1、VMware虚拟化方案及其应用,System Maintenance Services ATI,刘 放 13910211290 ,2016年8月 安图特为北京水务局自动化所准备,X86服务器虚拟化的一些基础概念虚拟架构解决方案简介虚拟化在宇信的银行解决方案的应用场景分析虚拟化产品组件虚拟化和非虚拟化的情况对比虚拟化服务项目能够给我们公司和系统服务部带来哪些利益和收益的分析,Agenda,X86架构服务器现状,服务器的百分比,主时间,高峰时间,20%,40%,60%,80%,0%,0-10%,20-30%,40-50%,60-70%,80-90%,CPU 利用率,当前服务器利用率很低,而且技术进
2、步会使它继续降低 时钟速度不断增加 超线程 4/6/8/10核心系统 CPU硬件辅助虚拟化技术,为未使用的计算资源买单,X86架构服务器采购量/年,需要管理的服务器数量不断增长,服务器部署：20%,杂项 30%,安全：10%,支持：20%,备份和监视：15%,在低价值的任务上花费了太多的时间，例如采购和调配 数据中心管理效率低,系统管理员如何使用他们的时间,低价值任务,硬件采购：5%,除了硬件的成本，服务器对空间的不断侵占还带来了管理成本的增长,2000,2002,2004,2006,2008,费用（以十亿美元为单位）,管理和管制成本,服务器费用,50,100,150,0,200,管理成本占T
3、CO的大部分,100%,传统数据中心架构面临的挑战,应用相关的架构层,Exchange,文件/打印,Web httpd,CRM,BI,商务应用,App1 Weblogic,App2 weblogic,关键指标（某农信87台套）,资产利用率,运营费用,高可用 / 容灾计划覆盖,数据中心扩展的努力,资源配置 / 移动 / 变更,1,2,3,4,5,6,数周,$ - 百万 时间: 数月/ 数年, 10% 覆盖, $4,000/ 服务器/年, 20%,% 花费 ( 维护对创新),72% / 28%,App3 websphere,App4 webspher,数据中心的挑战和其结果,挑战 服务器对空间的不
4、断侵占 服务器利用率低 管理员时间的使用效率低 需要高的服务水平：快速响应、高可靠、高可用和灾难恢复,结果 成本升高 可管理性降低 效率和响应速度降低,总体拥有成本（TCO）,初期费用 硬件采购成本 软件使用授权成本 培训费用,后继费用 管理 操作 维护 支持,了解当前架构的总体花费是估算整合后节约的费用的先决条件,什么是虚拟化？,灵活性、可靠性、可扩展性、安全性,简单来说，虚拟化就是淡化用户对于物理计算资源，如处理器、内存、I/O设备的直接访问，取而代之的是用户访问逻辑的资源，而后台的物理连接则由虚拟化技术来实现和管理。,Pool of Resource,Production Planner
5、,Other users,Sys Mgrs,Testing Center,Other Dedicated Resource,ERP Data Center,Departmental Data Centers,Partners,Suppliers,Finance HR, LOB,服务器虚拟化的两个方向,一变多将一台服务器虚拟化成更多的虚拟机 大机的虚拟化：IBM的LPAR UNIX服务器： IBM的LPAR HP的nPAR，vPAR Sun的Domain、Container x86架构服务器： VMware的vSphere 5,多变一 将多台服务器虚拟化成一台虚拟机 网格计算（Net Grid）
6、 高性能运算（HPC）,vSphere 组件,物理层：主机、网络、共享存储 虚拟机层：ESX/ESXi 中央管理层：vCenter Server 功能组建层：HA、FT、Vmotion VMware Converter Update manager VMware guided Consolidation,ESX: Hypervisor; Firmware; 微码级的底层管理程序 物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件，因此也可以看作是虚拟环境中的“元”操作系统，它可以协调访问服务器上的所有物理设备和虚拟机，也叫虚拟机监视器,VMware 企业级虚拟化
