Cisco云计算平台设计专项方案.doc

第1章 XXXXXXX云计算平台具体设计方案
1. 云计算平台设计目标
云计算平台采取了含有动态架构云计算操作系统（VMware vsphere产品），确保信息化优异性、安全性、开放性、兼容性、共享性、可升级及扩充性，可确保系统实施和以后服务效率和弹性。除以上提到基础特色之外云计算平台还含有以下优点：
1) 简化管理：
云计算平台物理设施复杂度降低，能够最低程度降低物理资源直接调度，使维护管理难度和成本大大降低。
2) 高效复用：
使得物理资源能够按需调度，物理资源得以最大程度重用，降低建设成本，提升使用效率。即能够实现总硬件资源占用量降低了，而每个业务得到服务反而更有充足资源确保了。
3) 绿色环境保护：
节能降耗，最大程度节省电力消耗。
4) 数据保护
实现高等级数据备份及恢复机制，针对高级应用则采取更高等级数据保护机制。

2. 云计算平台逻辑拓扑图
3. 拓扑及云计算平台设备组成
XXXXXXX云计算平台（参考：云计算平台逻辑拓扑图）选择皆为行业内领军企业产品，这些产品一同组成云计算平台不是简单产品堆砌，而是经大量案例证实为切实可靠处理方案。
其中最关键计算平台、存放平台、云计算操作系统分别为思科产品、EMC产品、VMware产品，这三家企业共同组成了一个从技术、开发、服务等很多领域综合联盟（VCE联盟，方案后面会有较具体介绍），使其兼容性及总体性能达成了最优。
本方案中不管是应用交付领域、数据保护领域、网络安全及用户个人数据防护方面全部设计到了最优。
现在XXXXXXX云计算平台关键包含设备有：
1) 思科统一交换网络——Cisco Nexus5500；
2) 思科统一计算平台——Cisco UCS；
3) EMC统一集中存放系统——EMC VNX（SAN+NAS）；
4) VMware服务器虚拟化——VMware vSphere；
5) VMware桌面虚拟化——VMware VIEW；
4. VCE联盟在数据中心意义
思科、EMC携手VMware结成虚拟计算环境(Virtual Computing Environment)联盟，这是三大IT业界领袖企业首次共同协作。该联盟成立，意在经过普适数据中心虚拟化和向私有云架构转型，不停提升IT基础架构灵活性，降低IT、能源和空间成本，从而让用户能够快速地提升业务灵敏性。
思科、EMC和VMware一直开展着亲密合作，三方有着共同愿景，即企业IT基础架构未来是私有云计算。私有云是一个虚拟IT基础架构，专为一个机构安全地控制和独立运行。它能够由该机构或第三方管理，它能够在该机构所在地点之内或之外，或兼而有之。私有云计算既提供了目前数据中心可控性和安全性，又提供了业务创新所要求灵敏性，而且大幅降低成本。
“虚拟计算环境联盟”为多种规模组织机构提供了数据中心转型加速之路，从而帮助她们极大地提升数据中心效率，同时大幅降低资本开支和运行费用。这么，组织机构就不用再为到底是选择最好技术，还是选择端到端供给商可靠性而劳神。
伴伴随Vblock TM基础架构包公布，“虚拟计算环境联盟”将为用户将提供愈加好方法，去从根本上简化和优化私有云相关IT战略。 Vblock基础架构包是一个完全集成、经过测试和验证、整装待发和蓄势成长基础架构包，它融合了思科、EMC和VMware提供业内最强虚拟化、网络、计算、存放、安全和管理技术，而且含有端到端供给商可靠性。
在XXXXXXX云计算平台项目中我们则综合利用了VMware、Cisco、EMC这三大IT巨头及新兴网络代表F5及Blue Coat企业产品，经过科学布署周密计划必能将XXXXXXX云计算平台建设成一个高可靠、高扩展性、易于管理且含有良好兼容性优质云计算平台。
5. 计算系统设计（思科UCS）
5.1 服务器发展趋势
在数据大集中趋势下，数据中心服务器规模越来越庞大。伴随服务器规模成倍增加，硬件成本也水涨船高，同时管理众多服务器维护成本也伴随增加。为了降低数据中心硬件成本和管理难度，对大量服务器进行整合成了肯定趋势。经过整合，能够将多个业务集成在同一台服务器上，直接降低服务器数量，有效降低服务器硬件成本和管理难度。
服务器整合带来了巨大经济效益，同时也带来了一个难题：多个业务集成在一台服务器上，安全怎样确保？而且不一样业务对服务器资源也有不一样需求，怎样确保各个业务资源正常运作？为了处理这些问题，虚拟化应运而生。虚拟化指用多个物理实体创建一个逻辑实体，或用一个物理实体创建多个逻辑实体。实体能够是计算、存放、网络或应用资源。虚拟化实质就是“隔离”—将不一样业务隔离开来，相互不能互访，从而确保业务安全需求；将不一样业务资源隔离开来，从而确保业务对于服务器资源要求。
