服务器虚拟化解决方案.doc
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1、服务器虚拟化解决方案目 录1. 背景和需求12. 项目目标23. 需求分析33.1. 项目现状33.2. 需求分析33.3. 解决方案44. 虚拟化平台搭建方案74.1. 整体方案设计74.1.1. 方案设计思路74.1.2. 方案设计描述84.1.3. 虚拟化平台设计104.1.3.1. 平台总体设计104.1.3.2. 虚拟平化台群集设计104.1.3.3. 方案软硬件配置114.1.3.4. 虚拟化主机设计124.2. 计算资源虚拟化设计134.2.1. 虚拟服务器资源估算134.2.1.1. 虚拟机CPU数量计算134.2.1.2. 虚拟机内存容量计算144.2.2. 管理服务器设计1
2、54.3. 存储方案设计154.3.1. 传输媒介和设备的选择154.3.2. 存储容量计算164.3.3. 存储设备设计164.4. 虚拟化平台网络设计174.4.1. 网络划分174.4.2. 物理主机网络部署建议174.5. 虚拟化平台高可用设计194.6. 虚拟化平台备份设计204.6.1. 备份方式的选择204.6.2. 备份策略设计215. 虚拟机迁移方案225.1. 迁移方案设计225.2. 迁移方法225.3. 迁移策略225.4. 迁移前后的工作235.5. 迁移注意事项及回退计划246. 方案优势256.1. 用户体验优势256.1.1. 安装部署简便256.1.2. 全中
3、文界面256.2. 功能优势256.2.1. 智能卡支持256.2.2. 网络USB特性(企业版支持)256.2.3. 跨平台CPU迁移特性(企业版支持)266.2.4. CPU资源配额管理特性266.2.5. 虚拟机资源热添加特性266.2.6. 链接克隆特性266.2.7. 多个虚拟机批量操作处理276.2.8. 无特殊功能限制276.3. 服务优势276.3.1. 灵活定制服务276.3.2. 原厂部署实施276.3.3. 原厂技术支持277. 系统验收方案287.1. 软件验收287.2. 功能模块验收288. 技术培训和售后服务289. 典型配置及预算299.1. 虚拟化软件配置A2
4、99.2. 硬件配置A(建议配置)309.3. 配置A软件配套价格预算3010. 典型案例3110.1. 中国人保集团3110.2. 河北省廊坊市财政局331) 背景和需求目前某企业的数据中心机房服务器设备服务器众多,服务器利用率低,存在如下问题:为保证系统安全性和可靠性,数据库服务器一般采用双机热备的方式,应用服务器一般采用负载均衡或冷备方式,导致服务器数量众多。安全性和可靠性虽然得到提高,但备机系统资源平时并没有利用到,浪费了备机系统资源,资源利用率低,同时也增加了维护成本以及维护工作量。部份生产服务器系统压力低,系统资源没有得到充分利用。硬件故障维护、升级或者扩容时候需要停机进行操作,造
5、成应用系统中断,影响了正常业务应用系统使用及开展。一般设备采购从采购意向到设备交货需要漫长的时间,需要经历需求确认,选定厂商、选定型号、选定供货商、价格谈判、设备备货、设备运输、设备安装、业务部署、业务上线等等多个环节,而且每个环节都需要牵扯到公司的采购人员、IT人员、业务人员、公司领导等多个部门,少则2周,多则数月,大大降低了业务灵活度,影响了公司的竞争力。为解决服务器数量增加所带来的问题,提高服务器资源的使用率,降低设备采购成本,提高业务的连续性以及为将来新应用系统建设提供一个灵活的资源使用平台,需对现有服务器进行虚拟化整合。2) 项目目标软件基于以上问题提出在某企业的IT建设过程中需要使
