VMware数据中心的服务器虚拟化解决方案模板_vSphere6.0.docx
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1、数据中心的服务器虚拟化解决方案模板2023/12/15vmware1概述61.1 项目背景61.2 现状分析62 VMWare解决方案规划设计102.1 计算资源规划102.2 存储资源规划142.3 网络资源规划202.4 可用性规划232.5 管理与监控规划253 VSPhere体系架构293.1 基于VSPhere的虚拟数据中心基础架构293.2 ESXi体系结构303.2.1 ESXi架构和组件303.2.2 VMkerneI313.2.3 虚拟机监视器VMM323.2.4 虚拟机323.3 资源分配方式363.3.1 主机、集群、资源池363.3.2 份额、限制、预留374 计算功能
2、特性394.1 虚拟机计算性能394.1.1 CPU虚拟化394.1.2 内存虚拟化424.2 虚拟机性能464.3 关键应用虚拟化464.4 虚拟贬移484.4.1 VMotion简介484.4.2 实现原理与工作机制514.5 向大数据扩展524.6 CPU和内存的热添加和磁盘的热扩展.534.6.1 功能描述534.6.2 工作原理544.7 分布式资源调度DRS544.7.1 功能描述544.7.2 工作原理554.8 分布式电源管理DPM564.8.1 功能描述564.8.2 工作原理564.9 NVIDIAGRIDvGPU575 网络和安全功能特性595.1 VSPhere标准交换
3、机(VSS)605.1.1 VSS概念605.1.2 VSS架构和网络特性605.2 VSPhere分布式交换机(VDS)615.2.1 VDS概念615.2.2 VDS架构615.2.3 功能摘要625.2.4 详细技术信息645.3 网络I/O控制(NIoC)645.3.1 功能摘要655.3.2 详细技术信息665.4 无代理终端安全防护675.4.1 概览675.4.2 主要优势685.4.3 vShieldEndpoint工作原理705.4.4 VShieldEndPOint主要功能特性716 存储功能特性736.1 虚拟化环境的存储736.2 VSPhere存储体系结构756.3
4、StorageDistributedResourcesScheduler(DRS)766.3.1 功能概览766.3.2 详细技术信息776.4 基于存储策略的管理786.5 StoragevMotion796.5.1 功能Ia览796.5.2 详细技术信息816.6 存储I/O控制826.6.1 功能概览836.6.2 详细技术信息836.7 VirtualMachineFileSystem(VMFS)846.7.1 功能概览846.7.2 详细技术信息866.8 StorageThinProvisioning866.8.1 功能概览866.8.2 详细技术信息876.9 存储APl886.
5、10 VirtualVolumes906.11 vSphereFlashReadCache926.11.1 VMwareFRC介绍926.11.2 VMware特性与优势926.11.3 vFRC详细技术信息927 可用性功能967.1 VMwareHighAvailability967.1.1 概览967.1.2 HA详细技术信息987.2 VMwareFaultTolerance1007.2.1 概览1017.2.2 FT详细技术信息1027.3 VMwareDataProtection1037.3.1 功能特性1047.3.2 VDP详细技术信息1057.4 vStorageAPIsfo
