IT业第一个云操作系统：vSphere概略.docx

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1、VMware在四月份发布的vSphere或许是IT计算深入发展的最好象征，vSphere 指引云计算深入渗透到企业的IT架构中，使用vSphere将之前企业IT的虚拟 化平台扩展至更高的应用层次：云计算，将服务器硬件资源：CPU时间、内存和 存储空间一一融合在同一个池中的资源，按照需求调配给不同的计算负载上。据VMware称vSphere是IT业第一个云操作系统，vSphere不仅继承了上一代 VMware虚拟平台Infrastructure 3（简称VI3）的性能，而且还加以扩展和完善，立于一个更加成熟的虚拟化平台上，为内部云计算和外部云计算奠定基础， 有理有据地搭建云计算桥梁创建一朵安全的

2、私有云。任何IT组织都可以通 过vSphere享有云计算的所有好处，加大对基础架构的控制力，同时在操作系统， 应用程序和硬件设备方面具有更 广阔的选择空间，用最低的成本即可得到高级 的应用软件服务。vSphere新特点vSphere引进了很多新的特点，充分体现了它作为一个新事物所特有的命力 和远大发展前程。其中最耀眼的闪光点可归结为下面两点：1. 云计算VMware采用一种全新的方法来进行虚拟化，深入地诠释了云计算的概念， 将vSphere研发成为一朵内部的“私有云”，同时也能够与第三方生产商（如 Amazon, Nirvanix等）提供的“外部云”进行协同工作。vSphere在云计算技术的另

3、一个创新是创造了一个新的概念，叫vApp。它类 似于一个“逻辑包”，包含一个应用程序以及该程序运作所需要的全部虚拟机 和外部和内部的资源。由于在正常情况下，应用程序的正常运作往往需要的虚拟 机的台数往往不只一台，因此，vApp专门针对此提供了一种管理应用 程序的新 方法，大大降低了操作的复杂性。2. 新的配置上限由于VMware VI3对处理器的数目和虚拟机的内存大小都有限制（最多允许 4台服务器以及每台虚拟机有64GB的内存），所以一些较高性能的服务器通常 是不可用的。而vSphere却在这方面做出了很大的改善，完全消除了上述限制 所带来的不便。下面是vSphere的虚拟机和ESX 4.0主

4、机的配置上限：1）每台虚拟机最多拥有8个CPU和10张网卡，内存增加为255GB。2）一台主机至多有512个CPU和1TB的物理内存。3）一台主机上一次性可以运行多达320台虚拟机。云计算基础架构vSphere的发布，令VMware实现了从数据中心到云计算基础架构的轻松转 变，一跃成为云计算基础架构的普遍性平台。vSphere的架构大致分为三个方面:虚拟数据中心架构，网络架构和存储架构，下面就这三个方面进行一番简要的介 绍。1. 虚拟数据中心架构VMware vSphere虚拟化整个IT基础架构（包括服务器、存储器和网络）， 并聚合这些资源，在虚拟环境中提供一组统一的元素。vSphere提供查

5、看、配置 和管理这些重要元素的功能，这些元素包括：1）计算资源（主机、群集）和内存资源（资源池）主机是用来运行ESX/ESXi的物理机。所谓ESX/ESXi是一个在物理服务器上 运行的虚拟层，它将处理器、内存、存储器和资源虚拟化为多 个虚拟机。当一 个或多个物理机组合在一起并作为一个整体来工作和进行管理时，聚合在一起的 计算和内存资源就形成群集。物理机可以动态添加或从群集移除。从主机和群 集获得的计算和内存资源能够被精细地划分成资源池的层次结构。主机、群集和资源池的随意配置2）存储资源（数据存储）数据存储是数据中心内基础物理存储资源组合的虚拟表示。这些物理存储资 源可能来自服务器的本地SCSI