7、产品,企业级虚拟构架(vSphere 5),Capacity Planner容量测试与计划,VMware Converter 实机到虚机的快速迁移,VMware Consolidated Backup VCB,ESX/ESXi：虚拟化平台,ESX 和 ESXi 是在服务器上直接运行的高效、可靠的裸机虚拟化管理程序。 ESX 和 ESXi 可对 CPU、内存、存储和网络资源进行抽象处理，使其成为多个虚拟机。,虚拟机 - VM,VMware vSphere5简介 整个IT架构的虚拟化套件1。企业级虚拟化ESXi； 2。中央管理vCenter； 3。功能组件HA、DRS等,Vmotion / Sto
8、rage VMotion Resource Pools DRS DPM HA UM Consolidated Backup,VirtualCenter,Virtual SMP VMFS ESXi Server 5,3。功能组件,VMotion/Storage VMotion Resource Pools DRS DPM HA UM Consolidated Backup,VirtualCenter 2,Virtual SMP VMFS ESXi Server 5,VMware vSphere5简介（ESXi Server5）,虚拟化如何实现,虚拟化前,虚拟化后,服务器虚拟化将硬件、操作系统和应
9、用程序一同装入一个可迁移的虚拟机档案文件中,软件必须与硬件相结合 每台机器上只有单一的操作系统镜像 每个操作系统只有一个应用程序负载,每台机器上有多个负载 软件相对于硬件独立,虚拟化的关键特征,隔离,每一个虚拟机都与同在一个服务器上的其他虚拟机相隔离,广泛的互操作性和兼容性认证,Server Farm,ESXiServer,ESXiServer,ESXiServer,ESXiServer,虚拟机,Vmware vSphere5,ESXiServer,网络,FC SAN, iSCSI SAN, NAS,跨越不同层的互操作性实现了企业级的虚拟化,VMware vSphere：最全面的操作系统支持（
10、银行网点上收）,VMware vSphere,MS Hyper-V,Windows Server 2008（最多 4 处理器 vSMP） Windows Server 2003 SP2（最多 2 处理器 vSMP） Windows Server 2000 SP4（仅单处理器） SLES10（仅单处理器） Windows Vista SP1 Windows XP Pro SP2/SP3,Windows NT 4.0 Windows 2000 Windows Server 2003 Windows Server 2008 Windows Vista Windows XP RHEL5 RHEL4 R
11、HEL3 RHEL2.1 SLES10 SLES9 SLES8 Ubuntu 7.04 Solaris 10 for x86 NetWare 6.5 NetWare 6.0 NetWare 6.1 Debian CentOS FreeBSD Asianux SCO OpenServer SCO Unixware ,vSphere = 4 倍的客户操作系统数量,支持企业级的负载,ESXi 5.0 支持多达 32 core CPU 的虚拟机，从而允许在 VMware ESXi 平台上运行较大的 CPU 密集型工作负载 vSphere 5.0 支持具有多达 160 个逻辑 CPU(物理的Core)和