数据中心资源整合和虚拟化正在不停发展，这需要高度可扩展永续安全数据中心网络基础。网络不仅能让用户安全访问多种数据中心服务，还能依据需要实现共享数据中心组件布署、互联和汇聚，包含多种应用、服务器、设备和存放。合适计划数据中心网络不仅能保护应用和数据完整性，提升应用可用性和性能，还能增强对不停改变市场情况、业务关键程度和技术优异性反应能力。
服务器虚拟化为世界各地数据中心带来了众多优势，但同时它也向数据中心提出了挑战。假如有统一I/O配置和足够带宽，在每台物理服务器上支持大量VM，则资源池管理会较为轻易。资源池将能愈加快速地应对快速改变业务情况和工作负载，新服务器资源添加能在几分钟内完成，然后设置并投入使用。而无需经过数小时甚或数天繁琐、耗时且易于犯错人工配置，来准备服务器及其接口、固件和设置。经过平衡CPU处理能力和经济高效内存配置使虚拟机密度提升时，就能够更轻松地实现服务器虚拟化经济优势。最终，在统一了网络接入层，并以相同方法对待虚拟机链路和物理服务器链路时，能够更高效、更安全地管理虚拟环境，并取得更出色QoS。
思科统一计算系统经过下一代数据中心平台处理了上述挑战。此平台将计算、网络、存放访问和虚拟化统一到一个综合系统中，进行集中管理，并使用VMwareESX服务器等虚拟化软件进行协调。该系统在一个万兆以太网统一阵列中集成了企业级服务器，提供了虚拟机和虚拟化软件所需I/O带宽和功效。思科扩展内存技术为高度虚拟化所需要大内存提供了一个极为经济配置方法。最终，思科统一计算系统将网络访问层集成为一个能轻松管理实体，在此实体中，能像物理链路一样配置、管理和移动虚拟机链路。思科统一计算系统继承了思科长久以来优异创新传统，在架构、技术、合作关系和服务方面全部进行了出色创新。
5.2 刀片服务器选型——思科UCS
5.2.1 刀片服务器特点
刀片服务器是一个HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)低成本服务器平台，是专门为特殊应用行业和高密度计算机环境设计，其关键结构为一大型主体机箱，内部可插上很多“刀片”，其中每一块刀片实际上就是一块系统母板，类似于一个个独立服务器，它们能够经过当地硬盘开启自己操作系统。
刀片式服务器含有四大特点，首先是布署简单、易于维护，全部线全部连在机柜上，布线只有原来1/10或1/20。
其次是维护成本低，服务器出现问题时候，刀片能够立即更换并立即启用，而塔式和机架式则不可能做到这一点。
第三是节省占用空间成本和能源消耗成本，机架式服务器本身要带电源、光驱、软驱等一系列基础设施，不仅占用了宝贵空间更增添了能源消耗成本。而一个机柜中全部刀片全部能共用一套基础设施，除了空间利用率更高之外，集中供电效率也远比单机要高很多。
5.2.2 思科UCS优势概述
在此方案中我们提议选择思科统一计算系统(UCS)。UCS是一个理想虚拟化理想平台，因为它降低了I/O、CPU和内存等虚拟化“痛点”(painpoint)问题。
思科UCS是为虚拟化“度身定做”。即使UCS从本质上来说，能够认为它就是一组刀片系统。不过UCS出色之处就是它为虚拟化做了很多优化，所以很显著UCS会比一般刀片系统愈加好地为虚拟机目标服务。那么首先，谈一下虚拟化技术有那些目标呢？
5.2.2.1 虚拟化目标
关键能从三方面表现虚拟化目标：
1) 服务器整合（Server Consolidation），因为之前一般X86服务器利用率基础在10%以内，所以经过虚拟化技术，能平均实现1：8整合比率，也就是说，现在一台虚拟主机能承受之前8台物理服务器工作量，这不仅能降低在服务器方面开支，而且还能降低在能源和管理方面所需投入成本。
2) 简化系统管理（Simplify System Management），首先，经过降低物理机数量，能成倍地降低管理节点数量。其次，因为虚拟机移动性，使得经过vMotion和DRS等技术能自动优化系统资源。
3) 加速应用布署（Accelerate Application Deployment），因为虚拟机镜像移动性，使得经过使用虚拟器件（Virtual Appliance）等手段能加速布署。
接下来，将经过对这三方面进行展开来表现UCS在那些方面做了优化。

