化停机时间业务连续性和最小化停机时间无论是计划停机时间还是非计划停机时间，都会带来相当大的成本。但是，用于确保更高级别可用性的传

32、统解决方案都需要较大开销，并且难以实施和管理。VMware 软件可为重要应用程序提供更高级别的可用性，并且操作更简单，成本更低。使用 vSphere，用户可以轻松提高为所有应用程序提供的基准级别，并且以更低成本和更简单的操作来实现更高级别的可用性。使用vSphere，您可以： 独立于硬件、操作系统和应用程序提供更高可用性。 消除常见维护操作的计划停机时间。 在发生故障时提供自动重新启动。VMware vSphere VMotion动态迁移动态迁移 可以减少计划的停机时间，无需服务中断即可将运行中的虚拟机动态移动到其他物理服务器，用户可以显著减少计划的停机时间。管理员可以快速而完整地执行透明的维

33、护操作，无需强制调度不方便的维护时间段。VMware vSphere HA 高可用高可用 防止出现非计划停机，并迅速从断电中恢复。VMware HA 通过在主机出现故障时重新启动虚拟机来为虚拟机提供基本级别的保护。Mware vSphere FT(容错容错) 可提供更高级别的可用性，允许用户对任何虚拟机进行保护以防止主机发生数据、事务或连接丢失等故障减少计划的停机时间计划的停机时间通常占数据中心停机时间的 80% 以上。硬件维护、服务器迁移和固件更新均需要将物理服务器停机。为最小化此停机时间的影响，会强制用户延迟维护，直到出现不便且难以调度的停机时间段。通过 vSphere，用户可以显著减少计

34、划的停机时间。由于 vSphere 环境中的工作负载无需停机或服务中断就可以动态移动到其他物理服务器，所以服务器维护无需应用程序和服务停机就可以执行。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 18 页页 3.2.3.2. 通过通过 VMwareVMware vSpherevSphere 虚拟化架构，用户可以执行以下任虚拟化架构，用户可以执行以下任务务 消除常见维护操作的停机时间。 消除计划的维护时间段。 随时执行维护，无需中断用户和服务。因为 VMotion 环境中的工作负载无需服务中断即可动态移动到其他物理服务器或其他基础存储器，所以，通过vSphere 中的 VMot

35、ion功能，用户可以显著减少计划的停机时间。管理员可以快速而完整地执行透明的维护操作，无需强制调度不方便的维护时间段。防止非计划停机时间在 ESX/ESXi 主机为应用程序的运行提供稳定平台时，用户还必须保护自身，避免出现硬件或应用程序故障所导致的非计划停机时间。vSphere 将重要功能构建到数据中心基础结构中，这有助于避免出现非计划停机时间。这些 vSphere 功能是虚拟基础结构的一部分，因此，对操作系统以及虚拟机中运行的应用程序而言是透明的。这些功能可以进行配置，而且可供物理系统上的所有虚拟机使用，从而降低成本并降低实现高可用性的复杂程度。3.3.3.3. vSpherevSphere

36、 中内置的关键容错功能：中内置的关键容错功能： 共享存储器。通过在共享存储器（如光纤通道、iSCSI SAN 或 NAS）上存储虚拟机文件来消除单一故障点。可以使用 SAN 镜像和复制功能将虚拟磁盘的更新副本保留在灾难恢复站点。 网络接口绑定。允许单个网卡发生故障。 存储多路径。允许存储路径发生故障。除了这些功能外，VMware HA 和容错功能分别通过提供中断快速恢复和连续可用性来最小化或消除非计划停机时间。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 19 页页 3.4.3.4. VMwareVMware HAHA 提供快速中断恢复提供快速中断恢复VMware HA 利用

37、配置为群集的多台 ESX/ESXi 主机，为虚拟机中运行的应用程序提供快速中断恢复和具有成本效益的高可用性。VMware HA 通过以下两种方式保护应用程序可用性： 通过在群集内的其他主机上自动重新启动虚拟机，防止服务器故障。 通过持续监控虚拟机并在检测到故障时对其进行重新设置，防止应用程序故障。与其他群集解决方案不同，VMware HA 提供基础架构并使用该基础架构保护所有工作负载： 不需要在应用程序或虚拟机内安装任何特殊软件。所有工作负载均受 VMware HA 保护。配置 VMware HA之后，不需要执行操作即可保护新虚拟机。它们会自动受到保护。3.5. 与传统的故障切换解决方案相比，

