服务器虚拟架构解决方案Word格式文档下载.docx

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虚拟化技术允许具有不同操作系统的多个虚拟机在同一物理机上独立并行运行。

每个虚拟机都有自己的一套虚拟硬件（例如RAM、CPU、网卡等），可以在这些硬件中加载操作系统和应用程序。

无论实际采用了什么物理硬件组件，操作系统都将它们视为一组一致、标准化的硬件。

伴随着用户对于服务器的整合需求的不断增多和处理器性能的不断提升，特别是多核时代到来后，虚拟化应用也逐渐从原有的大型机移植到了X86架构的服务器上。

由于虚拟化技术拥有高效、节能、节省空间、省电等多种优势，无论是大型企业数据中心整合还是中小型企业的经济型服务器选型，虚拟化都在其中扮演着重要的角色。

事实上，实施服务器虚拟化可以让客户获得更大的收益。

虚拟化市场—三足鼎立

市场调研公司Gartner近日预测说，全球虚拟化软件收入将从2008年的19亿美元稳定增长到2009年的27亿美元，增幅达到43%，全球虚拟化软件和服务在2009年的增长将达到20%，相比2008年的12%有所增长。

面对一块如此诱人的市场蛋糕，没有公司可以等闲视之，虚拟化市场的火爆吸引了众多IT厂商的加入，vmware、思杰（Citrix）、Sun、Oracle、微软纷纷在这片市场上跑马圈地，一时间虚拟化战场硝烟弥漫，再现当初群雄争霸的场面，当然在这其中最引人注目的还是Vmware、思杰（Citrix）和微软公司。

VMware起步最早、实力最强，是目前服务器虚拟市场的老大，与之相比，微软和思杰（Citrix）处于弱势，但是两者之间的良好合作关系以及产品的开源特性或价格优势将是双方挑战VMware霸主地位的资本，当然在微软操作系统的深入人心也是我们不得不考虑的重要因素之一。

Vmware

VMware是公认的虚拟化技术解决方案专家，其虚拟化解决方案涵盖了从桌面到服务器的方方面面，基于企业桌面的虚拟化产品（如VMwareVirtualDesktopInfrastructure（VDI）和VMwareACE）让我们倍感亲切，可以为服务器整合提供业界最强大的软件套件VMwareInfrastructure3更是让业界称道。

VMwareInfrastructure3是一个功能丰富的套件，它提供创建快速响应数据中心所需的效率、可用性和动态管理功能，它可以提供独立于硬件和操作系统的应用程序可用性和业务连续性，并通过跨物理服务器和存储阵列实时迁移虚拟机，消除因服务器和存储设备维护而导致的计划内停机，提供大型机级别的可用性和可靠性。

VMwareInfrastructure将业界标准服务器和与他们连接的网络和存储设备虚拟化，并将他们聚合到统一的资源池中，它将包括操作系统和应用程序在内的完整环境封装在独立于硬件的虚拟机中，让IT环境具备了惊人的灵活性、可维护性和效率。

VMwareInfrastructure未绑定到任何操作系统中，因而也为我们能够自由选择操作系统和软件应用程序提供了方便，我们可以根据自己的需要对VMwareInfrastructure进行扩展，以便为任何规模的IT环境提供支持。

为了实现上述功能，VMwareInfrastructure主要包含了以下组件：

一、VMwareESXServer

VMwareESXServer是动态的、自我优化型IT基础结构的基础，它将处理器、内存、存储和网络资源抽象为虚拟机，它采用的是一种业界称为baremetal的解决方案，可以充分调动硬件资源去实现各种虚拟化下的任务，使得虚拟机尽可能直接面对硬件，调动资源的效率更高。