6、用基于虚拟化的方案来解决目前面临的问题,同时也能满足在数据中心建设过程中的要求。虚拟化方案项目总体目标是建设公司基础的IT资源池,硬件共享、统一调度,大量节约费用投入和机房空间,提高IT资源的可管理性和高可用性,具体有以下几点:l 解决机房电力、空间不足等矛盾,提高设备的利用率,减少设备的采购量;l 将公司IT环境改造成高效、可靠、节能、具有弹性的架构;l 降低IT资源的管理难度,降低维护成本;l 提高硬件设备和应用程序可用性,提高业务连续性。总之,帮助某企业建设以虚拟化为基础,并同时为未来数据中心过渡到云计算的新一代数据中心。3) 需求分析a) 项目现状目前在某数据中心,预计需要整合的服务器
7、如下表:应用类型服务器类型数量CPU类型内存硬盘OA网站CRM(CHA系统)b) 需求分析根据以上现有服务器数量分析,会有多个Windows/Linux应用系统。如果按照传统的应用部署方式,一个应用一台服务器的话,需要部署多台服务器,以后每增加一台应用系统就需要增加一台物理服务器,如此数量的服务器,将会造成如下的众多问题:主要问题问题描述1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。2可用性 可用性低,因为每个服务器都是单机,如果都配置为双机模式成本更高。 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。3缺乏可管理性 数量太多难
8、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。 硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护窗口。4兼容性差 系统和应用迁移到新的硬件需要和旧系统兼容的系统。c) 解决方案根据以上分析,建议采用虚拟化方式实现。目前在IT业界,云计算是最炙手可热的词汇,虚拟化是必经之路,是实现云计算的基础,云计算的特征体现在虚拟化、分布式和动态可扩展。虚拟化。是云计算最主要的特点。每一个应用部署的环境和物理平台是没有关系的,通过虚拟平台进行管理、扩展、迁移、备份种种操作都通过虚拟化层次完成:动态可扩展是指通过动态扩展虚拟化的层次,进而达到对以上应用进行扩展的目的;分布式是指计算所使用
9、的物理节点是分布的。目前,大部分软件和硬件已经对虚拟化有一定支持,可以把各种资源、软件、硬件、操作系统和存储网络等要素都进行虚拟化,并进行统一管理。虚拟化技术打破了物理结构之间的壁垒,代表着把物理资源转变为逻辑可管理资源的必然趋势。对于虚拟化的好处,可以分成以下几块 快速部署,增加业务响应速度对于一般设备,从设备到货到设备使用需要经历很长的时间,包括上架,加电,系统规划,操作系统安装,应用软件安装等等一系列的工作,而且采购多台主机时候,重复的流程工作还会做很多遍,传统的部署响应速度已经不能跟上现有业务的发展,需要更换,而虚拟化的方式能够改变传统方式,使部署方式从原来的几天到现在只需要几小时,真
10、正做到做到随需而动。 减少设备数量, 提高投资保护虚拟化方式可以有效减少设备的采购数量,打破“一台服务器一个应用程序”的传统体制,以前在采购设备前,需要对要部署应用程序进行设备和性能估算,当设备运行后,经常会出现系统大部分的资源全部都在空闲,实际资源利用率非常低,这样造成大量的浪费,而采用虚拟化方式后,把所有的计算资源全部放到一个池子里面,各个应用程序根据实际性能从池子中抽取自己需要的资源,这样将资源进行共享,实现了投资利用的最大化,有效解决了资源利用率不足的问题,而且对于抽取后的资源可以随时做动态调整,保证了灵活性。这样通过整合,可以大幅减少设备的采购量,并达到合理分配资源。 减少占用空间,
11、提高资源利用率前面已经说过,通过虚拟化整合方式,可以有效减少设备采购数量,目前随着业务规模的扩大,在数据中心中已经采购大量的设备,对于无限增长的数量来说,数据中心的空间就岌岌可危,最终会导致无设备可放的尴尬境地,而如果更换场地,对整个数据中心和业务来说将会面临更大的挑战,所以虚拟化能够有效地减少设备占用空间,一般来说,对于部署12台主机大概需要一整个机柜的空间,而采用需要虚拟化方式整合后,只能占到原来1/3空间,大大减少数据中心占用。 减少电力消耗,节能减排节能减排目前已经放在了国家十二五规划当中,而如何有效地在不降低服务标准而又达到节能减排的目的已经成了关注的重点,虚拟化方式采用整合方式,有
