服务器虚拟化整合方案
2011年4月
目录
第1章前言..................................................................................................... 错误！未定义书签。第2章总体方案设计.. (1)
2.1总体方案设计原则 (1)
2.2总体架构规划图 (3)
2.3架构说明 (4)
第3章服务器虚拟化整合方案 (6)
3.1服务器虚拟化整合阐述 (6)
3.2SAN集中存储实现虚拟服务器的文件共享 (9)
3.3虚拟架构环境的集中管理、自动化及优化运行 (9)
3.4虚拟架构环境的整合备份 (11)
3.5虚拟化整合方案优势 (12)
第4章EQUALLOGIC与VMWARE的结合 (14)
4.1D ELL E QUAL L OGIC对等存储带来的性能和容量的同比增长 (14)
4.2自动VMWARE快照管理器（AUTO SNAP-SHOT M ANAGER） (14)
4.3最关键的问题，动态的I/O通路选择 (15)
第5章相关产品清单 (16)
总体方案设计
1.1总体方案设计原则
根据需求分析，我们认为整个系统服务器及存储硬件平台的主要要求是：数据的高可用性、运行性能、平滑的可扩充性、采用工业标准的开放性、以及可维护性、简易性等方面。因此，服务器及存储系统整合设计的出发点基于以下几点考虑：
服务器层面：
虚拟化整合
虚拟架构重新定义了一个新的IT标杆，它将工业标准服务器和存储虚拟化成了一个整体，聚合成一个动态的可集中管理的资源池，可使任何应用或操作系统保持持续优化和高可用状态。它使得企业有能力去转化、管理和优化他们的IT 系统架构。VMware的虚拟架构可以让用户的数据中心被整合成一个单一的包括处理器、存储和网络连接的资源池。
虚拟架构可以让IT部门达成以下目标：
●20%-45% TCO 节省
通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40％软件硬件成本；
整合比：生产环境10-15 : 1 ，开发测试环境15-20 : 1；
每个服务器的平均利用率从5％-15%提高到60%-80%；
降低70-80%运营成本，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。
●提高运营效率
部署时间从小时级到分钟级，服务器重建和应用加载时间从20-40 hrs =>15-30 min，每年节省10,000 人/小时（300台服务器）；
以前硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。
●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，并按需自动进行动态资源调配；
无中断的按需扩容。
●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。
存储层面：
实用性：
存储系统设计满足目前的业务需求，并充分考虑未来业务发展的需要。
先进性成熟性：
采用现在先进而且成熟的技术，如光纤通道磁盘阵列、SAN架构等等。
高性能：
存储系统处理能力能够充分胜任业务处理的要求及信息量不断增长的挑战。安全性：
存储系统应能对存储资源的安全和数据访问权限有相应的控制机制，保证应用和主机对存储资源的安全访问。
高可用性：
对数据有相应的保护机制，保证数据和业务的高可用。
可扩展性：
存储系统方案应充分考虑未来业务发展的需要，留出足够的扩展空间。开放性：
向用户提供要能符合国际标准，支持各种主流厂商的异构平台。
1.2总体架构规划图
按照应用需要，规划以下总体架构：
服务器及存储网络规划：
1.3架构说明
1.网络分层：
应用网络、管理网络及存储网络接入全千兆以太网络环境，但分别对应
到不同的网段及vLAN中，真正做到LAN free的环境。满足主机与存储
系统的安全隔离及高性能要求；
2.利用2台R710物理服务器（两颗四核物理CPU）部署VMware ESX虚拟
化主机软件，再利用一台物理服务器部署VMware vCenter管理套件，统
一管理整个虚拟化资源池；
3.共享存储采用高性能EqualLogic PS 4000磁盘阵列，确保虚拟架构的可靠
性和高性能。
4.单独部署一台备份服务器（接SAS直连磁盘阵列），为整个虚拟环境做
备份工作（包括虚拟机内部的数据和虚拟机镜像）。
由于已经购买过Veritas BE，可以直接升级虚拟机支持及重复数据删除高级选项。