ESXServer通过跨越大量虚拟机共享硬件资源，提高了硬件的利用率，并大大降低了系统的运营成本。

同时，先进的资源管理能够提供完全动态的资源控制，适合各种要求严格的应用程序的需要，同时可以实现服务器部暑整合，为企业未来成长扩展所需空间。

ESXServer的高可靠性还表现在，当系统发生灾难时，可以在最短的时间内（毋需重新安装操作系统），迅速恢复系统的运行。

二、VMwareVMFS

VMwareVirtualMachineFileSystem（VMFS）是一种高性能的群集文件系统，它允许已安装的多个ESXServer同时访问同一虚拟机存储。

使用VMFS，我们可以在一个中央位置高效存储整个虚拟机状态，从而极大地简化了虚拟机的部署和管理。

VMFS还支持独特的基于虚拟化的功能，例如，从一台物理服务器将正在运行的虚拟机实时迁移到另一台服务器，自动重启单独物理服务器上的故障虚拟机，以及跨不同物理服务器建立虚拟机群集。

需要说明的是，VMwareVMFS群集文件系统包含在VMwareInfrastructure企业版和标准版中，在入门版中仅可用于本地存储。

三、VMwareVirtualSMPTM

VMware虚拟对称多重处理（SMP）通过让单个虚拟机同时使用多个物理处理器（允许一个虚拟机同时最多使用四个物理处理器），提高了虚拟机的性能，它是VMware提供的一项独一无二的功能，支持多数处理器和资源密集型企业应用程序（如数据库、ERP和CRM等）的虚拟化。

VMwareVirtualSMP采用多个处理器分担工作量的方式运行大量占用资源的应用程序和任务，同时允许处理器超额负载，可通过运行在虚拟机内部的来宾操作系统取消对闲置虚拟处理器的安排，然后将其重新用于其他工作。

SMP还支持在可用处理器之间移动处理任务，以平衡工作量和更加充分地利用所有处理能力，与此同时，内置控制最大限度地降低了系统开销。

四、VMwareVirtualCenter

VirtualCenter为我们提供了集中管理、操作自动化的可能性，借助VirtualCenter，我们可以快速部署虚拟机，并监视物理服务器和虚拟机的性能（包括CPU、内存、磁盘I/O和网络I/O的利用率曲线图），以便分析物理服务器及其正在运行的虚拟机的性能。

VirtualCenter还可以智能地优化资源，确保所有应用程序在虚拟机中的高可用性，并可使您的IT环境更快地响应基于虚拟化的分布式服务，例如VMwareDRS、VMwareHighAvailability（HA）和VMwareVmotion。

五、VMwareDRS

VmwareDRS跨聚合到逻辑资源池中的硬件资源集合动态地分配和平衡计算容量。

VmwareDRS跨资源池不间断地监控利用率，并在多个虚拟机之间智能地分配可用资源。

VmwareDRS允许用户确定以下方面的规则和策略：

决定虚拟机共享资源的方式与在多个虚拟机之间排定这些资源的优先级的方式。

当虚拟机遇到负载增大时，VmwareDRS将首先根据既定的资源分配规则和策略评估其优先级，如果合理，则分配更多资源。

资源是通过以下两种方式分配给虚拟机的：

将虚拟机迁移到具有更多可用资源的另一台服务器上；

或者通过将其他虚拟机迁移到别的服务器上而在此服务器上为该虚拟机营造更大的“空间”。

通过VmwareVMtion将虚拟机实时迁移到不同的物理服务器是以对最终用户完全透明的方式完成的。

VmwareDRS可以配置为以自动或手动模式操作。

在自动模式下，DRS将确定以尽可能最好的方式在不同的物理服务器之间分配虚拟机，并自动将虚拟机迁移到最合适的物理服务器上。

在手动模式下，VmwareDRS将提供一个把虚拟机放到最佳位置的建议，将它提供给系统管理员，由其决定是否进行更改。

资源池灵活的分层结构使管理员能够将可用的IT资源与业务部门的需求相协调起来。

各业务部门可以收到专用的IT资源，同时仍然能够受益于资源池的高效性。

通过强健的访问特权管理，能够将一个业务部门资源池的例行基础结构任务委派给一名业务部门系统管理员。

六、VMwareVmotion

VMwareVMotion可使IT环境保持正常运行，为您提供空前的灵活性和可用性，以满足您的业务和最终用户不断增长的需要。

以零停机时间迁移虚拟机，将正在运行的虚拟机从一台物理服务器移动至另一台物理服务器，而不影响最终用户。

VMwareVMotion是VMware开发出的一项独特技术，它将服务器、存储和网络设备完全虚拟化，使得正在运行的整个虚拟机能够在瞬间从一台服务器移到另一台服务器上。