6、、SAS或SATA磁盘，光纤通道SAN磁盘阵列，iSCSI SAN磁盘阵列或者网络附加存储（NAS）阵列。3）网络资源虚拟环境中的网络将虚拟机相互连接或将虚拟机连接到虚拟数据中心外部 的物理网络。4）虚拟机在创建虚拟机时，虚拟机被指定到特定的主机、群集或资源池以及数据存储。 启动后，虚拟机随着工作负载的增加而动态地消耗资源或随着工作负载的减少而 动态地归还资源。置备虚拟机比置备物理机更加快捷简便，创建新的虚拟机在几秒钟内即可完 成。置备虚拟机时，在虚拟机上安装相应的操作系统和应用程序来处理特定的工 作负载，与在物理机上的操作一样，甚至可以在已经安装和配置操作系统和应用 程序之后置备虚拟机。可根

7、据拥有资源的系统管理员设置的策略为虚拟机置备资 源。如果启动虚拟机会违反资源分配策略，那么虚拟机将无法启动，从而避免消 耗资源。虚拟数据中心架构2. 网络架构VMware vSphere有一组虚拟网络元素，该组元素可以让数据中心中的虚拟 机像物理环境一样联网。虚拟环境提供了与物理环境类似的网络元素，这些元素 包括：1) 虚拟网络接口卡(vNIC)与物理机一样，每个虚拟机都有一个或多个vNIC。客户机操作系统和应用 程序通过常用的设备驱动程序或VMware用于虚拟环境优化的设备驱动程序与 vNIC进行通信。无论哪种情况，客户机操作系统中的通信就像与物理设备通信 一样。2) vNetwork 标准

8、交换机(vSwitch)下图显示了 vSwitches虚拟环境内部和外部网络之间的关系。vSwitch可在 虚拟机之间进行内部流量路由或通过连接物理以太网适配器链接外部网络。vNetwork标准交换机的网络3) vNetwork 分布式交换机(dvSwitch)dvSwitch在所有关联主机之间作为单个虚拟交换机使用。这使得虚拟机可 在跨多个主机进行迁移时确保其网络配置保持一致。与vSwitch 一样，每个 dvSwitch都是一种可供虚拟机使用的网络集线器。vNetwork分布式交换机的网络4）端口组端口组是虚拟环境特有的概念，它一种策略设置机制，这些策略用于管理与 端口组相连的网络。虚拟机

9、不是将其vNIC连接到vSwitch上的特定 端口，而是 连接到端口组。一个vSwitch可以有多个端口组。与同一端口组相连的所有虚拟 机均属于虚拟环境内的同一网络，即使它们属于不同的物理服务器也是如此。 可将端口组配置为执行策略，以提供增强的网络安全、网络分段、更佳的性能、 高可用性以及流量管理。3. 存储架构VMware vSphere存储架构由各种抽象层组成，这些抽象层隐藏并管理物理 存储子系统之间的复杂性和差异。存储架构VMware vSphere 存储架构启用了 VMware Consolidated Backupo Consolidated Backup使虚拟机更易于进行无LAN的

10、集中备份。wwwJengflyxomVMware Consolidated Backup如上图所示，Consolidated Backup与驻留在单独备份代理服务器（不是运 行ESX/ESXi的服务器）上的第三方备份代理配合使用，但不需要在虚拟机内安 装代理。第三方备份代理启动虚拟机存储的备份时，Consolidated Backup会 运行一组脚本。预备份脚本将以静默方式创建虚拟磁盘并生成快照。完成后，后 备份脚本将虚拟机恢复到正常运行状态。同时，它将磁盘快照挂载到备份代理 服务器上。最后，第三方备份代理将已挂载快照上的文件备份到其备份目标上。通过执行虚拟磁盘的快照并将它们备份到一台单独的备

11、份代理服务器上， Consolidated Backup为虚拟环境提供了简单且开销低的备份解决方案，并且比 在每个虚拟机内运行备份所受干扰少。VMware vSphere分布式服务VMware vSphere分布式服务可自动有效地管理资源，并实现虚拟机的高可 用性。1. VMotionVMotion可将正在运行的虚拟机从一台物理服务器迁移到另一台物理服务 器，而无需中断服务。使用VMotion，可将资源重新动态分配至物理服务器上的 虚拟机。通过VMotion迁移2.Storage VMotionStorage VMotion可以在数据存储之间迁移虚拟机而无需中断服务。这使得 管理员可以将虚拟机

