VMware虚拟化解决方案及同类产品对比分析.docx
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VMware虚拟化解决方案及同类产品对比分析
VMware虚拟化解决方案及同类产品对比分析
客户：
XX公司
Contents
1项目背景
XX公司因业务系统的需求，需要搭建内部虚拟化实验测试平台满足内部开发环境的测试和研发，开发设计到的应用linux、windows、等在满足这些应用之后能够和物理环境的操作系统进行更好的衔接和过渡。
通过部署虚拟化实验平台减少IT投资和降低IT治理的复杂性。
2需求分析
∙要求虚拟化实验平台之后能够承载oricon、sql、windows、iisweblogic开发环境测试
∙能够实现物理机到虚拟机之间的数据迁移；
∙保证业务连续性的到保证；
∙结合现有的实际情形选择最正确实践的虚拟化解决方案；
3项目原那么
整个项目的设计的原那么满足有用性、可扩展性、稳固性等特点，通过提供这些保证确保业务系统的安全运行和提供高质量的保证。
-有用性：
满足现有的实际的应用需要，减少不必要的投入和开支；
-可扩展性：
满足以后几年内的IT进展和业务进展，预留可扩展性的设计；
-稳固性：
确保业务系统的零故障显现，保证系统的7*24小时运行；
4方案设计
4.1Vmware解决方案概述
4.1.1VMware服务器整合解决方案
随着企业的成长，IT部门必须快速地提升运算能力－以不同操作环境的新服务器形式而存在。
因此而产生的服务器数量激增那么需要大量的资金和人力去运作，治理和升级。
IT部门需要：
∙提升系统爱护的效率
∙快速部署新的系统来满足商业运行的需要
∙找到减少相关资产，人力和运作成本的方法
VMWARE服务器整合为这些挑战提供了解决方案。
虚拟构架提供前所未有的负载隔离，为所有系统运算和I/O设计的微型资源操纵。
虚拟构架完美地结合现有的治理软件并在共享储备〔SAN〕上改进投资回报率。
通过把物理系统整合到有VMWARE虚拟构架的数据中心上去，企业体验到：
∙更少的硬件和爱护费用
∙闲暇系统资源的整合
∙提升系统的运作效率
∙性价比高，连续的产品环境
整合IT基础服务器
运行IT基础应用的服务器大多数是Intel构架的服务器
这一类的应用通常表现为文件和打印服务器，活动名目，网页服务器，防火墙，NAT/DHCP服务器等。
尽管大多数服务器系统资源的利用率在10％－15％，然而构架，安全和兼容性方面的问题导致必须指定不同的物理平台来运行它们。
治理，安装补丁和添加安全策略将花去大量的时刻。
另外，服务器的衍生组件将导致设备，动力和散热方面的成本上升。
因为低服务器的利用率，低CPU的合并和中等I/O的要求，IT基础服务器首选作为虚拟化和相关整合的候选者。
虚拟化使得企业能实现：
∙达到甚至超过每个CPU，4个负载的整合比率
∙更廉价的硬件和运作成本
∙在服务器治理方面的重大改进，包含添加，移动，变更，预制和重置
∙基础应用将变得更强壮和灾难抵御能力
整合重要应用服务器
依照5个不同的企业使用服务器软件来大幅降低成本的实例，VMWARE出具了一份研究报告。
使用服务器TCO模型来分类和运算成本，我们分析显示VMWARE服务器软件关心这些企业实现：
∙减少28％－53％的硬件成本
∙减少72％－79％的运作成本
∙减少29％－64％的综合成本
客户目标：
∙整合闲暇服务器和储备资源，为新项目重新部署这些资源
∙提升运作效率
∙改进服务器的治理灵活性
∙通过零当机爱护改善服务等级
∙标准化环境和改进安全
∙灾难状态下，减少复原时刻
∙更少冗余的情形下，确保高可用性
∙更有效的适应动态商业的需求
∙高级备份策略
∙在技术支持和培训方面降低成本
刀片服务器上的VMWARE软件性能优化