5.2.2.2 服务器整合
提升服务器整合最好方法就是增加服务器各方面资源，而UCS在这方面，做不仅不逊色，而且在CPU，内存和网络架构全部有创新：
1) 在CPU方面：UCS第一款刀片服务器B系列就支持Nahalem架构Intel CPU，因为其不仅在速度远胜上代，而且因为其HyperThread（HT）技术，使得CPU逻辑关键数量增加了一倍，即使这种提升对一般应用而言应该提升不大，不过对虚拟化而言，它却是一个强心剂，因为vCPU数量倍增了，也就能够支撑更多虚拟机，尤其是最近，思科还推出基于最新32nmWestmare技术C系列服务器。
2) 在内存方面：对虚拟化而言，内存比CPU更缺，因为每个虚拟机其实在运行时候，不一定损耗很多CPU周期，不过它会固定消耗很多内存资源，而且内存和其它资源相比极难overcommit（超标预订）。既然内存对虚拟化是如此关键，所以UCS为此推出它Extended Memory（内存扩展）技术，经过这种技术能让一台薄薄刀片服务器内装载高达384GB内存，从而加载更多虚拟机，同时内存也能跑在1066MHz高速下。
3) UCS整套网络架构：其包含能支持128个虚拟接口Palo网卡和能提供多达几十Gps网络带宽UCS 6100 Fabric Interconnect（互联阵列），经过这些设施在网络方面能够很好地应对大量虚拟机情况。
综合上述这些方面，UCS所提供整合率将远超业界最一般1：8比率，假如根据一台虚拟机消耗2GB内存，CPU平均利用率在10%左右情况，估量一台UCS刀片机能支持多达160台以上虚拟机。  
5.2.2.3 简化系统管理
在简化系统管理方面，UCS除了之前已经提到经过服务器整合带来好处之外，还有其它方面优点。
1) 经过引入VN-Link技术改良了之前极难管理Virtual Networking，比如使用Cisco Nexus 1000v 或 Network Interface Virtulization技术来替换之前常见但比较麻烦Virtual Switch来管理网络。
2) 使用Fabric Extender替换传统刀片交换机，这意味在网络架构中将降低在Blade 机箱这层，从而使整个网络架构得到简化。
3) 经过引入Unified Fabric技术来整合数据通信和存放通信，经过这种做法能极大地降低网卡和网线使用。
4) 使用统一UCS Manager来管理全部硬件，而且能很简便和快速地配置和布署新服务器。

5.2.2.4 加速应有布署
在这方面，UCS并没有做过多优化，因为这方面关键经过其上vSphere来控制。不过UCS还是有其相关优势：
1) 经过UCS ManagerTemplate机制能很方便地布署应用所需资源。
2) UCS可搭载多个利于应用布署管理工具，比如BMC管理套件和EMC IONIX等。
刀片服务器及机箱配置：采取思科5108刀片服务器，机箱最多能够安装8台刀片服务器，由2104XP经过光纤连至6120XP，每个2104XP有4个10G上行端口，支持40G带宽，每刀片机箱安装1个，共40G带宽。刀片服务器选择思科UCSB系列刀片服务器。
采取思科UCS含有以下优势：

l 单一管理入口：全部服务器配置，更改，和VLAN和VSAN配置和更改全部在一个界面内完成，无需登陆多个管理模块或管理服务器。同时，也是在同一个管理界面，能够监视全部服务器和统一交换平台健康情况。

l 便于扩展：添加新服务器时，只需简单地将服务器插入机箱，UCSM会自己发觉新设备，并依据策略自动或手动地将服务器网卡，HBA或虚拟网卡配置好，并联如对应VLAN和VSAN。