虚拟机的全部状态由存储在共享存储器上的一组文件进行封装，而VMware的VMFS群集文件系统允许源和目标VMwareESX同时访问这些虚拟机文件。

然后，虚拟机的活动内存和精确的执行状态可通过高速网络迅速传输。

由于网络也被VMwareESX虚拟化，因此，虚拟机保留其网络标识和连接，从而确保实现无缝迁移。

七、VMwareHA

VMwareHA可为虚拟机中运行的应用程序提供易于使用、经济高效的高可用性。

在服务器发生故障时，受影响的虚拟机将在具有备用容量的其他生产服务器上自动重启。

并且这种重启不需要专门的备用硬件，也不需要安装其他软件，就可以将停机时间和IT服务中断时间降到最低。

VMwareHA不间断地监控资源池中所有服务器并检测服务器故障。

放置在每台服务器上的代理会不断向资源池中的其他服务器发出“心跳信号”，而“心跳信号”的终止会导致所有受影响的虚拟机在其他服务器上重新启动。

VMwareHA确保资源池中始终有充足的资源，以便能够在出现服务器故障时在不同的物理服务器上重新启动虚拟机。

VMwareVirtualMachineFileSystem（VMFS）群集文件系统使重新启动虚拟机成为可能，并允许多个ESXServer实例对相同的虚拟机文件进行读写访问。

同时我们可以通过VirtualCenter方便地为资源池配置VMwareHA。

八、VMwareConsolidatedBackup

VMwareConsolidatedBackup工具是VMwareInfrastructure3套装中的一个选件，可以利用虚拟化技术来加速备份与恢复，该功能可以减轻ESXServer上的负载，使其可以运行更多的虚拟机，并充分利用四个虚拟CPU和16GB内存的强大处理能力，同时还可支持iSCSI和NAS存储。

VMwareConsolidatedBackup可以直接在底层的虚拟层上进行数据的备份，避免了在每台虚拟机上进行备份，从而改善了IT资源的管理。

ConsolidatedBackup提供了一组驱动程序和脚本，有了它们，我们可以从一个使用业界标准的备份代理程序的集中化的MicrosoftWindows2003代理服务器中对运行任何受支持的操作系统的虚拟机执行无需局域网的备份。

ConsolidatedBackup包括可与大多数主要的备份软件集成的备份前和备份后脚本。

将为每个虚拟机创建一个备份作业，该作业将被分派到ConsolidatedBackup代理上，备份前脚本将拍摄虚拟机的快照，并将此快照直接从SAN装载到代理服务器上。

对于运行MicrosoftWindows操作系统的虚拟机，备份前脚本还将暂停于虚拟机中的NTFS。

然后，备份客户端还可以将虚拟机的内容备份为一组文件和目录，最后，备份后脚本将卸载装载的快照并使虚拟磁盘退出快照模式。

以上我们介绍一些VMwareInfrastructure3套装中的一些主要组件的功能以及工作原理，通过这些介绍，我们可以看到作为虚拟机行业的翘楚，VMware为我们提供了全方位的解决方案，当然我们可以根据自己的需要来选购所需的功能模块，在满足我们业务需求的情况下尽可能的节省我们的投资。

尽管VMwareInfrastructure3功能如此强大，但技术的进步是没有止境的，据悉，VMware的下一代虚拟软件将于2009年第二季推出，软件的名称，不叫做ESX4或VI4，而是vSphere，不同于上一代虚拟化软件，vSphere则是强化系统的容错能力。