12、负载从一个存储阵列迁移到另一阵列，以便执行维护、重新 配置LUN、解决空间不足问题和升级VMFS卷。通过无缝迁移虚拟机磁盘，管理 员还可以使用Storage VMotion优化存储环境来提高性能。3. DRSVMware DRS可将物理主机的群集作为单个计算资源进行管理：将虚拟机分 配到群集，DRS会找到运行该虚拟机的相应主机。DRS放置虚拟机的方式可确保 群集中的负载保持平衡，并强制执行群集范围内的资源分配策略（例如，预留、 优先级和限制）。启动虚拟机时，DRS在主机上执行虚拟机的初始放置。当群集 条件更改（例 如，负载和可用资源）时，DRS可根据需要将虚拟机迁移（使用 VMotion）到其

13、他主机。当需要向群集添加新的物理服务器时，借助DRS，虚拟 机能够立即自动利用新资源，因为它负责分发运行的虚拟机。Vmware DRS4. HA如果主机出现故障，VMware HA能快速地在群集内的其他物理服务器上自动 重启虚拟机。通过应用程序群集，虚拟机内的所有应用程序都拥有了高可用性。VMware HA使用HA，vCenter Server不是单一故障点。HA通过vCenter Server进行 集中配置；但是配置完成后，它将在每个ESX主机上以分布式方式连续运作，不 再涉及vCenter Server。即使vCenter Server发生故障，HA仍然可以成功进行 故障切换。5. 容错E

14、SX/ESXi主机平台上的VMware容错功能（FT）借助于VMware vLockstep技 术，通过使用在单独主机上以虚拟锁步方式运行的卷影副本（辅助虚拟机）来保 护虚拟机（主虚拟机），从而提供连续可用性。VMware vCenter ServerVMware vCenter Server用于集中管理数据中心。它会聚合多台ESX/ESXi 主机的物理资源，这些资源的集合可使系统管理员能够简单灵活地为虚拟环境中 的虚拟机进行置备。l. vCenter Server 组件口籍.卑燃vCenter Server的重要组件1）用户访问控件通过用户访问控制组件，系统管理员可以为不同的用户类创建和管理

15、对 vCenter Server的不同访问权限级别。2）核心服务核心服务是虚拟数据中心的基本管理服务，它包括虚拟机置备、主机和虚拟 机配置、资源和虚拟机清单管理、统计信息和日志记录、警报和事件管理、任务 调度程序、整合以及vApp。3) 分布式服务分布式服务解决方案可将VMware vSphere的功能扩展到单个物理服务器之 外。其中包括：VMware DRS、VMware HA和VMware VMotion。使用分布式服务， 可以从vCenter Server集中配置和管理这些解决方案。4) 插件VMware vCenterConverter允许用户将物理机以及各种格式的虚拟机转换为ESX/

16、ESXi虚拟机。转换的 系统可导入到vCenter Server清单中的任何位置。VMware Update Manager允许安全管理员在ESX/ESXi主机和受管虚拟机上执行安全标准。使用此插 件，可创建用户定义的安全基准来表示一组安全标准。2. vCenter Server和ESX之间的通信vCenter Server 通过 VMware vSphere API (vSphere API)与 ESX/ESXi 主 机代理通信。当主机第一次添加到vCenter Server时，vCenter Server将发送 一个vCenter Server代理在该主机上运行。通过这个代理就可以与主机代理进 行通信。Sphere CiientvSphene Web AccessvSphere CLIvC&nter ServervCenterS&rver主机代理vCenter Server代理作为“迷你型”的vCenter Server使用，执行以下功 能：1、转发并执行由vCenter Server指定的资源分配决定（包括由DRS引擎发送的 决定）。2、将虚拟机置备和配置更改命令传递给主机代理。3、将主机配置更改命令传递给主机代理。4、从主机代理收集性能统计信息、警报和错误状况，并将其发送给vCenter Server。5、允许管理不同发行版本的ESX/ESXi主机。