12、效地减少设备采购数量,减少采购数量就意味着降低电能消耗,能够帮助我们达到节能减排目的 降低成本,提升性价比IDC研究机构的最新报告显示,企业每采购一美元的硬件,将花费3美元对其进行管理。而传统的IT忽视了对其中占据了70%以上成本的运营管理进行优化,才是真正的“开源节流”。与传统方式相比,虚拟化方式将降低50%以上的成本,以下为传统方式和虚拟化方式成本比较,可以看到采用虚拟化方式可以有效降低成本,提高采购的性价比。 提高系统可靠性和安全性除了以上优势之外,虚拟化方式还采用的一些技术,可以保证整个系统的可靠性和安全性,例如:虚拟机的迁移,集群,备份,灾难恢复等等。4) 虚拟化平台搭建方案a) 整
13、体方案设计i. 方案设计思路我们计划将某项目服务器虚拟化整合项目按照以下思路设计和实施。主要是在现有基础上构建有弹性的虚拟化基础平台架构,使得相应的计算、网络和存储资源能够以最大利用率的方针对用户现有及未来的应用部署提供快速服务支撑,满足业务系统快速上线与降低信息系统基础架构管理复杂性的要。虚拟化环境实现目标:完成基本的虚拟化基础平台架构建设,同时为未来业务的不断增加提供可自动在线弹性扩展的虚拟化资源池系统。虚拟化环境的基本要求如下:l 考虑到构建集中式的虚拟机高可用集群环境,需要配置足够的冗余交换网络:这包括管理及集群心跳网络,在线迁移网络以及虚拟机应用对外连接的服务网络。l 对整个数据中心
14、的应用资源合理分配,确保平台运行各应用尤其是核心应用的计算资源和IO资源得到有效的保障。l 对整体数据中心虚拟化集群环境实现负载均衡的计算资源在线管理,如虚拟机热迁移等功能,以及数据中心基础架构的弹性扩展。l 实现虚拟机负载均衡的高可用环境(HA)l 虚拟机集群环境的集中统一管理和监控 ( vCenter)l 通过虚拟化环境延长软硬件的生存周期,确保降低总体拥有成本TCO,提高投资回报率。l 为了实现数据的集中存储、集中备份以及充分利用虚拟架构中虚拟机可动态在线从一台物理 vServer服务器迁移到另一台物理vServer服务器上和高可用等特性;会将数据中心整体构建在基于SAN的存储网络,通过
15、共享的存储架构,可以最大化的发挥虚拟架构的整体优势。ii. 方案设计描述根据上述设计思路,结合我们以往的项目经验,针对本次项目的虚拟化平台整体架构如下:以上为总体架构方案,分成4层,服务器层、数据存储层、网络层和虚拟机资源层。第一部分 - 服务器层:采用x86架构服务器组成资源池,为虚拟化桌面提供足够的计算资源,本方案会由N台服务器主机组建虚拟化服务器集群系统,硬件平台如下序号系统名称数量备注1机架式服务器,每台配置4颗*2.13GHz 8核 CPU,64GB内存,4块600G SAS硬盘,4块千兆网卡,双电源,DVD刻录光驱,阵列卡,支持RAID0、1、5。N详细某服务器型号3配置8GB高速
16、缓存,4个8Gb主机接口,12块600B/15k rpm SAS硬盘,硬盘最高可扩展到112块,支持固态盘;配置Windows操作系统连接许可,支持Windows, AIX/VIOS, Linux等多操作系统连接;N某存储型号4备份服务器N或者其它备份存储524个8Gb端口光纤交换机,激活10个8Gb光纤端口,配置10根25米多模光纤线N交换机型号第二部分 存储层:分别利用本次方案中的1套IBM存储系统和一台备份服务器,配合虚拟化集群实现容灾备份.1. 采用N台安装了虚拟化vServer Hyperwiser的服务器组成集群(,通过光纤通道连接N台主光纤存储,和N台备份存储作为私有云数据中心生
17、产环境的底层硬件;2. 为了最大限度增加资源利用率,避免存储资源争抢等状况,建议虚拟化服务器集群选择某存储作为主存储。备份服务器连接磁带库或盘阵作为备份。第三部分 网络层:分成2部分,一部分是存储网络,用于服务器设备与存储设备之间的连通,另外一部分业务网络,分成管理网络和业务网络,管理网络用于对整个虚拟化平台进行管理,业务网络用于所虚拟出来的服务器连接业务网络。方案中将虚拟化服务器系统与存储备份系统及其应用业务视为一个密切结合的整体来进行方案设计,确保其软硬件在具良好兼容性的前提下发挥出最优的性能。第四部分 虚拟机层:此次项目由N台服务器、N套虚拟化存储设备作为整个虚拟化集群平台的资源池。方案
