RedHat虚拟化解决方案V0.4.ppt

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1、红帽虚拟化解决方案,Tide Lv Solution Architect,服务器虚拟化技术回顾 红帽虚拟化技术KVM 红帽企业虚拟化解决方案（RHEV）红帽桌面虚拟化介绍（RHEV-Desktop）红帽企业级虚拟化3.0新功能 红帽企业级虚拟化3.1及以后版本展望 主流虚拟化技术比较 虚拟化技术发展趋势 红帽企业级虚拟化成功案例,您将了解到：,总部位于北卡莱纳州首府罗利市成立于1993年，1999年NASDAQ上市，目前为纽交所（代码：RHT）2009年7月成为标准普尔500指数成员全球36个国家有超过55个分公司，销售遍及180个国家4000多名员工，85%以上为技术工程师三万五千个企业客户

2、，90以上为全球2000强企业11财年收入：11亿美元，+15%拥有覆盖全球的技术团队，提供全方位的基础架构支持与咨询服务中国有近500名员工,超过一半的员工是研发和技术人员,红帽软件公司简介,红帽开源解决方案,认证硬件平台,X86Processor,AMD OpteronProcessor,Intel ItaniumProcessor,IBM Power Processor,Intel EM64T,IBM S390Servers,IBM zSeriesServers,Global File System,Cluster Suite,JBoss Application,Developer Su

3、ite,Certificate System,Directory Server,KVM,管理,监控,布署,升级,全球顾问专家服务,全球培训服务,全球技术支持服务,全球工程服务,存储管理,Applications,Red Hat Network,安全管理平台,服务,Server,Client,操作系统平台,服务器虚拟化技术回顾,什么是虚拟化,传统：单机，单系统,为什么要虚拟化,FileServer,WebServer,FileServer,WebServer,FileServer,DomainServer,AppServer,DNSServer,每个服务器运行一个应用,1.硬件利用率低下,存在大

4、量资源浪费。2.硬件环境繁杂,常常受制于特定硬件3.面临升级压力4.众多单点故障,可靠性低5.维护就意味着停机6.缺乏弹性机制,IT基础架构制约业务量的发展,虚拟化初衷,基于硬件低利用率:提高硬件资源的利用率节省数据中心的能耗,KVM Hypervisor,KVM Hypervisor,KVM Hypervisor,虚拟化的发展,KVM Hypervisor,KVM Hypervisor,KVM Hypervisor,Red Hat KVM虚拟技术内置在线热迁移技术及HA技术大大提高业务系统可用性接近大型机的可靠性灵活的资源调度打造云计算中心基础架构,虚拟化的未来云计算,服务器虚拟化技术,全虚

5、拟化技术（Full Virtualization）半虚拟化技术（Para-Virtualization）,全虚拟化技术(FV),通过完全的系统仿真来建立整个虚拟机虚拟机表现为一个具有独立硬件的操作系统；不需要对虚拟操作系统做任何修改；需要硬件虚拟化支持：Intel VTAMD-VBinary translationXen,KVM,RedHat,VMWare,Microsoft,全虚拟化技术(Hardware Assisted FV),Intel VT-iAMD AMD-vCPU FLAG:vmx or svm,半虚拟化技术(PV),不需要通过完全的系统仿真来建立虚拟机；需要修改Guest OS

6、内核适应虚拟化环境；可能提供比FV更好的性能；Xen,红帽虚拟化技术KVM,红帽虚拟化发展历史,整合操作系统和虚拟化2007年3月，通过与Intel合作,整合发布RHEL5/Xen；Ga版本支持x86/x86_64,RHEL 5.1支持ia64；2008年8月，虚拟化性能达到裸机的98%；红帽关注的重点:高性能、稳定性和完整的基础架构；Xen是主流的虚拟化第二代技术，但是:工业体系的不成熟冲淡了它对市场的影响力新的内核里面要求“每件事情都要做两次”KVM Kernel-based Virtualization Machine架构上的优势,整合到Linux的内核把Linux作为Hyperviso