新的诸如IBM刀片中心和HPProLiant刀片P系列的刀片服务器长期致力于满足企业IT主管的整合需求。
刀片平台提供改良的服务器治理性能和使运作参数最优化，例如减少预制，复杂线缆，动力和散热等方面的开支，并节约机房空间。
带虚拟中心的VMWAREESX服务器部署在刀片平台上能改进刀片的使用率和刀片效价比。
除此之外，在预制新的软件服务和爱护现有的服务时，VMWARE软件提供更大的灵活性和响应能力。
部署在刀片服务器上的VMWARE虚拟中心通过治理虚拟和实体主机，让用户连续的整合负载，进而优化硬件使用率和降低成本。
虚拟构架把可用的硬件看成一般的资源池，因此，在资源规划分配时期能确保灵活性。
在某一负载达到峰值的情形下，任务能轻松地重新分配。
预制一个新的负载无须部署一个新的刀片。
除此之外，虚拟构架关心我们降低购买新刀片底座的成本。
有了VMWARE您能：
∙灵活而恰当的操纵您当前的运算能力
∙由于更高的系统利用率，节约超过35％的运作成本
∙使您的基础构架能实现按需动态预制，高可用性和灵活治理
4.1.2VMware商业连续性解决方案
每年成百上千的全球数据中心遭遇重大的服务中断。
这些商业运行将受到用户错误，病毒，硬件故障和自然灾难等问题的阻碍。
当前商业连续性处于企业IT策略的最前沿，同时从治理层到CEO的所有人都专门重视它。
成功的商业连续性策略元素包含：
∙应用程序可用打算
∙包含监控和平台冗余的预防措施
∙数据爱护
∙灾难复原策略
∙有效的人员打算
使用虚拟构架，IT治理员能改进商业连续性的所有方面，例如：
∙由于主备服务器之间的硬件独立性，使得灾难复原更快而花费不多
∙排除打算内的硬件当机，并明显的减少打算内的软件当机
∙治理所有虚拟机和监控宿主机的单点操纵技术
∙为了实现捕捉和复原，完全的把主机压缩到文件里去
∙简化和可重复的自动程序
基于虚拟机的集群冗余简化
为了实现高可用性，企业使用中间软件例如微软和Veritas的集群软件，把两台服务器绑定在一个热备环境。
即使运行在服务器上的应用程序有集群感知能力，万一主服务器遭遇硬件或软件错误，如此的安排仍旧会导致非应用程序当机。
冗余能排除单点失败。
随着IT对企业运作而言变得更加重要，高水平的服务普遍成为企业的需求，越来越多的应用那么被要求高度可用。
然而，为了实现如上所述的高可用性集群，就像专门多服务器运行应用一样，企业需要预备和治理两次。
有了虚拟化，IT治理员能在运行重要应用的实体机和同等配置的虚拟机上创建集群。
在待机状态下，虚拟机并不消耗运算机资源，同时能以专门高的比例整合到一个或几个实体平台上去。
结果，企业无须在硬件数量或治理和安装补丁上投入双倍的人力和物力，从而实现高可用性。
冗余的方式将由2N变为N+1。
实体到虚拟的集群和实体到实体的集群一样都支持同样的集群软件。
同时，节约的成本能为更多的负载实现高可用性并签署更多的高水平服务协议。
无须原硬件的数据复原
大多数企业IT部门使用常用的备份软件，例如TivoliStorageManager,LegatoNetworker,或者VeritasNetBackup来创建数据和应用程序备份。
既然备份策略能抵御用户错误和某些情形下的软硬件故障，比较长的复原时刻和多复原点是能被同意的。
然而，为了获得备份所带来的好处，企业必须确保数据确实能被复原。
业余备份，专业复原？
为了测试数据复原，IT治理员需要为每个已备份的主机提供一台测试的失败转移服务器，安装操作系统，安装备份代理，尝试在测试失败转移服务器上调整Windows注册表和其他系统配置。
假如系统调整成功，备份服务器和备份代理才能被用来测试数据复原。
预制新的服务器和调整Windows注册表是一个漫长的手工过程同时有时并不可能。
如此，在不同的失败转移服务器实现数据复原是存在疑问的。
这些问题将被虚拟失败转移硬件给解决了。