12、高达 2 TB 内存的系统。 vSphere 5.0 支持每台物理主机上多达 512 台虚拟机，共计最多 2048 个虚拟 CPU,在虚拟机中已经可以运行资源消耗巨大的企业级应用，如数据库、CRM、ERP应用,VMotion/Storage VMotion Resource Pools DRS DPM HA UM Consolidated Backup,VirtualCenter 2,Virtual SMP VMFS ESX Server 3,VMware vSphere 5简介（中央管理 vCenter）,VMware Infrastructure的管理,Server Farm,ESX Se
13、rver,ESX Server,ESX Server,ESX Server,ESX Server,ESX Server,VMware Infrastructure,ESX Server,网络,存储系统,VirtualCenter,虚拟机,VirtualCenter - 关键功能,集中统一管理,VirtualCenter组成部分,VMware Update Manager Server,被管理的主机 (ESX Servers),VI Client,Web Center,VI Web Access,VirtualCenter Server,VirtualCenter 数据库,VMware软件补丁数
14、据库,VMotion/Storage VMotion Resource Pools DRS DPM HA UM Consolidated Backup,VirtualCenter 2,Virtual SMP VMFS ESX Server 3,VMware vSphere简介（功能组件： HA、Vmotion等）,3。功能组件：,用VMotion减少计划内宕机时间,VMotion是什么?通过VMware VMotion可以实现虚拟机的动态迁移, 而服务不中断客户优势 零宕机时间: 进行有计划的服务器维护和升级迁移工作负载，资源利用率最大化 服务器的持续可用性, 完整的交易集成 支持Fibre
15、Channel和iSCSI SAN环境以及NAS,80%的VMware客户实施应用了VMotion,VMotion迁移虚拟机,SAN、iSCSI或NAS,Storage VMotion： 7*24迁移虚拟机文件和优化存储,虚拟机磁盘存储独立迁移 无需虚拟机停机 LUN 独立 支持光纤通道 SAN,无中断： 刷新到新阵列 迁移到不同类别的存储器 升级到新文件系统格式 虚拟机粒度，LUN 独立,VMware Update Manager：不宕机的升级管理,Update Manager,无需对 ESX Server 主机和虚拟机修补 程序级别进行手动跟踪 自动执行修补程序标准 通过快照和虚拟机离线修
16、补降低风险 使用 Update Manager 和 DRS 修补 ESX Server 无需中断,* 注意：只能扫描不能修正 RHEL 客户操作系统,为 ESX Server 主机以及选定的 Microsoft 和 RHEL 虚拟机自动执行修补程序管理 扫描并修补在线和离线的虚拟机*，以及在线的 ESX Server 主机 在修补之前拍摄虚拟机快照，并允许虚拟机回滚到快照,离线,通过VMware HA确保系统高可用,VMware HA是什么? VMware HA就是发生服务器故障是在其他的物理服务器上自动重启虚拟机 客户优势 对所有的应用实现了高可用性，并且成本很低 不需要完全一致的重复硬件
17、比传统的集群有更高的成本优势，同时易于使用和操作,通过VMware HA可以方便地提高任何应用的高可用性,资源池,X,SAN / NAS / iSCSI,VirtualCenter,VMware HA切换过程演示,ESXi Server 确保了系统的高可用性,使用VMware DRS进行资源优化,DRS是什么Distributed Resource Scheduler? 跨资源池动态平衡计算资源 基于预先设定的规则智能分配资源对客户的优势 基于业务优先级分配IT资源 简化运行，大幅度提高系统管理员的生产率 动态添加硬件资源而避免在繁忙时段服务器的过载 动态硬件维护能力,动态、智能地分配硬件资源