7、r,Xen架构的问题,两大问题:需要使用单独的Xen内核：kernel-xenXen本身是独立于Linux虚拟层；先加载虚拟层代码再启动修改过的Linux内核以建立“domain 0”；Forked Linux kernel used for“domain 0”通过虚拟层管理硬件；增加了ISV和OEM在认证方面的负担；增加了支持和开发复杂度；混合模式(two layer)一些功能需要分别在domain 0和Xenhypervisor上分别实现；需要对domain 0和Xenhypervisor分别维护；Xen无法进入Linux Up Stream至今只能工作于2.6.18及系列低版本内核上；,

8、RedHat-KVM架构,KVM第三代虚拟化技术基于现代x86硬件实现：可有效减少处理器和芯片额外开销；无需使用半虚拟化内核；以内核模块形式加载；包含众多高级功能；KVM项目启动于2006年10月，以色列Qumranet：2007年1月被纳入Linux2.6.20版本内核；代码量：40k几乎以最快的速度纳入上游小区；无需单独的内核；在Fedora7中出现，并在RHEL 5.4得到全面支持；,RedHat-KVM架构,Guest模式执行非I/Oguest代码Kernel模式执行特权指令处理guest模式因为I/O而产生的切换操作User模式代表guest执行I/O,RedHat-KVM架构,KV

9、M:Kernel-based Virtual Machine采用全虚拟化技术结构简单，包含两个部分设备驱动/dev/kvm针对模拟PC硬件的用户空间组件2006年被合并到Linux内核把linux转换成一个Hypervisor可以运行Windows,Linux和其它guestsKVM的架构可以利用强大的Linux的力量：NUMA支持、高级电源管理、调度策略、SELinux安全管理、进程管理、RAS支持、热插入支持.,RedHat-KVM架构的优势,Host:4096 cores,64TB RAM，Guest:64vCPU,256GB RAM利用Linux的功能不用重复发明轮子构建在信任的，稳定

10、的企业级平台之上，调度、内存管理、广泛的硬件支持等高级特性：继承可扩展性,NUMA支持,电源管理，热拔插等SELinux安全和cgroup资源控制,实时调度，RAS支持等通过libvirt库提供跨平台通用虚拟机管理功能以防止锁定通过KSM实现内存超分配通过VirtIO有效提高虚拟机性能通过SR-IOV实现PCI设备的物理和虚拟功能独特的hybrid-mode操作,提供了最大的灵活性：Linux的应用程序和虚拟机同时并存在同一台服务器上，有效的利用系统硬件资源，高效平滑的将虚拟化整合到企业数据中心的核心,USB/PCI Passthrough,虚拟化技术:资源管理和控制,实现更高效的资源管理：C

11、ontrol Group(Cgroups)可控制进程对各种资源的使用，包括CPU/Memory/Network/DiskBenefit:guarantee Quality of ServiceIdeal for:Virtualization/Cloud deployments,RedHat-KVM架构的优势,RedHat-KVM性能的优势,RedHat-KVM性能的优势,RedHat-KVM性能的优势,由操作系统直接的提供虚拟化能力KVM,ALLSPECvirt_sc2010结果显示：以RHEL6作为guest/VM的宿主操作系统比在同样硬件上运行的RHEL5.5（KVM）性能提高了29%,R

12、edHat虚拟化产品,Red Hat Enterprise Linux在操作系统上直接创建和管理虚拟机器；方便快捷并适用于简单的环境和架构；Red Hat Enterprise Virtualization(Server/Desktop)适用于大批量集中式虚拟机部署和管理要求的场景RHEV Manager集中式虚拟化管理解决方案；同时整合服务器虚拟化和桌面虚拟化管理功能；提供集中式管理功能：高可用，在线迁移，电源管理，负载均衡；镜像管理，范本管理，用户权限策略管理，集中监控；RHEV HypervisorRHEV-HRHEL,红帽企业虚拟化解决方案（RHEV),RedHat虚拟化服务器整体解决