6、rDataProtection1077.4.1 概览1077.4.2 VADP的主要优势1077.5 vSphereReplication1087.5.1 概览1087.5.2 VR详细技术信息1098 管理和自动化1168.1 集中式控制和主动式管理1168.1.1 VCenterSerVer体系结构和组件1168.1.2 功能概览1198.2 自动化管理与调配1208.2.1 内容库1208.2.2 AutoDeploy1228.2.3 主机配置文件1238.2.4 UpdateManager1239 方案优势总结12510配置清单及说明1279.1 1硬件配置需求1279.2 2虚拟化软
7、件配置需求12711专业服务12811.1 VMware专业服务介绍12811.2 专业咨询服务内容12811.2.1 VMwareAccelerate咨询服务12811.2.2 技术咨询服务12911.2.3 技术客户经理(TAM)服务12911.3 专业服务实施流程13011.3.1 评估13111.3.2 规划与设计13111.3.3 实施13111.3.4 运维13212支持服务概述13312.1 VMware支持的角色和职责13312.2 全球技术支持服务13312.3 自助服务支持13412.3.1 社会支持13412.3.2 其他资源13513培训服务13613.1 培训课程和认
8、证体系13613.2 VMware精选课程介绍13814缩略语解释11概述1.1 项目背景不断增长的业务对IT部门的要求越来越高,所以数据中心需要更为快速的提供所需要的能力。如果不断购买新的服务器,又会增加采购成本和运作成本,而且还会带来更多供电和冷却的开支,同时,目前的服务器还没有得到充分的利用。通常情况下,企业的服务器工作负载只利用了5%,这导致了大量的硬件、空间以及电力的浪费。同时由于应用程序兼容性的问题,IT人员只能通过在不同场所的不同服务器中分别运行应用的方式,将应用程序隔离起来,而这又会导致服务器数量的增长。购置新的服务器是一项漫长的过程,这使得IT部门更加难以应对业务快速成长和不
9、断变动的需求。例如,对于新业务系统平台的供应和拆除需求,往往就需要消耗大量宝贵的资源和时间。从IT管理员的角度来看,推动虚拟化技术发展的主要动力是基础架构设施的迅猛增长,而硬件部署模式又进一步加剧了基础架构的复杂程度。应用越来越多,也越来越复杂,因此就变得更加难以管理、更新和维护。用户希望能采用各种桌面设备、笔记本电脑、家用PC和移动设备来进行工作。服务器价格急剧下降,服务器散乱现象仍然存在。随着图形和多媒体的发展,数据也变得越来越丰富,文件的平均大小也在不断上升,要求不间断的在线存储。纵观整个数据中心,技术不断增多,分布也越来越广,另外,业界和法律法规也在不断要求企业加强IT管理控制。在这种
10、环境下,虚拟化技术就体现了整合的优势。应用在IT的不同层面,从逻辑层将物理层抽象出来意味着逻辑组件会得到更一致的管理。从安全监督来看,虚拟化技术提升了X86服务器的可靠性、可用性,从基础架构层面获得了原先单机系统无法想象的功能,大大提高了业务连续性的级别,降低了故障率、减少了系统宕机的时间。从服务器的角度来看,虚拟化技术让每台设备都能托管多套操作系统,最大化了利用率,降低了服务器数量。从存储的角度来看,虚拟化技术可网络化、整合磁盘设备,并让多个服务器共享磁盘设备,从而提高了利用率。从应用的角度来看,虚拟化技术将应用计算从用户设备中分离出来,并在数据中心对应用及相关数据进行整合,通过集中化技术改
11、善了管理和系统的安全性。XXX客户作为国内大型企业,信息化建设不断发展。目前信息化网络以信息中心为运营维护单位,覆盖出单、收付等多套业务系统,服务器资源庞大。出于经济效益和管理安全性考虑,针对基础架构的虚拟化整合已势在必行。1.2 现状分析XXX客户数据中心目前以X86服务器为主,运行着人力资源、市场计费、生产经营、资产管理、网络管理、邮件、安全等业务系统。具体的服务器配置如下所示,该表涵盖了主要业务系统的服务器配置。系统型号配置视频服务器PowerEdge2950XeonE5410*24GB下载服务器PowerEdge2950XeonE5110*22GB生产经营管理系统PowerEdge29
