VMware+服务器虚拟架构解决方案.docx
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VMware+服务器虚拟架构解决方案
xxxxVMware服务器虚拟架构解决方案建议书
版本：
V1.0
文档更新日期：
2010/04/20
文档创建日期：
2010/04/20
前 言
文档目的
VMware的服务器虚拟架构解决方案能够帮助用户进行服务器整合、创建可升级的开发／测试环境，以及实现商业连续性的策略等。
在同一台物理服务器上安装多个虚拟服务器操作系统，无论是出于测试还是使用的目的，都能够以一种很经济的方式达到商业扩展或者增加服务器资源的目的。
为了更好的帮助用户深入理解VMware虚拟架构的技术优势，以及针对用户当前的环境设计的最终整体解决方案，特编写了本文档供用户领导及相关技术人员参考。
文档范围
本文档共包括三大部分。
第一部分将对VMware公司及其解决方案做简要综述，便于读者更好的了解VMware公司的相关背景，技术优势，方案特点等基本情况。
第二部分是本文档的主体部分，主要是针对用户的当前环境及未来需求的情况，使用VMware的服务器虚拟架构进行整体解决方案设计的详细阐述。
第三部分的附件是VMware企业级产品的详细介绍。
涉及到商务部分的配置报价等内容，将在另外的文档中单独分列出来，不包含在本文档中。
目标读者
本文的主要读者为xxxx信息技术部门领导及下属技术人员。
目 录
1.VMWare公司简介及解决方案综述
1.1.VMware公司简介
VMware公司成立于1998年，它将虚拟机技术引入到工业标准计算机系统中。
VMware在1999年，首次交付了它的第一套产品，VMwareWorkstation，在2001年，通过发布VMwareGSX服务器和VMwareESX服务器而进入了企业服务器的市场领域。
2004年，随着具有开创意义的VMwareVirtualCenter和VMwareVMotion技术的破土而出，VMware通过引入一系列数据中心级的新功能，建立了在虚拟化技术领域中的领导地位。
在2004年，VMware又通过发布VMwareACE产品进一步将这种虚拟架构的能力延伸到企业级的桌面系统中。
在2005年发布的VMwarePlayer，以及在2006年早期发布的VMwareServer产品，使得VMware第一个将免费的具有商业级可用性的虚拟化产品引入到那些新进入虚拟化世界的用户中。
在2006年6月发布的VMwareVI3，成为行业里第一套完整的虚拟架构套件，在一个集成的软件包中，包含了最全面的虚拟化技术、管理、资源优化、应用可用性以及自动化的操作能力。
在2009年5月发布的VMwarevSphere4行业内的第一套“云计算”操作系统，可以轻松为企业构建企业“内部云”计算。
当前，全球有超过2万个公司用户，以及4百万个最终用户，涵盖各行各业、大中小企业等正在应用着VMware公司的软件，包括99%的Fortune100公司。
通过部署VMware软件以应对复杂的商业挑战，如资源的利用率和可用性，用户已经明显体验到它所带来的巨大效益，包括降低了整体拥有成本（TCO），高投资回报和增强了对他们的用户的服务水准等。
虚拟架构的发展
第一代的虚拟化产品通过一个hypervisor或者是主机的架构提供了服务器的分区能力。
第二代的虚拟化技术增加了虚拟化的管理、生产力的规划、物理服务器到虚拟机的迁移已经其他的工具用于整合生产服务器。
第三代的虚拟化技术把工业标准服务器和存储虚拟化成了一个整体，聚合成一个动态的可集中管理的资源池，可使任何应用或操作系统保持持续优化和高可用状态。
它使得企业有能力去转化、管理和优化他们的IT系统架构。
VMware的虚拟架构可以让用户的数据中心被整合成一个单一的包括处理器、存储和网络连接的资源池。
第四代虚拟化技术VMwarevSphere4是IT计算领域发展的下一步，使客户可以将云计算的强大功能引入自身的IT基础架构中。
VMwarevSphere构建在VMware®VSphere4.0的强大功能之上，可以显著降低资金成本和运营成本，加强对于IT基础架构的控制力，同时还能够保留选择任何操作系统、应用程序和硬件的灵活性。
构建在经过验证的虚拟化平台之上，为内部和外部云打下了基础，并且使用联邦与标准来桥接各个云计算基础架构，从而创建安全的私有云。
所有规模的组织都可以充分享受云计算的好处，使每种应用程序工作负载均能够以最低的总体成本履行最高级别的应用程序服务协议。
虚拟架构的优势
在一个虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。
VMware的虚拟架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力来降低企业的IT花费。
管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连接和管理资源，以满足商业所需。
虚拟架构可以让IT部门达成以下目标：
●45%-75%TCO节省
通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40％软件硬件成本；
整合比：
生产环境10-15:
1，开发测试环境15-20:
1；
每个服务器的平均利用率从5％-15%提高到60%-80%；