18、来满足业务部门和IT的不同需求,资源池,业务需求,围绕业务进行组织和规划而不是您的硬件!,ESX Server 1,ESX Server 2,ESX Server 3,SAP,Citrix,DNS/DHCP,Oracle,SQL Server,DRS发生Distributed Resource Scheduler,SAN存储,DRS发生时的情形演示,启用“即插即用”数据中心,插入：接通安装了 ESXi Server 5 的新服务器电源。新服务器即加入 DRS 群集。 使用：群集中所有的虚拟机会自动重新进行平衡，以纳入新的可用资源。,负载分配规则设定一次，永远有效，自动执行 按需分配容量 易于扩
19、展避免业务繁忙时段的过载,DPM：分布式电源管理,资源池,业务需求,关闭,群集需要的资源越少，就将工作负载整合到越少的服务器上 将不需要的服务器置于待机模式 工作负载需要增加时，再恢复服务器在线状态,保证服务级别的同时减少电力消耗 虚拟机不中断、不停机,DPM 可将电力成本进一步降低 20%,说明：在 100 台服务器中，有 50 台每个工作日可关闭 8 小时，周末每天可关闭 16 小时。 服务器平均总能耗（操作耗电 + 制冷耗电）= 1,130.625 瓦/小时 能源成本 = 0.0813 美元/千瓦小时（资料来源：美国能源信息管理局）,分布式服务 Fault Tolerance,接管执行操
20、作而不中断服务,Fault Tolerance (FT) 通过在单独的主机上以辅助虚拟机保护主虚拟机，提供了持续可用性。系统将会记录主虚拟机上执行的输入和事件并在辅助虚拟机上重放，从而确保两个虚拟机保持相同状态。例如，系统将记录主虚拟机上的鼠标单击和按键操作，并在辅助虚拟机上重放。它可以在任意点接管执行操作，而不会中断服务或丢失数据。,辅助虚拟机,主虚拟机,VMware Fault Tolerance (FT),vLockstep 技术,新的辅助虚拟机,vLockstep 技术,VMware FT 为 HA 群集中的虚拟机提供零停机、 零数据损失的保护。,新的 主虚拟机,Guided Cons
21、olidation,自动整合现有服务器 搜索环境中的现有服务器 针对整合适合度进行分析 推荐的整合计划 执行 P2V 并将服务器导入虚拟机 （P2V）,纵向扩展应用系统以实现有保证的 QoS：热添加,可扩展虚拟机 热添加 CPU 内存 热添加和删除 存储设备 网络设备 热扩展虚拟磁盘 以零停机时间横向扩展虚拟机,64 GB,4 个 CPU,255 GB,8 个 CPU,虚拟机磁盘仅占用正在使用的物理磁盘空间 虚拟机始终可以看到完整的逻辑磁盘大小 对资源分配和消耗的完整报告和警报 显著提高存储利用率 减少对虚拟磁盘的过度调配 存储成本的减少幅度可达 50%,vStorage Thin Provi
22、sioning (精简配置),vCompute,vStorage,vNetwork,ESX,数据存储区 Datastor,虚拟磁盘 .vmdk,20 GB,40 GB,20 GB,20 GB,20 GB,100 GB,密集型,精简型,精简型,40 GB,100 GB,X86服务器虚拟化的一些基础概念虚拟架构解决方案简介虚拟化在宇信的银行解决方案的应用场景分析虚拟化产品组件虚拟化和非虚拟化的情况对比虚拟化服务项目能够给我们公司和系统服务部带来哪些利益和收益的分析,Agenda,VMware虚拟架构解决方案,传统整合的方法,应用整合 （每台服务器部署多个应用BOC） 应用冲突的风险，资源争夺严重
23、并不适用所有的应用 部署难度大物理整合 （例如：采用机架式、刀片式服务器） 节约了空间，但没有提升服务器利用率,整合 在一台服务器上运行多个操作系统和应用 使新的硬件支持老的应用OPEN SERVER 数据中心撤退旧的硬件 抑制 用虚拟架构预备新的项目 推迟购买新的物理硬件,通过虚拟架构整合服务器，控制x86服务器的蔓延,服务器整合：数据中心大瘦身,VMware 客户服务器整合比 Conseco Finance 8:17-Eleven 10:1National Gypsum 10:1Applied Innovation 15:1AIG Technology 20:1Qualcomm 30:1G
