XX公司虚拟化建设方案建议书.doc
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1、XX公司虚拟化建设方案建议书二零零七年九月目 录1、项目背景- 3 -1.1用户现状- 3 -1.2需求分析- 3 -2设计方案- 3 -2.1系统设计原则- 3 -2.2系统方案设计内容- 4 -2.2.1 虚拟化服务器系统建设- 4 -2.2.2存储系统整合建设- 10 -2.2.3 备份系统- 14 -2.2.4 利用虚拟化整合技术降低客户端管理需求- 16 -2.2.5设备配置清单- 17 -2.2.6 统一的系统管理设计方案- 18 -1)服务器- 18 -2)PC机- 18 -3)网络交换机- 18 -4)磁盘阵列- 18 -5)带库- 19 -6)虚拟机管理- 19 -2.3售后
2、系统支持- 21 -2.4 产品介绍- 23 -1、项目背景1.1用户现状 由于XX公司是一个新建的公司,自身的IT系统建设不完全,现有的IT系统还没有得到充分完善,因而需要一套既可以帮助完善现有的IT系统,又有利于将来的IT系统建设的IT基础设施。1.2需求分析 随着XX公司业务不断的发展,可以预见会有越来越多的计算机应用被采用,服务器数量和客户端数量会大大增加,亟待通过提高服务器的利用率来降低服务器数量,从而减少维护工作量,因此我们推荐需要做全面的虚拟化系统整合规划。 虚拟化系统整合后有如下优势:1. 降低了设备的采购成本 通过提高服务器的利用率,减少服务器的购买量,从而降低采购成本;此外
3、一些软件公司由于在虚拟化平台上新的软件许可政策,为我们节省了很多软件采购成本。2. 降低了系统管理成本 通过对服务器的合并,将原来维护的服务器数量降低到非常低的数量。3. 提高了业务系统的服务器可用性 设备发生故障后,可以快速恢复;设备负载过重是,可以分担负载,保证应用稳定快速运行。4. 延长了老业务系统的使用寿命 由于操作系统的原因使得就有的应用系统硬件不能升级,虚拟化整合后,可保证老的应用系统稳定运行,并且大大提高老系统的应用性能。 2设计方案2.1系统设计原则经济性和实用性 完全从需求出发,设计既能够满足目前的应用需求又能向未来的应用需求升级的系统实施方案,尽量避免搁置设备的情况发生。技
4、术的先进性、标准化 在使用新技术的同时考虑技术的国际标准化,不采用国际标准尚未出台的新技术,也不采用偏移国际国内标准的技术,严格按照国际国内相关标准设计并施工。安全性、可靠性系统应能够提供一套完整的安全防范措施,防止由于操作人员的误操作以及系统中的某些故障而造成的数据破坏或系统的误动作。系统应具备网络诊断、测试和在线故障恢复能力,关键设备、线路能做到实时备份和自动故障切换。在系统内的主机硬件、网络等部分出现问题时仍能保证系统的正常运行,要求系统具有强大的容错功能。可管理性、可维护性 系统应该便于管理、配置和调整,在系统任何部件出现故障时,应能够提供有效的办法及时找到故障、排除故障。灵活性、可扩
5、展性 充分考虑到目前的业务需求和今后较长时间内业务发展的需要,系统应能方便地升级,在采用更新技术的同时保证原有设备能继续使用,亦即保护投资。兼容性、继承性、开放性本系统应能充分利用现有的资源,具有充分的系统集成的能力。一次性投资,常年受益,维护费用低,使整体投资达到最佳。2.2系统方案设计内容在系统建设工作开展之前,需制订有效的、务实的建设方案是必不可少的。通过本方案建议书对各个子系统的设计,可以大大减少系统可预见发生的问题,预先制定解决问题的方法,从而保证系统健康有效地运行。2.2.1 虚拟化服务器系统建设如拓扑图:建议整个系统采用虚拟化的方式整合到一起,利用虚拟化软件VMware实现虚拟化
6、的整合。由图可见,在整个架构中,我们搭建了三个网络LAN1,LAN3,LAN3。其中LAN1为生产网络,LAN2为虚拟中心管理网络,LAN3为虚拟机动态迁移Vmotion网络。新增的两台Dell PowerEdge 6850 服务器采用最新高性能技术、配搭最新64位英特尔至强7100系列双核处理器、800MHz前端总线,高达64GB的DDR-2内存、SAS 硬盘和PCI Express,在4U机架密集型机箱中,承载超凡性能(详细介绍见产品说明)。在存储方面,采用Dell/EMC CX320真正的端到端4Gb 架构,具有保障企业级业务持续性的多种特性,包括热插拔冗余硬件、热备份硬盘、多路经故障切
7、换、快照、克隆、本地/远程镜像和非破坏性固件升级等(详细介绍见产品说明)。软件方面,采用了VMware ESX Server虚拟化软件,实现服务器的虚拟化应用。根据用户的需求情况,对于Windows/Lunix平台上的20多个应用,所配置的两台DELL公司PE6850服务器上都安装配置VMware 第三代虚拟架构套件-VI3企业版软件,用于在单个DELL PE6850物理服务器实体上,利用DELL PE6850服务器强大的处理能力,生成多个虚拟服务器,而每一个虚拟服务器,从功能、性能和操作方式上,等同于传统的单台物理服务器,在每个虚拟服务器上,再安装配置Windows或Linux操作系统,进而