降低70-80%运营成本，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。
●提高运营效率
部署时间从小时级到分钟级，服务器重建和应用加载时间从20-40hrs=>15-40min，每年节省10,000人/小时（400台服务器）；
以前硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1-4小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。
●提高服务水平
帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应；
将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需自动进行动态资源调配；
无中断的按需扩容。
●旧硬件和操作系统的投资保护
不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。
1.2.VMware解决方案综述
1.2.1.VMware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则需要大量的资金和人力去运作，管理和升级。
IT部门需要：
∙提升系统维护的效率
∙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设计的微型资源控制。
虚拟构架完美地结合现有的管理软件并在共享存储（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：
∙更少的硬件和维护费用
∙空闲系统资源的整合
∙提升系统的运作效率
∙性价比高，持续的产品环境
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，活动目录，网页服务器，防火墙，NAT/DHCP服务器等。
虽然大多数服务器系统资源的利用率在10％－15％，但是构架，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。
管理，安装补丁和添加安全策略将花去大量的时间。
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
∙更便宜的硬件和运作成本
∙在服务器管理方面的重大改进，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
根据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模型来分类和计算成本，我们分析显示VMWARE服务器软件帮助这些企业实现：
∙减少28％－54％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：
∙整合空闲服务器和存储资源，为新项目重新部署这些资源
∙提升运作效率
∙改进服务器的管理灵活性
∙通过零当机维护改善服务等级
∙标准化环境和改进安全
∙灾难状态下，减少恢复时间
∙更少冗余的情况下，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
∙灵活而恰当的控制您当前的运算能力
∙由于更高的系统利用率，节省超过45％的运作成本
∙使您的基础构架能实现按需动态预制，高可用性和灵活管理
1.2.2.VMware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，硬件故障和自然灾害等问题的影响。
当前商业连续性处于企业IT策略的最前沿，并且从管理层到CEO的所有人都非常重视它。
成功的商业连续性策略元素包含：
∙应用程序可用计划
∙包含监控和平台冗余的预防措施
∙数据保护
∙灾难恢复策略
∙有效的人员计划
使用虚拟构架，IT管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，使得灾难恢复更快而花费不多
∙排除计划内的硬件当机，并明显的减少计划内的软件当机
∙管理所有虚拟机和监控宿主机的单点控制技术
∙为了实现捕捉和恢复，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，这样的安排仍然会导致非应用程序当机。
冗余能消除单点失败。
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，越来越多的应用则被要求高度可用。
然而，为了实现如上所述的高可用性集群，就像很多服务器运行应用一样，企业需要预备和管理两次。
有了虚拟化，IT管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，虚拟机并不消耗计算机资源，并且能以非常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管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，节省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。
无须原硬件的数据恢复