24、E中国医疗 17:1,向导帮助的整合,自动发现物理服务器 分析利用率和使用模式 转换物理服务器为根据用户响应 智能放置的虚拟机,降低了给虚拟化新用户进行培训 的需要 在整个整合过程中引导用户,分析,转换,发现,使用 VMware Converter在线无缝地将物理系统 转换为虚拟机,Citrix Metaframe 服务器,Microsoft IIS Web 服务器,Microsoft SQL Server,Microsoft Exchange 服务器,VMware Converter物理到虚拟迁移,X86服务器虚拟化的一些基础概念虚拟架构解决方案简介虚拟化在银行解决方案的应用场景分析虚拟化产
25、品组件虚拟化和非虚拟化的情况对比虚拟化服务项目能够给我们公司和系统服务部带来哪些利益和收益的分析,Agenda,提高服务器利用率 降低服务器管理成本(机房外的控制台,在办公桌上操作) 降低服务器部署时间(提高工作效率,避免重复劳动) 系统级隔离和安全(高枕无忧地运行具体应用程序) 降低TOC, 提高ROI (充分利用各种硬件资源,资源池的利用) 虚拟提供全面的可扩展性, 时刻提供高可用性( Vmotion、DRS、HA） 提高开发人员的工作效率, 为其带来诸多便利 (搭建开发、测试环境, 保存开发、测试环境) 虚拟桌面VDI的应用 老操作系统在新款服务器或台式机上的使用减少IT设备占用的楼宇空
26、间（建行洋桥机房的A座和B座，07年时还只有A座）,什么情况下用户会考虑虚拟架构解决方案？,行业适合采用虚拟化的领域,基于X86架构的数据库及应用服务器整合（滨海银行信贷，为节省费用采用X86）: 特点：分散部署，缺乏有效的高可用性保障，管理困难，部署麻烦 解决方案：VMware虚拟架构（vSphere5）+ 高端高性能服务器组 方案优势：集中化管理，模板式部署，高可用性保证，易于实现灾备目标，可方便的实现在线迁移与零宕机维护，提高服务级别 应用案例：汇丰银行，采用vSphere5整合X86架构服务器，利用VMotion技术实现零宕机系统升级维国内某银行采用VMware产品整合SQL数据库应用
27、,行业适合采用虚拟化的领域,前端营业网点PC机上收整合: 特点：庞大的分散在各个网点的PC机，部署麻烦，管理困难，维护复杂，难于保障安全性和可靠性 解决方案：VMware虚拟架构（ vSphere5 ）及虚拟桌面（VDI）+刀片或机架式服务器组 方案优势：高度集中化管理，确保高可靠性及安全性，部署方便，易于维护 应用案例： 国内某大型商业银行营业网点前端通信服务器（SUSE系统）的集中化整合与管理 国内某大型商业银行营业网点前端业务服务器（SCO系统）的集中化上收与整合项目,行业适合采用虚拟化的领域,呼叫中心（Call Center）: 特点：大量同质化的PC客户端，部署麻烦，管理困难，维护复
28、杂 解决方案：VMware虚拟架构及虚拟桌面（VDI）+刀片或机架式服务器组 方案优势：模板化批量部署，集中化管理，高可靠性及安全性 应用案例：加拿大BELL，采用IBM上百台刀片部署将近2000个虚拟客户端,行业适合采用虚拟化的领域,开发测试中心: 特点：服务器蔓延无序（建行），系统设置与设立方面开销庞大，低价值重复性装机工作量大，资源难于共享，缺陷的再现与故障处理困难，开发测试人员通常都需要快速形成所要求的环境（数量巨大）。 解决方案：VMware虚拟架构（vSphere5）及实验室管理（Lab Manager）+高端高性能服务器 方案优势：整合并高效地共享实验室资源；可以自助的方式，安全
29、地进行资源“签出”和设立，同时保持IT部门对实验室的控制；能够可靠地进行软件缺陷的再现、故障处理和解决 应用案例：Juniper Network，400多台测试服务器，每个测试周期的测试案例1万4千多个,网银系统,利用率低下。 多个进程在同一个OS环境中容易出现故障和应用之间的干扰。 系统没有弹性，处理能力扩充困难,网银系统基于X86架构的数据库及应用服务器整合： 特点：服务器数目至少6-8台，分散部署，X86服务器缺乏有效的高可用性保障，通常用来做WEB、APP服务器，管理困难，部署麻烦 解决方案：VMware虚拟架构（vSphere5）+ 高端高性能服务器组 方案优势：集中化管理，模板式部