13、方案,独立的企业级Hypervisor精简，小于100M为虚拟化定制的“RHEL”扩展性物理主机:4096核,64 TB内存虚拟机:64vCPU,256 GB RAM/64TB RAM采用工业标准 受信任的RHEL kernel+KVM高性能的VirtIO 驱动Libvirt 管理接口 高级功能内存页面共享SELinux 安全体系和隔离系统Live Migration在线迁移Snapshoot快照Thin Provisioning储存资源随需分配,Windows and Linux guests,Red Hat Enterprise Virtualization Hypervisor（RHEV

14、-H）,RedHat虚拟化管理平台,RedHat虚拟化管理平台,RedHat虚拟化管理平台,红帽企业级虚拟化管理平台,服务器搜索工具独特功能动态服务器创建列表/基于搜索条件提高85服务器利用效率为动态列表创建标签,红帽企业桌面虚拟化,RedHat虚拟化桌面整体解决方案,独立计算环境简单协议（Simple Protocol for Independent Computing Environments）先进的远程展现及登陆协议提供与本地桌面几乎无异的用户体验,SPICE 协议,RedHat虚拟化桌面整体解决方案,SPICE协议的优势：30frame/s的高质量视频传输；支持Flash以及多种视频格

15、式；远程视频音讯复位向；多显示器支持(4+monitors)；USB 1.1和2.0远程复位向技术；,RedHat虚拟化桌面整体解决方案,http:/,RedHat虚拟化桌面整体解决方案,红帽企业虚拟化高级特性,RedHat虚拟化管理功能,虚拟机高可用性(HA),构建一个高可用的企业基础架构持续监控HOST系统和GUEST虚拟机如果HOST失效，GUEST会自动在集群里面的其它节点上启动，根据策略设置来重新启动虚拟机不需要使用者干预当服务器恢复以后，通过实时迁移可以把虚拟机迁移到最初运行的服务器上,虚拟机实时迁移,在主机之间动态迁移虚拟机服务不会中断应用程序继续运行对于I/O负载较大的服务也可

16、以迁移执行硬件维护的时候业务不会停止动态平衡主机系统的负载,在主机之间动态迁移虚拟机服务不会中断，应用程序继续运行对于I/O负载较大的服务也可以迁移执行硬件维护的时候业务不会停止动态平衡主机系统的负载,虚拟机实时迁移应用实例,Red Hat RHEV Host,Red Hat RHEV Manager一对多虚拟化管理中心,服务器管理中心（Open Manager）,SAN storage,SAN Switch,RHEV Host,RHEV Host,RHEV Host,RHEV Host,RHEV Host,VM 4,VM,VM,VM,VM,VM,VM,VM,VM,VM,VM,VM 3,VM

17、2,VM 1,系统调度,动态平衡数据中心的负载根据资源的利用率来动态迁移虚拟机为每个虚拟机设置服务级别考虑的因素CPU权重、压力等虚拟机需要的资源(CPU、内存、IO)等,省电管理,在非高峰时段，可以通过设置策略来优化负载在非高峰时段，让某些服务器发挥最大的效能，减少整个数据中心的能耗,维护管理,执行硬件维护的时候，不需要停止业务将HOST设置为“维护模式”,根据策略，HOST上的GUEST会被自动实时迁移到其它的HOST“启动”维护的HOST，GUEST根据策略会自动迁移回来,虚拟机IMAGE管理,根据模板快速部署新的虚拟机可以手工、现有虚拟机、红帽RHNSatellite或者第三方工具创建

18、范本；live/offline快照image备份和恢复,内存页共享技术,Kernel Same-Page Merging(KSM)内存页共享共享虚拟机之间相当的内存页面内存超分配,红帽企业版虚拟化3.0全新特性,RHEV3.0架构,RHEV3.0主要特点,从专有平台全面切换到开源平台不再依赖Windows平台全部开放源码（Java/JBoss、PostgreSQL、IPA、RHEL6）同时发布新版本和新特性支持本地磁盘和共享存储管理员界面改进，添加了全新的使用者界面和多层管理提供了强大的报表和统计功能提供了RESTful API，CLI界面，Hooks和扩展资料仓库提供了更好的性能和扩展性,R