38、与传统的故障切换解决方案相比，VMware HA 具有多个优势具有多个优势 最小化设置 VMware HA 群集之后，群集内的所有虚拟机无需额外配置即可获得故障切换支持。 减少了硬件成本和设置 虚拟机可充当应用程序的移动容器，可在主机之间移动。管理员会避免在多台计算机上进行重复配置。使用 VMware HA 时，必须拥有足够的资源来对要通过VMware HA 保护的主机数进行故障切换。但是，vCenter Server 系统会自动管理资源并配置群集。 提高了应用程序的可用性 虚拟机内运行的任何应用程序的可用性变得更高。虚拟机可以从硬件故障中恢复，提高了在引导周期内启动的所有应用程序的可用性，而

39、且没有额外的计算需求，即使该应用程序本身不是群集应用程序也一样。通过监控和响应 VMware Tools 检测信号并重置未响应的虚拟机，还可防止客户机操作系统崩溃。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 20 页页 3.6. VMware 容错提供连续可用性容错提供连续可用性VMware 容错可提供更高级别的可用性，允许用户对任何虚拟机进行保护以防止主机发生数据、事务或连接丢失等故障。容错使用 ESX/ESXi 主机平台上的 VMware vLockstep 技术以提供连续可用性。通过确保主虚拟机和辅助虚拟机的状态在虚拟机的指令执行的任何时间点均相同来完成此过程。vLo

40、ckstep 通过使主虚拟机和辅助虚拟机执行相同顺序的 x86 指令来完成此过程。主虚拟机捕获所有输入和事件 - 从处理器到虚拟 I/O 设备 - 并在辅助虚拟机上进行重放。辅助虚拟机执行与主虚拟机同一系列的指令，而仅可看到单个虚拟机映像（主虚拟机）在执行工作负载。如果运行主虚拟机的主机或运行辅助虚拟机的主机发生故障，则会发生透明故障切换，仍在无缝工作的主机将借此变为主虚拟机的主机。使用透明故障切换，不会有数据损失，并且可以维护网络连接。 在发生透明故障切换之后，将自动重新生成新的辅助虚拟机，并将重新建立冗余。整个过程是透明且全自动的，并且即使 vCenterServer 不可用，也会发生。X

41、86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 21 页页 在不同的主机上同步运行相同的虚拟机 出现硬件故障时，所有虚拟机均可实现零宕机时间、零数据损失故障切换 零宕机时间、零数据损失 无需复杂的集群或专用硬件 所有应用程序和操作系统通用的单一机制3.7.3.7. 大大降低大大降低 TCOTCO 通过服务器整合，控制和减少物理服务器的数量，明显提高每个物理服务器及其 CPU 的资源利用率， 从而降低硬件成本。 降低运营和维护成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。提高运营效率 加快新服务器和应用的部署，大大降低服务器重建和应用加载时间。 主动地提前规划

42、资源增长，这样对客户和应用的需求响应快速，不需要象以前那样，需要长时间的采购流程，然后进行尝试。 不需要象以前那样，硬件维护需要数天/周的变更管理准备和 1 - 3 小时维护窗口，现在可以进行快速的硬件维护和升级。3.8.3.8. 提高服务水平提高服务水平 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，并按需进行资源调配。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。为将来的集中网络存储提供可能X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 22 页页 对于由于成本或者其他原因没有

43、接入到存储网络（SAN, iSCSi 和 NAS）的服务器，整合后物理服务器数量减少，可以考虑接入到存储网络, 这样充分利用网络存储的优势，将这些分散的数据集中管理备份，为这些服务器和应用的以后的容灾打下基础。同时，通过虚拟机的特有功能和网络存储的有效结合， 提高了这些应用的可用性，移动性和灵活性。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 23 页页 4.4. VMwareVMware 虚拟化产品简介虚拟化产品简介4.1.4.1. VMwareVMware ESXESX Server4.0Server4.0 介绍介绍何为何为 VMwareVMware ESXESX Ser