不同于现行的VI3（VMwareInfrastructure3）的HA（高可用性）机制，必须要停机，才能将实体服务器上的所有虚拟机转移至另一台实体服务器中。

VMware新一代虚拟化软件vSphere，可以针对每个虚拟机进行实时的备援，也就是说，在VMware的VirtualCenter管理接口上，如果同时开启一个虚拟机与该虚拟机的备援时，两个虚拟环境是一致的，当虚拟机开启文件夹时，备援的虚拟机也会同时开启，当虚拟机故障时，则会不停机转移至备援的虚拟机上，VMware表示，这么一来则是实现了真实的HA不停机转移机制。

vSphere还将新增分布式虚拟交换器（DistributedVirtualSwitch，DVS）的功能，可以将分散在同一个局域网络的多台虚拟交换器集结起来达到集中管理的目的。

此外，如果虚拟机要透过VMotion做不停机的转移时，DVS则可以随着虚拟机的搬移而同步移转交换器的设定，不需额外的手动设定。

在介绍了VMware的主要情况之后，我们在来看看微软和思杰（Citrix）的情况。

微软内置虚拟化技术一直不温不火的发展，而面临有巨大潜力的虚拟化市场，微软怎么会无动于衷?

虽然微软在虚拟化方面扮演后发者的角色，却展现出惊人的效率，2008年，随着其专业虚拟化工具Hyper-V的正式推出，微软已经拥有了从桌面虚拟化、服务器虚拟化到应用虚拟化、展现层虚拟化的完备的产品线，一股脑将桌面、服务器、视觉表现层和应用层四大领域全部划入虚拟化的范围，营造在各个虚拟化应用领域的整体优势，并试图在主导市场发展方面取代VMWare领头羊的位置。

Hyper-V是微软抗衡VMware的一个重头产品，其设计方法提高了虚拟化技术的效率，能够提供更好的性能（此技术也通过微软Hyper-VServer单独提供）。

Hyper-V技术以及现有的MicrosoftVirtualServer2005R2都支持服务器整合，支持在新硬件上运行旧操作系统和应用程序，以及跨平台可迁移应用程序的灾难恢复。

微软把目标放在了尚未使用虚拟化产品的中小企业市场。

由于Hyper-V虚拟化软件的低廉价格优势，并且作为Windows2008Server的标准构成组件的角色出现，Hyper-V的进展很顺利，取得了不少的市场份额。

据IDC的调查报告，Hyper-V已经大大削弱了虚拟化老大VMware的市场份额。

凭借微软的实力，如果想在虚拟化领域有一番作为，也许不是难事。

思杰（Citrix）作为应用交付基础架构解决方案提供商为我们提供了更多的选择，特别是它通过一些诸如并购、合作等商业动作，在服务器虚拟化市场上已经成为一股不可小觑的力量，但是从目前的实力和市场、技术积累上看，思杰要赶超VMware，还需要很长一段时间。

2008年思杰发布了其新一代服务器虚拟化产品系列Citrix&

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XenServer?

5，XenServer5克服了第一代解决方案的局限性和复杂性，拥有强大的新型管理功能及前所未有的易用性，使各种规模客户的数据中心更加高效。

它是思杰交付中心产品家族中的重要构成部分，这一产品系列是一套全面的数据中心到桌面的体系，帮助客户将静态的数据中心转变为动态的“交付中心”。

除了一系列诸如实时迁移、资源整合和工作负载供应等众多可靠的企业级功能以外，XenServer5还添加了一百多种新的虚拟化管理功能，其中包括在高可用性（HA）和灾难恢复方面的新的重大改进。