此外，操作系统安装，备份代理的安装和Windows注册表的调整只需做一次。
此后，一个完整的已配置的VM模板将被储备在VM模板库内。
Vmware软件能确保企业：
∙为灾难后的测试和复原，排除硬件资源方面的障碍
∙幸免系统和备份代理的安装，用虚拟机模板来缩短复原周期
∙用标准的虚拟化硬件，使得灾难复原更加可靠和可重复
失败转移服务器的整合和自动化
关于关联在储备域网〔SAN〕上重要应用的部署，企业灾难复原策略通常包含一个灾难复原的热站，那个站点有在主备之间的完全同步的数据复制。
这种策略提供专门少的复原点对象〔PRO〕。
然而，出于复原时刻对象〔RTO〕的考虑，复原时刻专门依靠于除了数据复原之外的复原实体服务器，操作系统，系统参数和应用程序的能力。
为了坚持较少的复原时刻对象〔RTO〕，硬件和系统的同一配置需要被爱护在失败转移站点上。
如此的配置不管在初始资本投入时期依旧在项目运作，升级，爱护和支持时期费用差不多上专门昂贵的。
这种方案的两个明显缺点在于预制了太多的新服务器以及通常没有可能为数据复原去调整Windows注册表和对不同的失败转移服务器的其他系统参数进行配置
∙部署在整个企业内的虚拟构架能确保企业：
∙幸免在失败转移站点上停滞不前
∙在主备站点上，从服务器整合角度来减少投入成本
∙使复原过程自动化，并实现储备治理软件的集成
∙改进复原过程的可靠性
4.1.3VMware测试和开发解决方案
CIO们一直处于如何进一步缩短企业应用程序开发和部署周期的压力之下。
在预算范畴内，及时提供高质量的软件从来就不是件容易的事。
基于现代的多层体系和操作系统，扫瞄器和防火墙的多版本，任务变得更加复杂了。
在软件开发过程中的一些问题包括：
∙对有限硬件资源的争夺
∙不匹配的开发和生产环境
∙不恰当的时期使得部署新应用程序更具风险
∙分布式的开发团队之间的交流问题
迁移开发和测试环境到虚拟构架在更低的缺陷方面即刻得到明显的改进。
VMWARE软件把完整的测试平台应用程序和数据压缩到文件内。
这些文件能在实体主机之间被轻易的储备，暂停，还原和传递。
由于通过VMWARE软件的隔离担保，多虚拟测试平台能运行在同一个实体主机上而不互相阻碍。
此外，虚拟构架有许多为测试和开发环境而设计的特定功能，例如系统快照，系统级的调试支持等
有了VMWARE软件，企业开发部门能：
∙把单一的实体平台划分成一打隔离的开发环境
∙精确的复制多模块产品环境到虚拟机上去
∙在不同的团队之间共享全部的环境
∙在开发和测试周期内，剔除反复配置的工作
∙使一些往常需要手动干预的测试过程自动化
∙在单一的实体平台上模拟复杂的网络应用
在同一物理硬件上运行多操作系统
VMWARE虚拟软件能在单一的物理平台上无限多的运行完全隔离的系统环境。
假如你是：
∙一个运行两个以上分别运行不同版本Windows或Linux系统的桌面主机程序员
∙建立跨平台分布式软件的开发者
∙由于构建系统软件和驱动程序需要，而导致每次程序崩溃都要重启主机的开发人员
∙频繁地为测试，开发，试验而更换X86服务器和桌面资源的多微软系统的工程治理员
∙在有限硬件资源配置的多系统上测试和检验产品的质量监测工程师
∙由于缺少硬件资源而无法精确的再生客户环境的技术支持专家
∙在不同的系统上运行核心级调试的程序员
∙需要在不同现场。
检测产品的外表，质地和功能的质检工程师
单一实体平台上配置开发环境
现代企业软件应用从属于协议设计，系统环境，版本冲突和硬件依靠的各种变化。
假如所有都不是多层应用的话，大多数需要能在产品和开发下，带分布式连通和配置的多个主机，如此必将导致大量的基于X86平台上的开发和测试应用，例如网页服务器，应用服务器或者数据库难于治理。
这些经常被限定在一个固定的操作系统和软件版本上，如此使得他们得占据一个专门大的空间。
4.2vmware虚拟化方案设计