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况下的软硬件故障，比较长的恢复时间和多恢复点是能被接受的。
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恢复。
业余备份，专业恢复？
为了测试数据恢复，IT管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。
如果系统调整成功，备份服务器和备份代理才能被用来测试数据恢复。
预制新的服务器和调整Windows注册表是一个漫长的手工过程并且有时并不可能。
这样，在不同的失败转移服务器实现数据恢复是存在疑问的。
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模板将被存储在VM模板库内。
Vmware软件能确保企业：
∙为灾难后的测试和恢复，消除硬件资源方面的障碍
∙避免系统和备份代理的安装，用虚拟机模板来缩短恢复周期
∙用标准的虚拟化硬件，使得灾难恢复更加可靠和可重复
失败转移服务器的整合和自动化
对于关联在存储域网（SAN）上重要应用的部署，企业灾难恢复策略通常包含一个灾难恢复的热站，这个站点有在主备之间的完全同步的数据复制。
这种策略提供很少的恢复点对象（PRO）。
然而，出于恢复时间对象（RTO）的考虑，恢复时间非常依赖于除了数据恢复之外的恢复实体服务器，操作系统，系统参数和应用程序的能力。
为了维持较少的恢复时间对象（RTO），硬件和系统的同一配置需要被维护在失败转移站点上。
这样的配置无论在初始资本投入阶段还是在项目运作，升级，维护和支持阶段费用都是很昂贵的。
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恢复去调整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：
∙避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
∙使恢复过程自动化，并实现存储管理软件的集成
∙改进恢复过程的可靠性
2.VMware服务器虚拟架构方案设计
2.1.需求分析
xxxx数据中心现状：
2台文件服务器、3台图档服务器，都基于Windows/Linux的应用，，按照现在传统的应用部署方式，一个应用一台服务器的话，需要部署5台服务器，并且每台应用服务器的应用数据是放在本地硬盘上面，数据安全是一个问题，如此数量的服务器，将会造成如下的众多问题：
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
∙服务器数量越多越难以管理，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．数据安全性差
∙应用数据均存放在服务器本地硬盘上，没有集中的存放和备份，数据安全性差
为了更好的解决上述传统单一物理服务器部署应用方式所造成的弊端，全球虚拟化产品领先厂商VMware公司与开放系统服务器领域的著名厂商DELL公司通力合作，共同为用户推荐了如下的采用VMware虚拟架构软件的服务器虚拟架构解决方案，该方案将极大的提供服务器整合的效率，大幅度简化了服务器群管理的复杂性，提高了整体系统的可用性，同时还明显的减少了投资成本，具有很好的技术领先性和性价比，虚拟技术由于采用了将传统服务器应用程序环境封装成可移动的档案文件的技术，很容易实现业务的连续不间断运行，针对应用和访问量灵活部署，降低系统总成本,非常适用于宽带等快速发展的应用领域。
2.2.方案介绍
根据用户的需求情况，对于Windows平台上的5个应用，建议配置2台DELL公司基于4核CPU技术的服务器，同时每台服务器上都安装配置VMware第四代虚拟架构套件-vSphere4软件，用于在单个物理服务器实体上，利用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VMwarevSphere4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IP-SAN共享存储阵列产品，同时配置冗余的千兆交换机，组成标准的IP-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IP-SAN存储阵列上。
通过共享的IP-SAN存储架构，可以最大化的发挥虚拟架构的优势，并使用（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Window2003系统，用于安装vSphere4套件中的VirtualCenter软件，对2台物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一的管理。
2.3.方案拓扑
VMwarevSphere4.0逻辑拓扑图
2.4.方案构成部分详细说明
针对上面的拓扑图，详细说明如下：
硬件需求
⏹服务器（ESX服务器2台）
⏹2路4核CPU24G内存,8个千兆网口
⏹可选用DELLPER710
⏹安装ESXServer
⏹连接LAN和千兆交换机
⏹两个网口组合用于控制台和HA，另两个网口组合用于虚拟机网络连接，4个千兆网口用于存储连接。
⏹服务器（vCenter）
⏹1路2/4核CPU2G内存，20G的硬盘可用空间
⏹安装vCenter软件
⏹连接LAN