l 加强故障隔离能力：全部链接全部是冗余，整个系统不存在单点故障，在确保系统简练性同时，也确保了系统安全性。

5.3 刀片服务器统一管理
集中、全方面管理，并和统一交换平台相结合，意味着不再需要人工配置和集成多种独立组件，就能创建一个高效虚拟池。思科统一计算系统能够简单、自动地实施将一个新服务器布署到系统中步骤，在几分钟内就能完成新服务器安装、配置并将其投入使用，而无须像传统配置方法那样花费数小时乃至数天时间。这一功效不仅有利于提升IT人员生产率，而且在需要更多资源时能够快速扩展虚拟池能力。
Cisco UCS Manager是思科统一计算系统中枢神经系统。它从端到端集成系统组件，所以系统能作为单一逻辑实体进行管理。Cisco UCS Manager提供一个直观GUI、一个命令行界面(CLI)和一个强大API，所以它能单独使用，也能和其它第三方工具集成使用。经过单一控制台，能够全方位管理服务器配置－系统身份、固件版本、网卡(NIC)设置、HBA设置和网络配置文件等，无需为个系统组件配置单独管理模块。Cisco UCS Manager内嵌在两个互联阵列中。
Cisco UCS Manager全方位配置服务器和它在系统中连接。它能设置或配置唯一用户ID(UUID)、BIOS和固件版本；包含MAC地址、VLAN和服务质量（QoS）设置在内NIC配置；包含全球名称（WWN）、VSAN、带宽限制和固件版本在内HBA配置；和包含VLAN、VSAN、QoS和以太通道设置在内上行链路端口配置。
5.4 UCS中统一交换平台
思科统一计算系统关键目标是实现传统数据中心最大程度资源整合。通常在传统数据中心中存在两种网络：传统数据局域网和使用光纤存放交换机存放交换网络。统一交换平台将这两种网络实现在统一传输平台上，即使用一个交换技术同时实现传统数据网络功效和远程存放。这么才能最大化实现资源整合，降低系统复杂程度，从而便于实现跨平台资源调度和虚拟化服务，提升投资有效性，同时还降低了管理成本。
要实现存放网络和传统数据网络双网合一，使用思科统一交换平台实现二者一体化交换。目前在以太网上融合传统局域网和存放网络唯一成熟技术标准是Fiber Channel Over Ethernet技术（FCoE），它已在标准上给出了怎样把存放网(SAN)数据帧封装在以太网帧内进行转发相关技术协议。因为该项技术简单性、高效率、经济性，现在已经形成相对成熟包含存放厂商、网络设备厂商、主机厂商、网卡厂商生态链。具体协议公布可参见FCoE相关WebSites。()

Cisco UCS 6100系列互联阵列是思科统一计算系统关键组成部分，为系统提供了网络连接和管理能力。Cisco UCS 6100系列提供线速、低延时、无丢包万兆以太网和以太网光纤通道（FCoE）功效。
Cisco UCS 6100系列可为Cisco UCS B系列刀片服务器和UCS 5100系列刀片服务器机箱提供管理和通信骨干。全部连接到Cisco UCS 6100系列互联阵列机箱和刀片服务器，均成为单一高可用管理域组成部分。另外，经过支持统一阵列，Cisco UCS 6100系列还为其域内全部刀片服务器提供了局域网（LAN）和存放域网络（SAN）连接。
Ø 计算网络设备选型：
l 统一交换阵列：由1台思科6120XP组成统一交换平台，是数据交换网络骨干，而且由它实现对全部刀片服务器设置。6120XP有20个全万兆端口，全线速，无阻塞无丢包交换阵列。
l 统一交换阵列扩展模块：8端口4GFC扩展模块。6120XP能够安装多个扩展模块，接入现在传统IT架构里光纤SAN交换机等，保护用户以前投资。
青岛胶建集团企业网络业务应用特点决定了现在数据中心必需有很强扩展能力，而同时又不能增加系统管理难度和复杂性。采取思科统一计算平台能够很好处理这个问题。当需要扩展时，只要将新刀片机箱接入6120XP，6120XP上内置管理软件会自动发觉新硬件，能够依据事先定义好服务配置脚本对服务器进行设置，如新服务器应该接入那个VLAN，服务器上HBA卡或应该接入那个VSAN全部能够在几分钟内设置完成。
在最大规模系统时，其管理难度和复杂度全部没有增加，下图显示了思科统一计算系统较大规模时架构示意图，能够看到，即使服务器数量和刀片机箱数量大大增加，不过，从整体架构上看，没有任何改变---全部服务器和刀片机箱全部接入统一交换平台，全部管理全部从统一交换平台内置管理软件实现，同时，完全融合已经有网络和存放环境：