12、50XeonE5410*24GB固定资产管理系统PowerEdge2950XeonE5410*24GB移动站业务管理系统PowerEdge2950XeonE5410*22GB网管系统PowerEdge2950XeonE5410*22GB财务系统PowerEdge2950XeonE5410*22GB防病毒系统PowerEdge2950XeonE5410*22GB邮件系统PowerEdge2950XeonE5410*22GB安全评估系统PowerEdge2850Xeon2.8G*22GB人力资源系统PowerEdge2850Xeon2.8G*22GB任务管理系统PowerEdge2650Xeon2
13、.8G*22GB库存管理系统PowerEdge1750Xeon2.4G*2/1GB身份认证系统PowerEdge750P42.8G/1GB表:XXX客户数据中心服务器上述服务器中,除了视频服务器和下载服务器外,其它服务器的负载都非常小,远没有达到充分利用的状态。虽然视频服务器和下载服务器的负载相对较高,但是也没有充分发挥硬件平台的资源效率。另外还有一些运行边缘业务的服务器,由于设备老旧以及所在位置等原因,本次尚未统计在内。在存储阵列方面,XXX客户数据中心的主要存储设备及其相应系统的容量与使用率情况如下所示。旧MDS4700阵歹IJ上,网管系统可使用的总容量为1400G,现已使用了800G,使
14、用率为57%;邮件系统可使用的总容量为1950G,现统计分析系统已使用了900G,使用率为67%。人力资源系统可使用的容量已全部分配完毕。 IBMFaStT600阵列上,库存管理系统可使用的总容量为1340G,现已使用了1340G,使用率为100%:身份认证系统可使用的总容量为340G,现已使用了170G,使用率为50%。 旧MDS5020阵歹IJ上,视频服务器可使用的总容量为1540G,现己使用了1530G,使用率为97%;防病毒系统可使用的总容量为270G,现已使用了206G,使用率为76%。 EMCCX3-40阵列上,财务系统可用总容量为941G,现已使用了325G,使用率为32%;移动
15、站业务管理系统可用总容量为800G,现已使用了270G,使用率为34%;安全评估系统可用总容量为600G,现已使用了305G,使用率为51%。 EMCCX500阵歹IJ上,任务管理系统可用总容量为120G,现已使用了95G,使用率为79%;固定资产管理系统可用总容量为300G,现已使用了280G,使用率为94%。 EMCCX4-480阵列上,下载服务器可用总容量为2000G,现已使用了2000G,使用率为100%;生产经营管理系统可用总容量为980G,现已使用了800G,使用率为82%。上述存储设备及其相应系统的容量与使用率情况如下表所示。阵列名称使用系统可用空间已用空间使用率IBMDS470
16、0网管系统1400G800G57%邮件系统1950G900G67%人力资源系统400G400G100%IBMFastT600库存管理系统1340G1340G100%身份认证系统340G170G50%IBMDS5020视频服务器1540G1530G97%防病毒系统270G206G76%EMCCX3-40财务系统941G325%32%移动站业务管理系统800G270G34%安全评估系统600G305G51%EMCCX500任务管理系统120G95G79%固定资产管理系统300G280G94%2000G2000G100%EMCCX4-480下载服务器生产经营管理系统980G800G82%表:XXX客
17、户数据中心存储阵列可见,目前XXX客户的磁盘阵列划分孤立、分散,造成了磁盘阵列的浪费以及数据的高风险性,而且十分不易于维护。随着之后系统和数据量的不断增加,这一现象将会持续加剧。通过对XXX客户服务器和存储现状的分析,目前IT基础架构有以下几个问题亟待解决: 服务器的利用率低。现在机房内运行的大部分机器的利用率都非常低,由于一台服务器只能有一个操作系统,受系统和软件开发平台的限制,CPU、内存、硬盘空间的资源利用率都很低,大量的系统资源被闲置。 可管理性差。首先是可用性低,几乎每个应用服务器都是单机,如果某台服务器出现故障,相对应的业务也将中断。其次是当硬件需要维护、升级或出现硬件故障时,上层