⏹用于集中管理ESX服务器和虚拟机
备注：
vCenter服务器可以安装为虚拟机服务器运行在ESX里面。
⏹存储设备
⏹NetApp2020A（配置双控制器，IPSAN/NAS连接方式）12块15000转600GSAS盘
⏹用于集中存放虚拟机文件
VMware软件需求
⏹1套VMwarevSphere4.0高级版本包含6个CPU授权。
包含ESXServer,VirtualCenterAgent,VirtualSMP,VMFS,UpdateManager,ConsolidatedBackup,HighAvailability，vShield，DataRecovery
⏹一套VMwareVirtualCenter基础版
2.4.1.虚拟架构主体部分{0><}100{>VMwareESXServer配置说明<0}
本方案的主体部分既是2台安装了VMwareESXServer软件的ESX服务器、一台安装vCenter软件的管理服务器（可以是虚拟服务器）、一套FAS2020IP-SAN架构的共享存储设备。
{0>VMwareESXServeristhefoundationforthedynamic,self-optimizingITinfrastructure.<}0{>VMware
ESXServer4.0是VMware虚拟架构套件vSphere4的基础组成部分，是动态、自我优化的IT基础结构的基础。
<0}{0><}100{>VMwareESXServer是一个强健、经过生产验证的虚拟层，它直接安装在物理服务器的裸机上，将物理服务器上的处理器、内存、存储器和网络资源抽象到多个虚拟机中。
<0}{0>通过跨大量虚拟机共享硬件资源提高了硬件利用率并大大降低了资金和运营成本。
<0}{0>通过高级资源管理、高可用性和安全功能提高了服务级别--对于资源密集型的应用程序也不例外。
单台物理服务器配置多个虚拟服务器的性能依据
根据统计，对于传统的服务器应用方式，通常服务器的平均利用率在5-15%之间，而采用虚拟架构整合后，服务器的平均利用率可达到60%-80%。
我们以此统计数据为基础，估算一下一台高配置的服务器能够支持的虚拟机的数量。
由于用目前的服务器都是配置1-2CPU，并且CPU的使用率都在10%左右，属于轻量级的应用。
根据虚拟化的成功案列经验我们完全可以通过在2台高配置的2路4核服务器上创建6--8个虚拟服务器的方式，来完成传统方式需要5多台的低配置的双路/单路双核服务器才能完成的工作，而且以后用户还需要够买新的服务器的时间，可以直接在这两台服务器上面创建虚拟机，用户在降低成本的方式，还大大减少了环境的复杂性，降低了对机房环境的需求，同时具有更灵活稳定的管理特性。
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另外一个好处是，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4.0GHzCPU，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。
<0}{0><}0{>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（如数据库、企业资源计划和客户关系管理）。
2.4.2.SAN集中存储实现虚拟服务器的文件共享
方案中，我们建议配置一套FAS2020AIP-SAN存储设备集中存储虚拟机文件，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。
<0}{0>支持通过VMwareVirtualCenter、和VMwareHA提供的基于虚拟化的分布式基础结构服务<0}。
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。
2.4.3.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vSphere4套件中的vCenter服务器，vCenter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、效率和可靠性级别。
<0}
以下vCenter附属产品提供了资源优化和高可用性特征。
∙使用VMotion™迁移运行中的虚拟机和执行无中断的IT环境维护。
在运维中，实现虚拟机和应用的在线迁移，无中断IT维护。
大大降低运维中的IT成本。
<0}
∙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。
{0><}0{>VMwareHighAvailability（HA）为虚拟机中运行的应用程序提供了易于使用、经济高效的高可用性功能。
由硬件故障所导致的ESX主机的缺失不再是灾难性的事件，而只是意味着群集可以使用的资源池缩减了。
在这种情况下，HA会在群集中的其他ESX主机上为故障主机上的虚拟机重新分配资源并重新启动这些虚拟机，vCenterGlobalScheduler则会决定放置这些虚拟机的最佳位置以满足资源需求。
传统模式下通常是可以借助故障切换群集产品（如MicrosoftClusterServices或VeritasClusterServices）来实现应用程序的
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