5.在备份服务器的基础上可以再部署一台磁带库，将备份服务器直连盘柜
里的数据再备份至磁带库，真正做到D2D2T （Disk-Disk-Tape）的完整数据备份保护策略！
虚拟化整合及备份策略示意图：
服务器虚拟化整合方案
1.4服务器虚拟化整合阐述
本方案的主体部分是多台安装了VMware ESX Server软件的服务器。
ESX 4.0 是VMware虚拟架构套件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-- 对于资源密集型的应用程序也不例外。
单台物理服务器配置多个虚拟服务器的性能依据
根据统计，对于传统的服务器应用方式，通常服务器的平均利用率在
5-15%之间，而采用虚拟架构整合后，服务器的平均利用率可达到60%-80%。我们完全可以通过在两台高配置的八路双核服务器上创建40个虚拟服务器的方式，来完成传统方式需要40多台的低配置的双路双核服务器才能完成
的工作，用户在降低成本的方式，还大大减少了环境的复杂性，降低了对机房环境的需求，同时具有更灵活稳定的管理特性。
采用VMware虚拟架构相比于传统单台服务器部署单一应用方式的另外一个好处是，可以充分满足不同应用对系统资源的不同要求，如有的应用只需要一个3.0 GHz CPU，512MB的内存就可以很好的运行，而有的高访问率、高吞吐量的应用则需要2个甚至是4个双核的CPU，8GB的内存才能保证稳定的运行，在传统方式下，往往不可能针对每一种应用来采购服务器，而是用一种或几种标准配置的服务器来统一采购，这样，势必会造成某些应用资源富裕，而另一些应用面临资源紧张的情况，且应用之间不能互相调配资源。采用虚拟架构后，由于每个虚拟机所需使用的系统资源都是由虚拟架构软件统一调配，这种调配可以在虚拟机运行过程中在线的发挥作用，使得任何一个应用都可以有充分保证的资源来稳定运行，同时，该应用在此时用不到的资源又可以被其他更需要资源的应用临时借用过去，最大限度的提高了整体系统的资源利用率。
每一台虚拟服务器都可以利用VMware 虚拟对称式多重处理(SMP)技术，通过使单个虚拟机能够同时使用多个物理处理器，增强了虚拟机性能。作为一项独特的VMware 功能，Virtual SMP 支持虚拟化需要多处理器和密集资源的企业应用程序（如数据库、企业资源计划和客户关系管理）。
1.5SAN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 VirtualCenter、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，从而消除了单点故障。
1.6虚拟架构环境的集中管理、自动化及优化运行
为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控，建议配置一台独立的Windows 2003/2008服务器来做为vSphere套件中的VirtualCenter服务器，VirtualCenter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VirtualCenter附属产品提供了资源优化和高可用性特征。
?使用VMware DRS将可用资源与预定义的业务优先事务协调起来，同时使用VMware分布式资源调度程序优化劳动力密集型和资源密集型操作。
?使用VMotion? 迁移运行中的虚拟机和执行无中断的IT 环境维护。
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。
VirtualCenter 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。
1.7虚拟架构环境的整合备份
通过使用VMware Consolidated Backup软件，可以为虚拟服务器提供易于使用、集中化的备份工具，它使虚拟机内容能够从一个集中的Windows 2003代理服务器（而不是直接从ESX Server）中进行备份，它可与其他商业备份软件完美协调工作，由于只需要在备份代理服务器上配置商业备份软件的Agent，而不是
象传统服务器群方式下，每台服务器都需要配置备份软件的Agent，因此可以大幅节省用户用户购买这些Agent的费用。
1.8虚拟化整合方案优势
1.大大降低TCO
?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。