5.5 思科UCS无状态计算能力
思科统一计算（Cisco UCS）平台灵活实现了目前数据中心最为热门FCOE技术，而且成功实现了无状态计算功效。这两种功效实现使得思科UCS在数据中心布署时即可简化物理安装、布线又可大大节省以后维护成本，提升数据中心高可靠、快速响应能力。
思科UCS无状态计算能够达成这么效果：在思科刀片机箱中假如有一台刀片服务器宕机，数据中心管理员在收到报警信息后仅需要将宕机服务器从刀片机箱中拔出然后插入新刀片服务器开启即可。在思科6120XP作用下，新插入刀片服务器将能自动发觉并完成原先刀片服务器和EMC存放上lun关联状态；新刀片服务器将继承原刀片服务器UUID、MAC地址信息、WWNN信息、WWPN信息、BIOS信息、引导次序等全部服务器个性化信息。利用SAN BOOT功效新插入刀片服务器和LUN管理完成后将从存放上开启ESX操作系统，系统引导完成后整个维护工作也宣告结束。无需配置传统服务器硬盘RAID配置、安装操作系统、从存放上调整LUN和新服务器关联、配置新装系统网络、存放、管理权限… …等很多工作。在数据中心中利用思科UCS布署VMware使数据中心管理根本轻松下来同时也极大提升了数据中心在中服务能力。
5.6 思科UCS平台和VMware结合优势
在经济环境良好时期，“以更少投入取得更大回报”是帮助企业增强竞争优势座右铭。而在经济困难时期，利用较少资源完成更多任务则能帮助机构继续在市场中生存。
几乎每个人全部知道虚拟化优势：
l 整合工作负载；提升利用率；降低运行、投资、空间、耗电和冷却等。
l 在虚拟池中动态地移动工作负载，提升使服务器离线或增加新服务器灵活性。
l 管理虚拟机和物理机之间关系，优化性能，确保服务水平。
l 使用现有资源池创建更多虚拟机，从而扩展目前应用或布署新应用。
l 使用虚拟化软件高可用性和灾难恢复功效，来处理当地和跨地域故障问题。
虚拟化使应用布署和服务器购置分离开来，不过这一优势和其它虚拟化优势只有在应用程序运行在一个或多个统一服务器资源池时，才能能够最好地发挥。思科统一计算系统™就意在提供这么一个环境。专为虚拟化环境而优化思科统一计算系统是下一代数据中心平台，在一个紧密结合系统中整合了计算、网络、存放接入和虚拟化功效，意在降低总体拥有成本（TCO），同时提升业务灵活性。该系统包含一个低延时无丢包万兆以太网统一阵列，和多台企业级x86架构服务器。它是一个集成可扩展多机箱平台，在统一管理域中管理全部资源。
5.6.1 统一阵列
虚拟环境需要一致I/O配置，为资源池中全部服务器系统管理程序提供统一支持。它们还需要能够支持虚拟机（VM）在资源池中各服务器间移动，同时又能满足各虚拟机带宽和安全要求I/O配置。思科统一计算系统以一个低延时无丢包10-Gbps统一网络阵列为基础，能够满足这一需要。Cisco UCS 5108刀片机箱中刀片服务器经过扩展卡访问阵列，每刀片服务器吞吐率高达40 Gbps。
该统一阵列采取“一次布线”布署模式，机箱只经过线缆连接到互联阵列一次，I/O配置改变只需经过管理系统进行，而无需安装主机适配器和对机架和交换机重布线（参见图1）。此统一阵列不再需要在每个服务器中布署冗余以太网和光纤通道适配器，也无须采取独立布线连接接入层交换机，并为每种网络媒体使用不一样交换机，所以大大简化了机架布线。全部流量全部路由到中央服务器互联，随即以太网和光纤通道流量可独立传输到当地非整合网络。
图1. 统一阵列将多个流量传输到Cisco UCS 6100系列互联阵列，在此以太网和光纤通道流量拆分到独立网络