44、verServer？VMware ESX Server 是动态、自我优化的 IT 基础结构的基础。 VMware ESX Server 是一个强健、经过生产验证的虚拟层，它将处理器、内存、存储器和网络资源抽象到多个虚拟机中。 ESX Server 使 IT 部门能够：通过跨在同一服务器上并行运行的大量虚拟机共享硬件资源，提高了硬件利用率并大大减少了资金和运营成本。通过高级资源管理、高可用性和安全功能提高了服务级别 - 对于达到资源密集型之最的应用程序也不例外。ESX Server 为企业 IT 环境提供了最高级别的性能、可扩展性和强健性。在企业中如何使用在企业中如何使用 VMwareVMwar

45、e ESXESX ServerServer？实施生产服务器整合和控制。实施生产服务器整合和控制。 通过在较少的几个高度可扩展、可靠的企业级服务器上的虚拟机中运行软件应用程序，控制服务器数量的剧增。以较低的成本提供高级业务连续性保护。以较低的成本提供高级业务连续性保护。 用基于经济高效的虚拟化的解决方案为关键应用程序提供高可用性。优化软件测试和开发。优化软件测试和开发。 将涉及到多个操作系统和多层应用程序的全异的开发、测试和过渡环境整合到同一硬件上。保护并管理企业台式机。保护并管理企业台式机。 提供标准化的企业台式机环境（这些环境在通过瘦客户端或 PC 访问的虚拟机上受到托管） 。重新安排旧式应

46、用程序的运行环境。重新安排旧式应用程序的运行环境。 将旧操作系统和软件应用程序放到在新的硬件上运行的虚拟机中，以实现更好的可靠性。VMwareVMware ESXESX ServerServer 虚拟化服务器存储和网络虚拟化服务器存储和网络，允许多个应用程序在同一物理服务允许多个应用程序在同一物理服务X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 24 页页 器上的多个虚拟机上运行。器上的多个虚拟机上运行。VMwareVMware ESXESX ServerServer是如何工作的是如何工作的？ESX Server 直接安装在服务器硬件（即“裸机” ）上，在硬件和操作系统之间插

47、入了一个强健的虚拟化层。 ESX Server 将一个物理服务器划分为多个安全、可移植的虚拟机，这些虚拟机可以在同一物理服务器上并行运行。 每个虚拟机都呈现为一个完整的系统（具有处理器、内存、网络、存储器和 BIOS） ，因此 Windows、Linux、Solaris 和 NetWare 操作系统和软件应用程序可以在虚拟环境中运行，无需进行任何修改。 在多个虚拟机之间共享物理服务器资源提高了硬件利用率并大大减少了资金成本。 裸机体系结构使 ESX Server 能够全面控制调配给每个虚拟机的服务器资源，提供了接近本机的虚拟机性能和企业级可扩展性。虚拟机具有内置的高可用性、资源管理和安全功能，

48、这些功能提供了比静态物理环境更好的软件应用程序服务级别。体系结构体系结构裸机体系结构。裸机体系结构。 ESX Server 直接在服务器硬件上增加了一个强健的虚拟化层，实现了接近本机的虚拟机性能、可靠性和可扩展性。CPUCPU 虚拟化。虚拟化。 提高了服务器利用率，不会导致关键服务缺少 CPU 资源的风险。 ESX Server 跨可用的处理器使用智能的进程调度和负载平衡，来管理虚拟机执行处理过程。存储虚拟化。存储虚拟化。 利用高性能的共享存储来集中化虚拟机文件存储，从而获得更高的可管理性、灵活性和可用性。 虚拟磁盘文件。虚拟磁盘文件。 简化虚拟机存储管理。 虚拟机可以看到它们自己专用的虚拟磁

49、盘文件。 然而，在虚拟机之外，虚拟磁盘就是一些大型文件，这些文件像任何其他文件一样能够轻松地被拷贝、移动、存档和备份。 VMFSVMFS 群集文件系统。群集文件系统。 将虚拟磁盘文件存储在高性能共享存储器（如光纤通道或 iSCSI SAN）上。 VMFS 是一种群集文件系统，支持 ESX Server 的多个安装，X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 25 页页 以便可以并行、快速访问同一虚拟机存储。 因为虚拟机独立于硬件、可以跨服务器进行移植，所以 VMFS 能够确保各服务器都不会出现单点故障，并且能够跨多个服务器实现资源平衡。 逻辑卷管理软件。逻辑卷管理软件。 以