30、署，高可用性保证，易于实现灾备目标，可方便的实现在线迁移与零宕机维护，提高服务级别 应用案例：所有银行的网银前端WEB、APP服务器，采用vSphere5整合X86架构服务器，利用VMotion技术实现零宕机系统升级维 备注：在网银优化的过程中，我们可以规划银行内部全部X86服务器的 整合方案 一个中等的城商行或者省级农信社，通常都具有100台左右的X86服务器，可以提供规划方案，主导整个服务和集成，可以给客户带来实实在在的好处和价值。 例如：哈尔滨银行的网上银行：4台高端HP X86 server满足全部的 WEB、APP server 的需求。,网银系统,信贷系统,信贷系统的架构模式（其实
31、质也是一种WEB类应用）,信贷系统基于X86架构的数据库及应用服务器整合：特点：服务器数目至少6-8台，分散部署，X86服务器缺乏有效的高可用性保障，通常用来做WEB、APP服务器、数据库服务器，管理困难，部署麻烦 解决方案：VMware虚拟架构（vSphere5）+ 高端高性能服务器组 方案优势：集中化管理，模板式部署，高可用性保证，易于实现灾备目标，可方便的实现在线迁移与零宕机维护，提高服务级别 应用案例：所有银行的网银前端WEB、APP服务器，采用vSphere5整合X86架构服务器，利用VMotion技术实现零宕机系统升级维 备注：在优化的过程中，我们可以规划银行内部全部X86服务器的
32、 整合方案 一个中等的城商行或者省级农信社，通常都具有100台左右的X86服务器（整合到6-10台X86 服务器上），可以提供规划方案，主导整个服务和集成，可以给客户带来实实在在的好处和价值。,某银行的外围系统的X86 服务器群,某银行的外围系统的X86 服务器群对应的应用列表,中等银行规模的基于X86架构的数据库及应用服务器整合： 特点：服务器数目100台左右难以管理，分散部署，X86服务器缺乏有效的高可用性保障，通常用来做外围系统服务器符合轻、数量大。耗电大、资源利用率极为低下，定期更换花费巨大，许多应用系统要求在X86服务器上快速部署，难以满足，抱怨声大，对科技部压力大。 解决方案：VM
33、ware虚拟架构（vSphere5）+ 高端高性能服务器组 方案优势：集中化管理，模板式部署，高可用性保证，易于实现灾备目标，可方便的实现在线迁移与零宕机维护，提高服务级别 应用案例：所有银行的X86服务器，采用vSphere5整合X86架构服务器，利用VMotion技术实现零宕机系统升级维 备注：在优化的过程中，我们可以规划银行内部全部X86服务器的 整合方案 一个中等的城商行或者省级农信社，通常都具有100台左右的X86服务器（整合到6-10台X86 服务器上，可以X86资源池随时增加服务器资源，部署新应用极为快速方便），可以提供规划方案，主导整个服务和集成，可以给客户带来实实在在的好处和
34、价值。这种服务具有一定的高度的门槛。,WEB 服务器： 同一台PC Server上部署多个apache应用？，每台机器由原来的1个apache进程，增加到2-4个（两个网卡就增加到2个apache进程。4个网卡就增加到 4个apache 进程），同时由于windows 1块网卡虚拟出3个虚网卡，由于网卡内存溢出，造成windows重启，建议更新驱动， Linux操作系统通常没有此类问题。,中国银行个金综合积分项目20111120营销活动统计数据报告,中国银行个金综合积分项目的教训： 每台服务器部署多个应用或者启动多个程序进程，如：Http Daemon 应用冲突的风险，资源争夺严重 并不适用所有的应用 部署难度大 中国银行个金综合积分项目的解决方案： 在X86的服务器上实施虚拟化，因此可以分割每一个应用和进程，避免相互干扰带来的系统崩溃。 可以快速增加WEB服务器，还具有良好的可靠性，系统具有极大弹性符合哪些平时交易量很小，但是有几天开展“秒杀活动”的系统。,Any Questions?,Thanks!,