该统一阵列基于万兆以太网，采取标准扩展支持更多流量类型并优化管理。它支持以太网和以太网光纤通道(FCoE)，其管理特征使得以太网和FCoE等多个流量管理能独立进行，支持带宽管理，且各流量等级间无干扰。
统一阵列为虚拟环境提供了创建基于统一I/O连接大型服务器资源池能力，经过编程，该资源池能够以和数据中心目前最好实践相一致方法运行。在虚拟化软件使用基于光纤通道共享存放环境里，就无需再布署冗余HBA卡、收发器、电缆和上游交换机端口，这些成本相当于一个小型服务器。正如文章稍后所讨论那样，Cisco VN-Link技术支持每个虚拟机和互联阵列间虚拟网络连接，简化了虚拟机及其网络管理，包含轻松移动虚拟机，自动保持安全性等网络特征。
5.6.2 内嵌统一管理功效
当服务器配置到资源池中以后，便能够依据需要进行管理，以满足不停改变工作负载要求；在布署新应用时无需为其安装特定硬件；并能在服务器间移动虚拟机，以均衡工作负载、满足服务水平协议(SLA)或使某个服务器为计划内停机作好准备时，虚拟化能为数据中心发挥最大价值。Cisco UCS Manager将思科统一计算系统资源整合为单一综合系统，很适于为虚拟环境建立资源池。
Cisco UCS Manager是思科统一计算系统中枢神经系统。它从端到端集成系统组件，所以系统能作为单一逻辑实体进行管理。Cisco UCS Manager提供一个直观GUI、一个命令行界面(CLI)和一个强大API，所以它能单独使用，也能和其它第三方工具集成使用。经过单一控制台，能够全方位管理服务器配置－系统身份、固件版本、网卡(NIC)设置、HBA设置和网络配置文件等，无需每个系统组件配置单独管理器。Cisco UCS Manager内嵌在配置成高可用集群两个互联阵列中。
集中、全方面管理，并和统一阵列相结合，意味着不再需要人工配置和集成多种独立组件，就能创建一个高效虚拟池。Cisco UCS Manager能够简单、自动地实施将一个新服务器布署到系统中步骤，在几分钟内就能完成新服务器安装、配置并将其投入使用，而无须像传统配置方法那样花费数小时乃至数天时间。这一功效不仅有利于提升IT人员生产率，在需要更多资源时能够快速扩展虚拟池能力，也将使采取此系统企业取得战略优势。
Cisco UCS Manager基于角色和策略管理模式许可企业继续实施已经有独立式管理。比如，默认配置定义了独立服务器、存放和网络管理员角色，每个角色用户则定义怎样配置系统策略。使用这些策略，机构中不一样团体就能更高效地合作。举例来说，网络管理员定义了全部网络策略，以后这些策略就能被服务器管理员所采取和加以参考，这一过程无需网络管理员参与。同时，高级管理员能够将精力更多地集中于关键业务问题，而无须关注各系统配置细节。
5.6.3 服务配置文件和服务配置文件模板
虚拟化使应用布署和服务器购置分离开来。当将服务器配置到虚拟池中，数据中心就成为了一个动态实体，能够高效利用资源，灵活调整分配给物理服务器虚拟机，方便达成效率和性能最好平衡。数据中心就像是一个正确调整引擎，添加服务器就像是为引擎加油：当虚拟池中整体工作负载增加，就需要更多服务器来保持所需服务水平。类似，当工作负载需求降低，应该直接关闭部分服务器，藉此依据实际工作负载需要，正确控制功耗和碳排放量。
服务配置文件和服务配置文件模板是大幅简化在系统中添加新服务器这一步骤机制，能在几分钟而非数小时甚或数天内将新服务器添加到资源池。一样，这个机制也能用来重新配置服务器，方便服务器能用于另一不一样资源池中。
Cisco UCS Manager全方位配置服务器和它在系统中连接。它能设置或配置唯一用户ID (UUID)、BIOS和固件版本；包含MAC地址、VLAN和服务质量（QoS）设置在内NIC配置；包含全球名称（WWN）、VSAN、带宽限制和固件版本在内HBA配置；和包含VLAN、VSAN、QoS和以太通道设置在内上行链路端口配置。
服务配置文件全方面定义服务器及其全部设置。可使用服务配置文件来配置新服务器，或在需要时，用它来配置同一服务器副本，方便全部软件全部能从原始服务器迁移到替换服务器，这些操作对于软件和其许可证机制完全透明（参见图2）。服务配置文件是对服务器进行全方面定义，而服务配置文件模板则是定义怎样创建服务配置文件。服务配置文件就像是课程示例，服务配置文件模板则定义课程，即定义创建服务配置文件策略。
图2. 服务配置文件配置服务器和网络资源，能使服务器配置在物理服务器间移动