8、再安装应用软件,这样以前的每个物理服务器就变身成为VMware Infrastructure 3.0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虚拟架构中虚拟机可动态在线从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器上的特性等,所配置的DELL|EMC CX320c的光纤存储阵列,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虚拟架构套件生产出来的虚拟机的封装文件都存放在SAN存储阵列上。通过共享的SAN存储架构,
9、 可以最大化的发挥虚拟架构的优势,进行在线地迁移正在运行的虚拟机(VMware VMotion),进行动态的资源管理(VMware DRS), 和集中的基于虚拟机快照技术的Lan Free的整合备份 (VMware VCB)等,而且为以后的容灾提供扩展性和打下基础。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,建议单独配置一套服务器安装Window系统,用于安装VI3套件中的Virtual Center软件,对两台物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一的管理。那么,单台无力设备配置虚拟机的依据是什么呢?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
10、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%。我们以此统计数据为基础,来估算一下一台高配置的服务器能够支持的虚拟机的数量。为了有一个可比较的参考性能值,我们选定SPEC CPU2000的CINT2000 Rates值做为性能参考依据,SPEC CPU2000的CINT2000 Rates考察的是服务器多CPU情况下的整数运算能力。首先,如果采用传统的单台物理服务器部署应用的方式,假定全部使用一台IBM的双路双核Intel Xeon 2.80GHz CPU的IBM eServer xSeries 346服务器(我们的IBM服务器是xSeries 3
11、45,SPEC官方网站上没有查到其CINT2000 Rates的结果),从SPEC官方网站上,可查得其CINT2000 Rates的结果为33.6。按照一般服务器的利用率情况(见第三页的服务器调查表),假定平均单台服务器利用率在20%左右,则一个应用环境实际消耗掉33.6*10%=3.36个CINT2000 Rates值。为了进行服务器虚拟化整合,我们配置一台DELL PE6850 3.4GHz的服务器,从SPEC官方网站上,可查得其CINT2000 Rates的结果为162。服务器采用虚拟化整合后,利用率可达到60%-80%,我们按照保守的60%来计算,则整合后的服务器共消耗掉162*70%
12、=113.4个CINT2000 Rates值。于是,我们可以计算出,一台DELL PE6850 3.4GHz的服务器,可以配置出113.4/3.36=33.75个相当于IBM eServer xSeries 346服务器效率能力的虚拟机,而这已经是很保守的计算了。通过上面的计算,我们完全可以通过在两台高配置的双核服务器上创建20个虚拟服务器的方式,来完成传统方式需要20多台的低配置的双路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
13、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
14、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)。2.2.2存储系统整合建设如第六页拓扑图:在硬件设备方面SAN存储为以下问题提供有效的解决方案: 存储容量的爆炸性增长; 数据存储的集中管理,降低投资费用和管理成本; 高性能和高可靠性,与服务器内置磁盘相比,专用的集中存储设备支持的I