18、业务系统均会出现较长时间的中断,影响业务的连续性,其中包括一些重要业务系统,一旦中断服务影响很大,未来数据中心搬迁时会更加麻烦。 兼容性差。系统和应用迁移到其他服务器,需要和旧系统兼容的系统。新的软件包括操作系统和应用软件无法运行在老的硬件平台,而老的代码有时候也很难移植到新的硬件平台上。例如:由于各种资源数据库不同公司分别开发,需要的运行的软硬平台很多时候不能保证兼容。为节省时间、物力和保持系统部署的顺利,只能用增加服务器单独部署的方法来解决。 服务器和存储购置成本高,维护成本递增,也不得不考虑。随着应用的不断增加,服务器数量也跟着增加,每年要支出高额购置费用不说,还有部分服务器已经过保修期
19、,部件逐渐进入老化期,维护、维修预算费用也逐年增加。 对业务需求无法做到及时响应,灵活性差。当有新的应用需要部署时,需要重新部署服务器,存储系统,并需要对网络系统进行调整以适应新的IT应用的需求。 目前为每套生产系统,在开发测试中心均要保留一套开发测试环境,造成了资源很大的浪费。VMware的服务器虚拟化解决方案可以很好地解决上面这些问题,下面的章节将从方案的整体规划设计,体系结构,计算,网络与安全,存储,可用性,管理与自动化等方面对该方案进行全面地分析与介绍。2VMware解决方案规划设计虚拟化技术的引入大大减少了需要维护和管理的设备,如服务器、交换机、机架、网线、UPS、空调等。原先设备可
20、以根据制度进行折旧报废、或者利旧更新,使得IT管理人员有了更多的选择。虚拟化可以提高资源利用率,降低硬件采购成本,更加节能和节省空间,让整个数据中心更加灵活。下图是实施了VMWare虚拟化方案之后的IT整体架构。图:数据中心整体架构图服务器虚拟化后,我们搭建了虚拟化集群,并统一进行管理。原有的服务器设备仍然可以正常运行,并且与虚拟化服务器融合在一起。随着虚拟化的不断应用,可以不断动态地增加虚拟化集群的规模,搭建更健康的IT体系架构。客户端方面,延续了原先的访问模式,对于虚拟服务器的数据交互等操作,等同于原先传统物理服务器的的访问模式,不会对业务系统造成任何不利影响。本章节接下来的部分,将从计算
21、,存储,网络,可用性,管理与监控五个方面对XXX客户的数据中心进行全面高效的规划设计。2.1 计算资源规划虚拟机上运行着为各个用户和整个业务线提供支持的应用与服务,其中有很多都是关键业务应用,因此,用户必须正确设计、调配和管理虚拟机,以确保这些应用与服务能够高效运行。VMwareESXi主机是数据中心的基本计算构造块,这些主机资源聚合起来可构建高可用动态资源池环境,作为数据中心各应用的整体计算资源。本小节将根据XXX客户的生产环境,对计算资源进行整体规划,包括物理服务器,虚拟机等资源。指导原则与最佳实践 除非确实需要多个虚拟CPU(VCPU),否则默认配置一个,使用尽可能少的虚拟CPU。操作系
22、统必须支持对称多处理(SMP)功能。应用必须是多线程的,才能受益于多个虚拟CPU。虚拟CPU的数量不得超过主机上物理CPU核心(或超线程)的数量。 不要规划使用主机的所有CPU或内存资源,在设计中保留一些可用资源。要实现虚拟机内存性能最优化,关键是在物理RAM中保留虚拟机的活动内存,应避免过量分配活动内存。 始终将透明页共享保持启用状态,始终加载VMWareT。IS并启用内存释放。 资源池CPU和内存份额设置不能用于配置虚拟机优先级。资源池可用于为虚拟机分配专用CPU和内存资源。 在工作负载极易变化的环境中配置vSphereDPM,以降低能耗和散热成本。 部署一个系统磁盘和一个单独的应用数据磁
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