经过激活服务配置文件模板，能够将多个服务器进行完全相同配置，同时又使它们能在采取唯一标识符实例中拥有自己身份（如UUID、MAC地址和WWN）。应用服务配置文件模板结果就是取得一个全方面定义一个独特服务器服务配置文件。当一台新服务器被添加到思科统一计算系统时，Cisco UCS Manager能发觉它并依据服务器物理特征，自动应用对应服务配置文件模板。借助这一功效，能够快速、简便地向不一样虚拟池添加服务器。比如，一个虚拟池可能包含多个64GB主内存服务器，这对于某类应用已经足够，而另一虚拟池中服务器则可能最少为192 GB主内存，以实现最大虚拟机密度。
5.6.4 借助Cisco UCS扩展内存技术，提升虚拟机密度
虚拟化将更多关注服务器怎样拥有更多和更经济内存配置。即使高性能、针对虚拟化特殊优化和多核处理器如Intel Xeon 5500系列能够提升虚拟机性能，但现在服务器需要更大内存来充足利用服务器处理器。提升虚拟系统中虚拟机密度传统方法是，购置更昂贵、更大型四路服务器。但这种方法既提升了投资和运行开支，又没能实际处理怎样为双路服务器提供更为经济高效内存问题。
思科扩展内存技术提供了一个含有极大潜力、经济高效方法，和其它方法相比，能以更低TCO提升虚拟化密度，使IT机构能够凭借更少资源完成更多任务。Cisco UCS B250 M1扩展内存刀片服务器和Cisco UCS C250 M1扩展内存机架安装服务器就采取了这种技术。从处理器内存通道角度来看，该项技术将四个物理上独立DIMM映射为单一逻辑DIMM（参见图3）。这一映射支持拥有48个DIMM插槽扩展内存服务器，而采取相同处理器传统服务器和刀片系统最多只能配置12个最高性能插槽，或18个较低性能插槽。
图3. 思科扩展内存技术使4个物理DIMM对于CPU来说显示为单一大型逻辑DIMM

思科扩展内存服务器中48个DIMM插槽能插入2、4或8-GB DIMM，为企业提供了平衡处理能力、内存容量和成本极高灵活性。
l 低成本选项使用低成本4-GB DIMM来提供高达192 GB内存，而无须像使用相同处理器其它服务器那样，为取得高内存容量而使用8-GB DIMM。依据8月公开内存价格，该选项能够节省60%内存成本。
l 大内存选项能够为需要最大内存工作负载提供支持。思科扩展内存服务器在使用8-GB DIMM时内存高达384 GB，实现了采取Intel Xeon 5500系列处理器双路服务器最大内存。
不管需要大型内存还是极大内存来优化虚拟化密度，IT机构现在全部能愈加经济地整合更多应用，创建更多虚拟机。
5.6.5 使用虚拟接口和Cisco VN-Link技术进行联网
传统刀片服务器为布署虚机环境增加了无须要成本、复杂性和风险。在大多数网络布署中，网络接入层被分为三个层次，极难控制网络连接并确保其安全，增加了VM到VM联网延迟，难以进行高效管理：
l 接入层交换机通常属于数据中心基础设施范围，由网络管理员管理，对安全和QoS进行高效控制。
l 刀片服务器中交换机增加了一个新网络层，它们使用处理器和特征集常常和数据中心接入层交换机所用处理器和特征集不一样。
l 虚拟软件厂商布署软件交换机占用CPU周期来模拟网络硬件，其代价就是降低应用性能。这些软交换机常常超出了网络管理员控制范围，常常由服务器管理员配置。
这些环境中接入层划分造成结果是，在同一刀片服务器中虚拟机、同一机箱中虚拟机或不一样机箱中虚拟机之间通信时，采取不一样交换设备来实现VM到VM通信。极难在各层实现统一管理，尤其是在虚拟机在服务器间动态移动时就更为困难。
思科统一计算系统将VM到VM通信所需交换机精简为一个互联阵列，由此简化、加速并保护了交换。这种方法为系统中全部网络通信提供了单一控制和管理点（参见图4）：
l 单一接入层交换机，即Cisco UCS 6100系列互联阵列，支持虚拟机间全部网络流量传输，而不管虚拟机在何处，为网络流量提供了单一控制和管理点。
l 无需在刀片中布署交换机，而是使用Cisco UCS 2100系列阵列扩展模块，它逻辑上是互联阵列一部分，将全部流量从刀片服务器传输到上游互联阵列。
l 无需使用软件交换机，虚拟机直接连接到物理NIC，采取直通交换或采取Hypervisor-bypass技术对其深入加速。此技术由支持导向I/OIntel虚拟化技术提供。
图4. 思科统一计算系统提供了单一控制和管理点，不再划分网络接入层