15、/O数量,数据带宽,数据容量和稳定性、可靠性要高得多。 多服务器的数据直接高速备份的要求(与网络无关的备份),这种备份可以克服传统备份的令人难以忍受的对应用网络效率的冲击; 集中式备份和恢复; 多机集群系统的要求; 数据高度扩展能力的要求; 本地服务器与远程存储连接的要求,应用和数据系统异地容灾的要求; 对数据访问性能的要求,如视频系统,电子商务等。通过DELL 的 SAN(存储局域网)解决方案,客户可以:1. 自己掌握增长的速度:通过按需增长的实现方式,可以降低用户的最初拥有成本,根据业务的增长来逐步扩充,这是一种极为经济的方式。2. 充分依靠和利用新技术:在 SAN架构下,用户可以充分地采
16、用新技术来溶入现有的结构中,同时现有的投资又能得到充分的保护。3. 实现数据的有效管理和保护:对数据的管理只需要一小部分人员就可完成;同时SAN 还提供了对磁盘和数据的即时备份机制以及快速恢复功能。4. 确保业务的连续性:SAN 允许对在线数据作自动的备份而不影响到业务的运行。对信息的存取实现专业控制,确保数据安全性。5. 今后的系统容灾解决方案可以通过SAN将主机服务器与远程磁盘子系统相连。用户原来投资购买的服务器及存储设备可得到完全利用,用户只需添加相应的光纤通道连接设备和备份存储设备,使用专用光缆或公用光纤传输网络,即可实现异地容灾系统备份。在本项目中我们建议采用SAN的存储方案,建议配
17、置两台光纤交换机,光纤存储阵列所有硬盘做成RAID5方式,并且包含Hotspare硬盘。从上面拓扑图可以看出,每台服务器配置2块4Gb/s光纤HBA卡,分别连接到两台4Gb/s光纤交换机上,同时DELL|EMC的光纤磁盘阵列的两个控制器也分别连接到两台光纤交换机上,当光纤磁盘阵列一个存储处理器出现故障时,光纤磁盘阵列将此存储处理器上连接的LUN切换到另一个处理器上。整个存储系统不会宕机。方案分析在设计系统方案时主要在可用性、性能、可扩展性几个方面考虑,下面我们一一加以分析:如图 这是CX320c内部架构可用性:由于政务公开网站系统中的数据关键,突然宕机则会造成数据不一致较严重的后果,这就要求存
18、储系统具有非常好的可用性,而在可用性的设计上,主机上配置了PowerPath故障切换软件,一旦当主连接卡损坏,或者主机连接卡上的光纤断掉,或者主连接卡上连接的光纤机损坏,PowerPath故障切换软件会自动切换到另外一块光纤HBA卡上,同时,此服务器访问的LUN会自动切换到光纤磁盘阵列上的另外一个控制器上,所有这些操作对用户是透明的,系统的应用也不会停止。从而大大提供了系统的可用性。光纤磁盘阵列除了冗余的设计(包括冗余的电源,冷却系统及存储控制器)以外,还采用写缓存镜像的方式(Write Cache Mirror),在写操作过程中,如果存储系统没有Cache或者将Cache关掉,数据是写到磁盘
19、上后才算写操作完成,因为磁盘本身的写过程较慢,这样会造成主机处于等待状态,从而影响系统性能,而当存储系统将Cache打开后,主机将系统写入Cache后即认为写操作完成,而Cache上的数据有存储系统再写入硬盘,这样可以大大提高系统的性能(所以阵列上的Cache大小对性能有很大的影响,Cache越大,系统性能越高),但是正是因为Cache,系统存在了一个不稳定的因素,当数据已经写入Cache,而Cache还没有将数据写入硬盘时,如果控制器损坏,则会将Cache上的数据丢失,从而破坏数据的完整性,这对于某些应用是致命的。但是通过光纤磁盘阵列的写缓存镜像方式,则可以避免这种潜在的危险,当数据从主机写
20、入Cache的时候,是写到两个控制器的Cache上,这样即使一个控制器突然损坏,系统的数据也不会丢失,从而大大提高了存储系统的可用性,同时光纤磁盘阵列配置一套SPS(相当于一个小型的UPS),当整个系统突然掉电时SPS可以为存储系统(DPE)提供一段时间的电源,使系统可以将Cache中的数据写入硬盘特定的分区中,这样可以给整个系统真正的保护。因为大多数存储产品是通过电池来保护Cache中的数据,电池保护数据的时间一般是72小时,而且电池本身也是一个部件,同样存在老化和损坏的问题,一旦当系统长时间停电时(在某些特殊的情况下如洪灾等)或系统掉电时电池损坏,Cache中的数据将丢失,这对于某些应用来
21、说是非常致命的,因为这样就无法保证数据的完整性了,光纤磁盘阵列这种特殊的设计最大限度的保护了系统的安全。此外,光纤磁盘阵列上光纤硬盘采用RAID5的方式组合,具有一定的冗余性;并且光纤磁盘阵列中采用Hotspare技术实现磁盘阵列内部的冗余,当存储系统中有硬盘发生故障时,Hotspare硬盘会自动接管坏掉的硬盘,顶替坏掉的硬盘继续工作,这样又大大提高了数据存储的可靠性。CX320C本身还具有iSCSI功能,除了可以支持光纤访问,同时还支持IP以太网方式访问和利用磁盘整列,丰富了用户的访问方式,降低了建设成本(不需要搭建SAN光线网,也可以访问光纤存储)。性能:详见附件中的产品介绍。可扩展性:由
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