4.2.1需求分析
为了提高X86架构服务器上的信息系统高可用性，保证信息系统的业务连续性，保证后台数据的安全性，我们应用VMwarevSphere™部署全新的虚拟化架构。
VMwarevSphere™是业界首款云运算操作系统，它利用虚拟化的强大能力将数据中心转换为显著简化的云运算基础架构，使IT组织能够利用内部和外部资源，安全和低风险地提供新一代灵活可靠的IT服务。
VMwarevSphere™显著降低了资本和运营成本，在加强IT服务交付操纵的同时，还保留了在任何类型的操作系统、应用程序和硬件、使用内部托管或外部资源之间选择的灵活性。
有了为内部和外部云运算提供基础的VMwarevSphere™，并使用联邦和标准来连接内部和外部云运算基础架构，各种规模的组织都能实现云运算的全部优势
图表1虚拟化云平台的设计结构
作为成熟的虚拟化技术，VMwarevSphere™对整体应用体系架构设计的改变专门大，单从虚拟架构角度来看，能够大致分为基础架构服务层、应用程序服务层和虚拟应用程序层。
但从治理运维的角度来看，又能够分为基础架构治理层、虚拟资源治理层和自动化服务治理层
4.2.2方案拓扑
图表2逻辑架构图
4.3方案构成详细说明
4.3.1软件需求
软件名称
版本
描述
数量
4.3.2硬件需求
品牌
型号
数量
描述
4.4方案结构描述
4.4.1基础架构服务层
基础架构服务层是整个虚拟架构的重要支撑，要紧是将物理的资源，包括运算资源、储备资源和网络资源进行虚拟化，提供一些虚拟化的差不多单元，为整个架构的虚拟化做好铺垫，一样称为：
vCompute、vStorage和vNetwork。
这部分的要点如下：
关于vCompute，要紧包括：
Ø运算资源的分配粒度；包括内存和CPU的分配方式。
能够进行分配的粒度越细，往往效率越高，因此，内存能够分配细化到MB，CPU分配能够细化到MHz
Ø运算资源的动态调度；包括DRS和DPM。
DRS〔DistributedResourceScheduler〕确实是分布式资源调度，虚拟机能够在不同的物理服务器之间依照负载的均衡进行自动调度，这是资源〔CPU和内存〕动态调度的重要指标。
DPM（DistributedPowerManager）是电源的动态治理模块，也是最近虚拟化领域的重要技术。
DPM能够让服务器在负载较低的时候进行进一步的动态整合，从而大量节能。
ØHypervisor是服务器虚拟化的基石；目前，瘦Hypervisor差不多成为虚拟化行业的重要趋势，通过Hypervisor的瘦化，能够降低虚拟化本身的超载，降低虚拟化本身的资源消耗，从而提升整个虚拟化系统的性能。
关于vStorage，要紧包括：
ØVMwarevStorageVirtualMachineFileSystem（VMFS）；虚拟化平台中集群文件系统是构建虚拟化高可用的重要基础技术，通过虚拟化集群文件系统，能够确保进行虚拟环境交叉访问时，保证数据的完整性和可靠性。
Ø卷增长；卷的动态成长能够实现磁盘卷的在线扩展，为服务器虚拟化提供强大的储备虚拟支持能力，满足储备卷的按需扩展。
ØStoragevMotion；能够实现储备迁移时应用不需要停机，这是储备虚拟化和服务器虚拟化结合的范例，成为服务器虚拟化的标准配置功能。
ØThinProvisioning；〔vStorage精简配置〕的具体实现见以下图，最大的好处是提高储备的利用率，降低储备的成本超过50％。
图表3vStorage精简配置示意图
关于vNetwork，要紧包括：
Ø虚拟网卡；是为了满足同一服务器上多个虚拟机而建立的，是服务器虚拟化的重要基石，今天市场上的虚拟化软件都能够提供那个能力。
ØvNetwork虚拟交换机；能够在虚拟机和物理机之间提供第2层连接性，其功能包括：