19、HEV3.0管理平台,RHEV2.2,RHEV3.0,RHEV3.0 Hypervisor,基于RHEL6.2的RHEV Hypervisor全新设计的文本配置接口支持远程日志管理支持远程存储配置,RHEV3.0 Hypervisor特性,更好的Guest支援能力Guests支持64vCPUs,256G内存Transparent huge pages支持EPT特性增强X2apic虚拟中断控制器sVirt,Vhost-net极大提升虚拟机之间的网络通讯从用户态迁移到内核显著的提升网络吞吐量和减少网络延时Async I/O(AIO)针对I/O密集型虚拟机，可提升20%IO性能,RHEV3.0技术限

20、制,RHEV3.0 Spice远程连接协议,升级到最新的Spice 0.8版本性能提升广域网传输优化减少带宽占用拷贝&粘贴智能卡支持,RHEV3.0 全新管理接口,RHEV管理接口对比,RHEV3.0多级管理,增强多级管理机制允许角色和某个对象进行绑定更细粒度的权限设置,RHEV3.0 新网络管理接口,网络拓扑结构显示简化VLAN、Bonding的配置,RHEV3.0新网络管理接口,扩展Bonding支持支持Bonding模式包括:Active/BackupLoad BalancingLink aggregationAdaptive transmit定制参数,RHEV3.0全新存储管理接口,简

21、化存储的管理编辑已经存在的存储,RHEV3.0 本地磁盘支持,允许RHEV使用Hypervisor的本地磁盘支持RHEV-H和RHEL,RHEV3.0全新普通用户接口,基本视图,RHEV3.0全新普通用户接口,高级视图,RHEV普通用户接口对比,RHEV3.0 报表系统,基于Jasper的报表系统，此软件已经包含在RHEV订阅中包括预先定义好的统计规则，例如资源利用率，趋势等用户可自定义统计规则和模板,RHEV3.0 虚拟机调度,允许用户将虚拟机锁定到指定服务器允许用户打开/关闭虚拟机的实时迁移功能指定虚拟机的在出现故障时的迁移策略,RHEV3.0 API和整合,全新的RESTfulAPI界面

22、Linux命令行界面基于Python的CLI基于RHEV-M APIHook整合机制允许管理员定制脚本修改VM的配置允许管理员定制脚本设置CPU pinning,SR/IOV,Smart Card,Direct LUN允许管理员在虚拟机启动前修改虚拟机配置允许管理员运行系统命令为VM设定防火墙规则,RHEV2.2迁移到RHEV3.0,迁移工具自动将RHEV管理平台从基于Windows SQLServer平台迁移到基于RHEL的PostgreSQL其它工具配置迁移工具日志收集等,RHEV3.0后续发展,RHEV 3.1/3.x Features in the Future,RHEV 3.1/3.

23、x Features in the Future,RHEV 3.1/3.x Features in the Future,RHEV 3.1/3.x Features in the Future,RHEV 3.1/3.x Features in the Future,主流虚拟化技术对比,RedHat,优势性价比开源性能多平台支援服务劣势端到端的解决方案推出较晚Linux在PC服务器市场份额较小,红帽虚拟化技术发展趋势,虚拟化技术趋势,虚拟化一切虚拟化技术“嵌入化”从虚拟化到云计算构建虚拟化技术标准,红帽虚拟化解决方案扩展,服务器虚拟化RHEV桌面虚拟化RHEV+SPICE存储虚拟化Gluster

24、数据虚拟化Data Service PlatformIaaS云计算平台CloudFormPaaS云计算平台OpenShift,红帽企业虚拟化成功案例,Red Hat虚拟化/云计算用户与成功案例,IBM云计算采用Red Hat EnterpriseVirtualization做为基础平台；NTT采用RedHat云计算技术构建云计算服务平台(biz-hosting)；DreamWorks采用RedHat云计算技术构建动画渲染平台；Symbian采用RedHat技术提供可应用负载、流量自适应云计算；Comviva采用RedHat技术提供移动云计算服务；Amazon采用RedHat虚拟化技术提供EC2