18、可以最大利用到设备的性能和能体现出系统的高可用。在集群中创建1台服务器安装 vCenter实现虚拟化平台的集中管理和高可用。建成后整个虚拟化数据中心如下图:iii. 虚拟化平台设计1. 平台总体设计根据对本案例的需求分析,我们建议本次虚拟化平台配置如下: 1台vCenter集群管理平台(可安装在集群的任意虚拟机中) N个服务器虚拟化集群(N台某服务器组成) N套IBM光纤存储设备和N台备份服务器实现数据中心容灾备份(提供相互的集群备份)整个虚拟架构由vCenter管理服务器统一管理。基于以上规划配置方案,的虚拟化基础架构环境能够最大程度保障用户业务系统的可靠性和运营连续性,避免系统计划内停机对
19、业务的影响并最大程度减少系统计划外停机对应用的影响。2. 虚拟平化台群集设计服务器虚拟化架构可以将多台物理服务器组成一个大的资源池,称为一个群集,同一群集内的虚拟机之间能够支持负载均衡、在线迁移、故障切换等多种高可用性功能。而不同群集之间则相对独立,资源不可共享。根据本项目的业务系统类型及重要性程度,建议划分不同的故障级别群集,可以分为核心区群集和外链区群集,形成逻辑上独立的资源池,并根据需要提供不同的群集配置策。整体群集规划功能区群集数量应用分类主机冗余%故障保护等级某1A应用20%高B应用CD3. 方案软硬件配置虚拟化软件配置名称功能描述数量虚拟化软件vServer企业版用户管理、系统管理
20、、虚拟机基本管理、瘦存储、备份、快照、日志、邮件告警、在线升级、配置导出和恢复;支持集群管理、虚拟机动态迁移、HA、多路径存储、热添加、集群冗余网络、标准虚拟交换机、分布式虚拟交换机、虚拟端口镜像、并口/USB口加密狗、短信告警、Bond接口N CPU服务器虚拟化管理软件vCenter企业版集中管理、用户管理、系统管理、虚拟机基本管理、瘦存储、备份、快照、日志、邮件告警、在线升级、配置导出和恢复;集群管理、虚拟机动态迁移、HA、多路径存储、热添加、集群冗余网络、标准虚拟交换机、分布式虚拟交换机、虚拟端口镜像、并口/USB口加密狗、短信告警、Bond接口1 套硬件配置序号系统名称数量1机架式服务
21、器,每台配置4颗*2.13GHz 8核 CPU,64GB内存,4块600G SAS硬盘,4块千兆网卡,双电源,DVD刻录光驱,阵列卡,支持RAID0、1、5。N3配置8GB高速缓存,4个8Gb主机接口,12块600B/15k rpm SAS硬盘,硬盘最高可扩展到112块,支持固态盘;配置Windows操作系统连接许可,支持Windows, AIX/VIOS, Linux等多操作系统连接;N4备份服务器N4. 虚拟化主机设计根据业务系统和物理服务器情况,先部署虚拟化平台再采取P2V迁移和新建方式进行虚拟服务器搭建工作。 1 在数据中心N台服务器上分别安装的vServer软件,将服务器全部虚拟化,
22、成为可以根据业务需求灵活分配资源的资源池;当需要为业务分配资源时,只需要创建一个虚拟机,指定该虚拟机所拥有的CPU、内存、磁盘和网卡等资源,然后在该虚拟机上部署该业务就可以了;2 为需要HA高可用性的虚拟机指定HA备份服务器;比如虚拟机正常情况下运行在服务器A,指定其HA备份服务器为B;当服务器A宕机时,该虚拟机会自动切换到服务器B上运行,无需人工干预,可以保证业务平滑连续。b) 计算资源虚拟化设计i. 虚拟服务器资源估算此项目中,大部分应用服务器非常适合做虚拟化整合。如果有服务器运行着的是数据库系统需要做移植,因它们本身对物理服务器资源要求就比较高,如:Oracle数据库服务器,它们的物理服
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