这些新功能包括业界最先进的高可用性、自动重启、故障切换技术，这些技术可以为一些最关键的应用无缝地升级到完全容错。

XenServer5的开放性架构进一步提升，使用户能更轻松地利用存储和数据中心管理系统中的已有设施。

与其他基于封闭式专属系统的虚拟产品不同，XenServer中的开放式存储API使顾客能够直接从XenServer管理控制台内部使用和管控已有的EqualLogic及NetApp等厂商的存储系统中的快照、克隆、复制和重复数据删除等先进功能。

这一独特方式使用户可以充分利用现有的数据中心基础设施的所有功能，而不用部署和管理仅适用于自己虚拟服务器的一套全新工具和人员。

微软和思杰的关系是很有意思的，除了是竞争关系，两家还是很好的合作伙伴关系。

合作可以互补产品线的不足，比如微软缺乏在数据中心运行虚拟桌面的技术，可以依赖思杰公司提供。

两家公司还存在着一些互操作性，比如微软的SystemCenterVirtualMachineManager可以管理运行在CitrixXenServer上的虚拟机。

这种合作暂时让两家公司互相借力，帮助用户提供更全面的产品，但是从长期来看，这样可能把用户锁定某一家公司的产品。

而且就两家目前关系来看，这种合作也不以有持久，毕竟由于企业产品线的不断奖壮大，两家的竞争关系将出凸显出来，但是不管怎么说，现在虚拟化领域出现了三足鼎立的局面，这是用户愿意看到的情形。

典型案例分析

为了让读者对服务器虚拟化有个更为直观的概念，我们以一个拥有60台PCserver服务器的数据中心为例来进行下方案设计。

根据用户的需求情况，对于目前的60台物理服务器，建议仅采用4台双CPU的物理服务器来逐渐代替，每台物理服务器的内存增大到32GB以上。

同时每台物理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，利用2CPU物理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，进而再安装应用软件，这样以前的每个物理服务器就变身成为VMwareInfrastructure3.0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，建议配置一套光纤存储阵列产品，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，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（VMwareVMotion），进行动态的资源管理（VMwareDRS），和集中的基于虚拟机快照技术的LanFree的整合备份（VMwareVCB）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VirtualCenter软件，对4台物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一的管理。

对于当前应用的虚拟化分配部署实施情况，目前的60多个应用，平均每台ESX机器上需要运行15个左右的虚拟机，但并不意味着每台上恰好运行15个左右。

因Vmware有DRS动态资源调度的技术，系统会自己平衡相应的资源直到工作平衡。

对于各个应用采取虚拟化的，采用Converter等物理机到虚拟机的迁移技术，逐渐将各个应用系统迁移到ESX平台之上。

方案拓扑图如下：

针对上面的拓扑图，详细说明如下：

一、虚拟架构主体部分VMwareESXServer配置 

本方案的主体部分既是4台安装了VMwareESXServer软件的2CPU物理服务器。

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一个好处是，可以充分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3.0GHzCPU，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，VirtualSMP支持虚拟化需要多处理器和密集资源的企业应用程序。

二、IP-SAN集中存储实现虚拟服务器的文件共享

方案中，我们建议采用IP-SAN集中存储方式，这样可以将每个虚拟机的文件系统创建在共享的SAN集中存储阵列上，VMwareVMFS虚拟机文件系统，是一种高性能的群集文件系统，允许多个ESXServer安装同时访问同一虚拟机存储。

支持通过VMwareVirtualCenter、VMwareVMotion?

技术、VMwareDRS和VMwareHA提供的基于虚拟化的分布式基础结构服务。

由于VMware的虚拟架构系统中的虚拟机实际上是被封装成了一个档案文件和若干相关环境配置文件，通过将这些文件放在SAN存储阵列上的VMFS文件系统中，可以让不同服务器上的虚拟机都可以访问到该文件，从而消除了单点故障。

三、虚拟架构环境的集中管理、自动化及优化运行

为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控，方案中建议配置一台独立的Windows2003服务器来做为VI3套件中的VirtualCenter服务器，VirtualCenter服务器为IT环境提供了集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。

基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供了前所未有的响应能力、可维护性、效率和可靠性级