⏹虚拟局域网分段〔有助于简化网络〕、流量隔离以及改进的可治理性
⏹内置的网卡绑定〔有助于提高可用性〕以及物理网络资源的负载平稳
⏹流速限制，有助于增强对物理网络流量的操纵
ØvNetwork分布式交换机；要紧是进一步简化虚拟化环境中的网络治理而实现的，可在数据中心级别提供集中和聚合的虚拟网络，从而简化并增强虚拟机网络。
4.4.2应用程序服务层
应用程序服务器层是为虚拟化平台上应用系统的可用性、安全性和可扩展性进行服务的，是整个虚拟化架构中最为重要的组成部分之一。
因此，那个层次的服务也相当丰富，也需要相当成熟的体会才能保证整个虚拟化的成功；换句话说，只有虚拟化平台足够强壮，才能够作为云运算的基础架构平台。
应用程序的可用性要紧包括：
ØvMotion；平台治理模块要能提供VMotion功能，能够方便的时刻虚拟机不停机的从一台PC服务器迁移到另外一台，从而幸免〝多个鸡蛋放到一个篮子〞可能造成的顾虑。
下面的图示大致描述了vMotion功能实现；
图表4vMotion实现原理
Ø平台治理要能提供高可用解决方案，如HA、FT容错功能，确保虚拟机的可用性。
下面图示了HA和FT功能机理；
图表5VMwareHA功能示意图
使用VMwareHA实现经济高效、独立于硬件和操作系统的应用程序可用性。
图表6VMwareFaultTolerance容错技术功能示意图
使用VMwareFaultTolerance〔容错技术〕能够实现完整的业务连续性，当有硬件发生故障之时，能够保证业务系统的连续运行，而不需要中断应用系统。
VMwareFaultTolerance〔容错技术〕提供了迄今为止，最高级别的业务连续性保证，能够花费最小的代价得到最高的可靠性要求。
ØNIC/HBA卡的Teaming也是服务器虚拟化的最差不多需求，确实是通过多网卡和多HBA卡，保证网络和储备访问的冗余性，一旦任何网卡或者HBA卡故障，都可不能引起虚拟机的服务中断；
Ø因此，虚拟平台的备份和复原也是需要考虑的，要能兼容传统的备份和容灾方案，包括VERITAS、Legato、IBM、HP、CA、Commvault等的备份方案等。
应用程序的安全性包括：
Ø尽量压缩Hypervisor本身的代码，容量降低到50MB以下，以降低Hypervisor本身受攻击的可能性；
ØVMsafe；提供Hypervisor级的病毒防范接口，承诺第三方厂商进行开发接口，从底层直截了当进行病毒的防范和截杀。
以下图例如了VMsafeAPI的方式提供第三方安全接口的例如；
图表7VMsafe实现机理示意图
ØvSheildZone；提供动态安全防火墙，确保系统在虚拟化平台上迁移时，安全策略能够动态迁移，确保系统安全的灵活性。
以下图是动态防火墙vSheildZone的实现机理示意。
图表8vSheildZone实现机理示意图
ØVMwareDistributedResourceScheduler（DRS）；动态地实现服务器资源负载平稳，以依照业务优先级向正确的应用程序提供正确的资源，从而让应用程序能够依照需要压缩或增长。
图表9VMwareDRS动态资源调配示意图
ØVMwareDataRecovery为小型环境中的虚拟机提供简单、经济高效、无代理的备份和复原。
图表10VMwareDataRecovery备份机制
VMwareDataRecovery备份模块具有以下一些特性：
⏹虚拟机的无代理、基于磁盘的备份和复原；
⏹虚拟机或文件级别的复原；
⏹增量备份和排除重复数据以节约磁盘空间；
⏹为虚拟机提供快速、简单和完整的数据爱护；
⏹通过vCenter实现集中式治理；
⏹经济高效的储备治理。
Ø应用程序的可扩展性包括：
CPU、内存的热添加和磁盘、网络等设备的热添加和删除，从而确保整个虚拟化平台具有足够的弹性。
这也成为虚拟化平台灵活性的重要指标，许多应用场景都能够从那个特性中获益。