2.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.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。4.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。
5.为将来的集中网络存储提供可能
对于由于成本或者其他原因没有接入到存储网络（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。
EqualLogic与VMware的结合
为动态存储虚拟化而生的Dell EqualLogic方案：
1.9Dell EqualLogic对等存储带来的性能和容量的同比增长
传统的存储设备主要由DPE和DAE组成，DPE是系统控制和处理的核心，而DAE主要提供容量的扩展。因此，整个系统的的性能不是随着容量线性增加的。而EqualLogic PS系列采用对等存储设计，每个阵列都有自己的控制器处理单元，每添加一个盘柜，整个系统的容量和性能都线性增加。
这种方式的好处是，当虚拟主机数量越来越多，并且频繁进行数据交换的时候，有足够的动态数据通路保证虚拟主机的正常运行。虽然VMware的虚拟机不可以横跨两台ESX物理主机来执行任务，但是EqualLogic却可以把后端的存储卷同时分布在多台阵列和多路径的安排下的来匹配和提高全面IO性能要求, 在高效的IO条件下, 每台ESX可以运行更多的虚拟机，大大的增加虚拟IT投资的回报。
1.10自动VMWARE快照管理器（AUTO SNAP-SHOT Manager）
自动VMWARE快照管理器可以对VMware虚拟机的卷做极度快速的快照，再对PS 上的卷做快照，从而可以实现多级保护，彻底的释放VMware的缓冲区内部的数据到阵列。目前只有Dell EqualLogic 做到这一点。
并且，此种快照可以以时间点的方式做备份，恢复时间极短。举个例子，如
果虚拟机出现问题，需要恢复，只需读取快照，然后对接相应数据，在很短的几秒种就可以恢复应用服务。这样可以省去读取磁带库的时间，从而将几小时的恢复时间大大缩短。可以让系统自动回滚到某一个时间点快照，也可以手动控制，使恢复得心应手。
另外，当数据中心需要从远端冗灾中心恢复数据时，VMware的SRM (Site Recovery Manager) 冗灾方案目前不认证HP和IBM的存储, Dell EqualLogic在SRM 推出市场的第一天早己认证了。
1.11最关键的问题，动态的I/O通路选择
VMware诱人的安全管理是虚拟机可以“漂移”但是在传统的SAN存储设备上，但是虚拟机文件漂移只是指向的移动，I/O不会因此也漂移，而EqualLogic 能独一无二的动态匹配虚拟主机的I/O需求，自动调整阵列结构，虚拟机的“整体漂移”使I/O瓶颈消失于无形。
这是为什么呢？传统存储的控制器结构决定了当某台物理主机被设置为少量虚拟主机服务时，势必会占用大量I/O资源，而另外的物理主机虽为大量的虚拟主机服务，却只能使用少量的I/O资源。
而EqualLogic 特有的对等结构以及灵活的存储结构变更，使上述问题得到很好的解决。而且不需要停机，停应用，不需要手动干预，一切都是自动完成的。从而使所有的虚拟机能公平使用存储空间和带宽。
相关产品清单
1.虚拟主机
新采购两台DELL R710服务器(每台2颗物理CPU)组成虚拟计算化资源池，每台服务器安装VMware vSphere ESX4.0（版本可以在高级版及企业版中选择）。虚拟主机对内存要求较高，建议配到32G或48G。
2.管理主机
利用一台现在的服务器（性能要求1颗CPU,2G 内存）安装Windows 2003 / 2008，在之上部署VMware vCenter 管理套件。
3.EqualLogic PS 4000共享存储
作为整个虚拟架构的一个关键部分，需要采购高可靠性、高性能的共享磁盘阵列（建议采用EqualLogic PS系列存储设备）。
利用该共享存储设备，一方面提供虚拟化所需的虚拟存储空间，还能划分单独的LUN给暂时没有虚拟化迁移过来的常规应用。
4.全千兆网络交换机
为了保障整个虚拟化整合环境的网络冗余架构，建议采购2台全千兆三层交换机。
5.备份服务器及直连盘柜
可以利用现有的BE备份服务器升级虚拟化支持组件，结合VMware VCB 对虚拟机进行整合备份。
该服务器后端可以直连一台磁盘柜以扩展存储容量。
6.磁带库
备份服务器后端可以挂在一台磁带库，实现D2D2T的完整数据保护备份策略！