25、云计算平台；广州大学数字化校园二期；,Amazon联合RedHat完成按需扩展的IaaS云架构,背景：Amazon弹性计算云EC2AWS重要服务之一；最早提供商业化的云计算服务；为付费用户提供计算机资源；可灵活控制管理和分配资源（计算容量、带宽、存储等）；包含多种基础服务架构和扩展服务架构；解决方案：底层物理服务器大量采用RHEL操作系统；通过RHEL系统提供强大的虚拟化能力；通过RHNSatellite实现对大批量物理/虚拟服务的集中管理；实现资源的灵活配置、调度和管理；现状：AWS历经5年发展已经实现提供多种云计算服务；规模达到全球4个数据中心和上万台服务器；良好的SOA服务保证并有效降低

26、成本；在RedHat虚拟化技术和专业服务支撑下发展成为云计算标准和最成功的商用云计算平台；,Amazon联合RedHat完成按需扩展的IaaS云架构,红帽提供支持,Amazon按需进行交付,客户自己管理,NTT通信公司联合RedHat实现商务云架构,背景：NTT电信针对全球用户提供网络、管理、IT服务（主机、语音、视频、数据、IP服务）以及IPv6技术倡导者；借助服务运营商的优势网络和全球用户资源提供商业云计算和主机租用服务；解决方案：以KVM为底层虚拟化核心，红帽KVM合作伙伴和测试用户；采用红帽RHEV作为底层虚拟化平台并与红帽合作开发；对外提供基于RHEV虚拟化技术的Biz-Hostin

27、g云计算服务；现状：虚拟化服务器（SAP,Oracle,Exchange）已达到裸机性能95%；单台主机每秒处理一百万条消息时只出现近200ms延时；实现600台虚拟机在单台物理服务器上的最高整合率；大幅降低成本同时达到了业务量、负载、高效、方便和安全等方面的要求；,“红帽的RHEV为我们新的云计算基础平台提供了我们需要的高度的可靠性、可用性、安全性和可扩展性。我们相信红帽企业级虚拟化产品是运行企业级客户部署在我们云服务平台上的工作负载压力的最有效的虚拟化技术Masato Minamisawa,IP技术部门执行经理商业网络服务部门NTT 通讯公司,NTT通信公司联合RedHat实现商务云架构,

28、日本NTT电信于2010年4月30日对日本境内的中小企业提供名为BizHostingBasic的新云端运算服务。此服务不仅具备高竞争的价格外，还提供高可用性、高可靠性、高安全性、高扩展性的云端主机,红帽企业级虚拟化成功案例,GANARTTECHNOLOGY在红帽企业虚拟化上构建金融交易云用户背景：北美，面向金融交易和交易储备的云计算处理供货商并提供全球服务；处理所有金融业务，以及针对非银行客户和次级银行客户；用户目标：构建一套云计算软件系统，向用户推送大量价值交换服务；为客户提供端到端和一致性的金融服务；整个数据中心的系统要达到高度的安全、响应性、性能、可靠性；针对现有架构提出了大幅扩容的需求

29、；解决方案：利用RHEL处理数据中心一切工作（开发、测试、QA和生产）；在多台DELL R7104core/64G服务器上部署红帽企业虚拟化平台；40台虚拟化服务器运行于5套不同的业务网络之中；通过红帽RHNSatellite提供了对所有物理/虚拟系统的集中管理；成效：满足数据中心增长需求；有效降低60%成本；达到了各项业务需求；,红帽企业级虚拟化成功案例,EURONET在红帽企业虚拟化上驱动银行卡管理应用用户背景：印度，为全球金融机构、零售商、服务提供商、个人消费者提供电子支付和事务处理解决方案的电子支付服务提供商；三个核心业务领域：电子金融交易，支付软件，预付费和转账；2009年为46个国家，115家金融机构，200家移动运营商，320,000个零售商/代理点和几百万消费者处理了高达500亿美金的交易；用户目标：针对经济危机的影响需要有效减少总体IT成本实现更高投资回报；减少在购买专有软件上所耗费的昂贵费用；解决方案：分阶段实施红帽企业虚拟化；DELL 4core IntelNehalem服务器上运行虚拟化并提供卡管理应用服务；未来会将移动充值应用迁移到虚拟化平台，未来达到500,000交易/天；成效：性能较MS平台提高20%-25%；服务拒绝率下降10%；有效降低成本；,谢谢！,