50、灵活、可靠的方式管理物理存储阵列与 VMFS 之间的交互。- 动态卷大小调整。 将多个存储磁盘聚合到单个 VMFS 卷。 动态调整 LUN 的大小和向 VMFS 卷中添加新的异构 LUN。- 自动化卷的重新签名。 简化基于阵列的快照技术的使用。 重新签名可以自动识别快照 VMFS 卷。- 新增 - 部分在线操作。 即使某些 LUN 丢失，卷仍可以继续正常工作。 裸设备映射。裸设备映射。 为了支持应用程序群集和基于阵列的快照技术，同时利用 VMFS 的可管理性优势，也可以选择将 SAN LUN 直接映射到虚拟机。 光纤通道光纤通道 HBAHBA 整合。整合。跨多个虚拟机共享昂贵的存储网络组件，同

51、时保证硬件容错能力。 直写直写 I/OI/O。确保在发生服务器故障时精确地恢复虚拟机。 直写 I/O 使虚拟机能够与运行同一操作系统的物理系统具有相同的恢复功能。 从从 SANSAN 启动。启动。 通过从 SAN 启动，在刀片服务器和机架安装式服务器的无盘配置上运行 ESX Server 安装。 这无需分别备份众多的本地连接服务器磁盘，从而简化了备份和灾难恢复。网络虚拟化。网络虚拟化。 网络虚拟机与物理机一样。 为了进行生产部署或开发及测试，可在单个 ESX Server 中或跨多个 ESX Server 安装实例构建复杂的网络。 虚拟虚拟 NICNIC。 为每个虚拟机配置一个或多个虚拟 NI

52、C。 这些网络接口中的每一个都可以有其自己的 IP 地址，甚至有其自己的 MAC 地址。 结果，从网络的角度看，虚拟机与物理机别无二致。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 26 页页 虚拟交换机。虚拟交换机。 用与虚拟机相连接的虚拟交换机，在 ESX Server 中创建一个模拟网络。 新增新增 扩展的端口配置策略。扩展的端口配置策略。 在跨大的端口组利用单个配置对象简化端口配置。 此配置对象将指定启用一个端口所需的所有信息： NIC 分组策略（现在针对每端口，而不是每虚拟交换机） ，VLAN 标记，第 2 层安全，以及通信量调整。 VLANVLAN。 在物理 LA

53、N顶端覆盖一个逻辑 LAN 层，以隔离网络通信量，从而达到安全和负载隔离目的。 ESX Server VLAN 与其他供应商的标准 VLAN 实现方式兼容。 无需更改实际布线和交换机设置即可修改网络配置。 VLAN 使广播通信量限于 VLAN 中，因而减少了广播数据包给其他交换机和网段带来的网络负载。性能和可扩展性性能和可扩展性凭借 8 年的研发和在 20,000 多例客户部署中取得的实践经验，ESX Server 3 提供了无与伦比的性能和可扩展性。 使用 ESX Server 3，即使最占用资源的生产应用程序（如数据库、企业资源计划 和 客户关系管理）也能实现虚拟化。新增新增 增强的虚拟机

54、性能。增强的虚拟机性能。 客户可以受益于 ESX Server 3 更好的虚拟机性能。已通过以下方面实现了性能改进： 多虚拟机可扩展性 改进的内存管理单元 (MMU) 处理 显著的网络功能增强 Linux 本机 posix 线程库 (NPTL) 支持高级内存管理高级内存管理 RAMRAM 超额承担。超额承担。 配置虚拟机内存以使其安全地超过物理服务器的内存量，从而提高内存利用率。 例如，运行在物理内存为 8GB 的服务器上的所有虚拟机的内存的总和可以达到 16GB。 透明的页共享。透明的页共享。 跨多个虚拟机将完全相同的内存页仅存储一次，便能更有效地X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化