图表11虚拟机的可扩展性
4.4.3虚拟应用程序层
VMwarevSphere™包括对vApp的支持，vApp是包含一个或多个虚拟机的逻辑实体，它使用行业标准开放虚拟化格式来指定和封装多层应用程序的所有组件，以及与该应用程序相关联的操作策略和服务级别。
图表11vApp功能示意图
虚拟应用程序层要紧是应用的打包模式的变革，传统的应用必须要进行安装才能够使用，通过VMware虚拟化技术，用户能够更为便利的部署应用，比如将应用系统当作文件的方式进行访问。
这实际上有两个趋势，一是应用本身的虚拟化，二是应用虚拟设备化。
应用的虚拟化确实是让任何应用都能通过单个或一组文件进行封装，便于应用的迁移和快速部署；应用的设备虚拟化确实是将应用开发限制到某一特点环境，完成的应用通过虚拟机的方式提供给用户，方便了用户的快速部署使用，减少了用户安装过程显现的问题。
因此，并不是要求应用都必须进行这两种改造才能够运行在虚拟化平台上，实际上应用能够和原先的应用方式完全一样运行在虚拟平台上，应用的用户甚至都不明白该应用是运行在实体服务器依旧虚拟机里面。
只因此要进行应用虚拟化，确实是想进一步简化应用的运行爱护
4.4.4VMware异地容灾技术〔可选部分〕
当前基于容灾的设计是以业务连续性为目标的,这就意味着假如某一套系统发生灾难,容灾中心需要能够自动的启动同时连续工作,VMware平台上的应用差不多上包含操作系统整体，同时是以文件形式存在且脱离具体硬件的,因此容灾的设计和实现并不需要类似以往的复杂的物理环境搭建。
不论是各生产系统依旧容灾中心，只要是具备虚拟化能力的数据中心，都能够方便的部署异地虚拟化容灾。
以下就介绍VMware的容灾技术。
VMWARE容灾系统与传统的容灾系统一样也是涉及到两个关键的参数：
RPO和RTO
1.RTO，RecoverTimeObject，复原时刻指标，是指当灾难发生后，生产系统需要多长时刻能够复原生产，它是衡量企业在灾难发生后多长时刻能重新开始运转的指标。
2.RPO，RecoverPointObject，复原点指标，是指灾难发生后，容灾系统能把数据复原到灾难发生前的哪一个时刻点的数据，它是衡量企业在灾难发生后会丢失多少生产数据的指标。
据国际标准SHARE78的定义，灾难复原解决方案可依照以上的要紧问题所达到的程度而分为七级，即从低到高有七种不同层次的灾难复原解决方案，具体可依照企业数据的重要性以及需要复原的速度和程度，来设计选择并实现灾难复原打算。
一个完善的容灾系统要紧包括三个层次：
数据容灾，应用容灾和网络容灾；两个级别：
本地高可用性〔HA、FaultTolerance或者备份〕，异地容灾。
1.数据容灾确实是指建立一个异地的数据系统，该系统是本地关键应用数据的一个同步或异步复制。
2.应用容灾是在数据容灾的基础上，在异地建立一套完整的与本地生产系统相当的备份应用系统〔能够是互为备份〕，在灾难情形下，远程系统迅速接管业务运行。
3.网络容灾是指在灾难发生后，当应用系统完成正确的迁移后，将访问应用系统的网络流量正确的导向远程的容灾系统。
4.本地高可用性可通过高可靠性的集中储备，高可靠性的虚拟运算体系为客户提供本地高可用性。
应用级别的容灾可通过VMWARE体系实现，具有如下特点：
⏹对物理主机及虚拟机的完整爱护；
⏹与VMwareESXServer完全集成；
⏹7×24小时备份及可用性，集成VMwareESXServer提供连续可用性；
⏹通过最新的完整备份，从虚拟机复原系统及服务；
⏹利用VMwareConverter为不同规格的服务器提供快速复原；
⏹三个简单步骤，10分钟完成物理主机到虚拟机〔P2V〕转换，可实现在线P2V转换，赶忙启动备
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