55、整合方案建议 第第 27 页页 利用可用的内存。 例如，如果几个虚拟机都正在运行 Windows Server 2003，那么它们将有许多完全相同的内存页。 透明的页共享将这些完全相同的页整合到单个内存位置。 内存虚拟增长。内存虚拟增长。 将内存从空闲虚拟机动态转移到活动虚拟机。 内存虚拟增长在空闲虚拟机中制造内存紧张的假象，迫使它们使用其自己的分页区域，从而释放内存供活动虚拟机使用。新增新增 经经改进的电源管理。改进的电源管理。 通过经改进的电源管理降低了数据中心设施的费用。 在 CPU 未被调度时，ESX Server 进入一种低功耗的“暂停”状态。新增新增 4 4 路虚拟路虚拟对称式多重

56、处理机制对称式多重处理机制。 使单个虚拟机能够同时使用多达 4 个物理处理器。 ESX Server 3 将这一独有的功能从 2 个处理器扩展到 4 个处理器。 使用 4 路虚拟对称式多重处理机制，即使最占用处理器的软件应用程序（如数据库和邮件服务器）也能实现虚拟化。新增新增 虚拟机的虚拟机的 16GB16GB RAMRAM。 在虚拟机上运行最占用内存的工作负载时，其内存限制扩展到 16GB。新增新增 支持功能强大的物理服务器系统。支持功能强大的物理服务器系统。 利用规模非常大的服务器系统（具有多达 32 个逻辑 CPU 和 64GB RAM）实施大规模服务器整合和灾难恢复项目。新增新增 支持

57、多达支持多达 128128 个通电的虚拟机。个通电的虚拟机。 利用规模非常大的服务器系统，实现企业级的服务器整合及数量控制。 通电的虚拟机的最大数量已从 80 个扩展到 128 个。新增新增 灵活的虚拟交换机。灵活的虚拟交换机。 扩展为可以处理更多虚拟机。 可以创建端口数为 8 到 1016 之间的虚拟交换机，并且虚拟交换机的最大数量已从 128 个提升到 248 个。新增新增 唤醒唤醒 LANLAN。 通过使虚拟机在不使用时仍处于备用模式，实现了更高的整合率。X86 服务器虚拟化整合方案建议服务器虚拟化整合方案建议 第第 28 页页 互操作性互操作性ESX Server 是唯一跨 IT 的所

58、有层次（包括服务器、存储、操作系统和软件应用程序）进行优化、经过严格测试和认证的虚拟化产品，可用于实现企业范围的标准化。硬件。硬件。 ESX Server 3 经鉴定可用于 Dell、HP、IBM、Fujitsu Siemens、NEC、Sun Microsystems 和 Unisys 生产的业界领先的机架安装式、塔式和刀片式服务器。 新增新增 支持支持 SunSun MicrosystemsMicrosystems 和和 UnisysUnisys 硬件系统硬件系统 新增新增 支持支持 IntelIntel White-BoxWhite-Box 标准规格标准规格 支持双核处理器。支持双核处理

59、器。 ESX Server 3 支持 AMD 和 Intel 双核处理器。存储。存储。 ESX Server 3 经鉴定可以与由 EMC、Dell、HP、IBM 和 Network Appliance 提供的范围广泛的存储平台配合使用 异构存储阵列。异构存储阵列。 在同一 VMFS 卷中使用多种多样的异构存储设备。 新增新增 NASNAS 和和 iSCSIiSCSI SANSAN 支持。支持。 通过支持成本更低、更易于管理的共享存储，ESX Server 3 进一步降低了 IT 环境的总体拥有成本。 高级 VMware Infrastructure 功能（如 VMotion 和 VMware

60、HA）在 NAS 和 iSCSI 环境中完全受支持。 新增新增 4GB4GB 光纤通道光纤通道 SANSAN 支持。支持。操作系统。操作系统。 ESX Server 3 是唯一一个可支持范围广泛的未经修改的操作系统（包括 Windows、Linux、Solaris 和 Novel NetWare）的虚拟化平台。 新增新增 对对 6464 位来宾操作系统的支持处于实验阶段位来宾操作系统的支持处于实验阶段 新增新增 SolarisSolaris 1010 操作系统支持操作系统支持软件应用程序。软件应用程序。 在 VMware 虚拟机中可运行 250 多家软件提供商提供的软件应用程序。X86 服务器