(一) Cisco VN-Link技术
思科统一计算系统中每台服务器全部经过一条或多条物理链路连接到互联阵列。Cisco VN-Link技术能在单一物理链路上配置多条虚拟链路。虚拟链路将虚拟机中一个虚拟NIC (vNIC)连接到互联阵列中一个虚拟接口。当使用Cisco UCS M81KR虚拟接口卡时，从和虚拟机连接（经过直通交换或Hypervisor-bypass）物理接口创建一条虚拟链路（参见图5）。这使得对于虚拟机网络连接管理能像管理物理服务器物理链路一样进行。即使进出虚拟机全部流量全部经过各自不一样虚拟链路传输，但QoS、VLAN和访问控制列表(ACL)等属性能从单一管理点统一管理。
虚拟链路在互联阵列内部虚拟接口处终止。一个虚拟接口和一个物理接口相关联，这种关联能依据需要改变。当一个虚拟机从一台服务器移动到另一台服务器，该VM虚拟链路所连虚拟接口只要简单地和另一个物理端口建立关联就能够了。现在，虚拟机网络特征也能随它们一起在服务器间移动，无须再在多个交换层间进行复杂协调。
在互联阵列中虚拟接口和虚拟接口卡所支持物理接口之间，思科统一计算系统经过硬件布署了Cisco VN-Link技术。在使用非Cisco UCS M81KR接口来传输虚拟机网络流量时，使用Cisco Nexus™ 1000V系列交换机，在软件中也能实现相同管理简练性。
图5. Cisco VN-Link技术支持每虚拟机链路，它们管理和移动独立于物理链路

(二) 采取Cisco UCS M81KR虚拟接口卡Cisco VN-Link技术
当服务器配置了Cisco UCS M81KR虚拟接口卡时，思科统一计算系统能发挥最大功效。这些卡采取灵活配置I/O，使Cisco UCS Manager能创建多达128个（其中8个预留，供系统使用）以太网NIC或光纤通道HBA任意组合，其身份（MAC地址和WWN）可动态编程。这个虚拟接口卡提供了足够接口，确保每个虚拟机全部能拥有一个或多个专用物理接口，所以不再需要虚拟软件层面交换。
Cisco UCS Manager和VMware vCenter软件共用，能够协调虚拟机及它们直接和之通信接口创建和移动。Cisco UCS Manager中端口配置文件定义了虚拟机所使用NIC配置，在创建VM或将VM移动到另一服务器时，灵活地引导管理器配置虚拟机所需接口。端口配置文件名称和VMware ESX服务器中端口组名称相对应。当VMware ESX服务器期望创建一个新虚拟机或设置虚拟机移动目标地时，它将端口组名称通知虚拟接口卡。虚拟接口卡向Cisco UCS Manager问询含有相同名称端口配置文件，然后虚拟机就能使用预期设备来连接网络。
(三) 总结
服务器虚拟化为世界各地数据中心带来了众多优势，但同时它也向数据中心提出了挑战。假如有统一I/O配置和足够带宽，在每台物理服务器上支持大量VM，则资源池管理会较为轻易。资源池将能愈加快速地应对快速改变业务情况和工作负载，新服务器资源添加能在几分钟内完成，然后设置并投入使用。而无需经过数小时甚或数天繁琐、耗时且易于犯错人工配置，来准备服务器及其接口、固件和设置。经过平衡CPU处理能力和经济高效内存配置使虚拟机密度提升时，就能够更轻松地实现服务器虚拟化经济优势。最终，在统一了网络接入层，并以相同方法对待虚拟机链路和物理服务器链路时，能够更高效、更安全地管理虚拟环境，并取得更出色QoS。
思科统一计算系统经过下一代数据中心平台处理了上述挑战。此平台将计算、网络、存放访问和虚拟化统一到一个综合系统中，进行集中管理，并使用VMware ESX服务器等虚拟化软件进行协协调。该系统在一个万兆以太网统一阵列中集成了企业级服务器，提供了虚拟机和虚拟化软件所需I/O带宽和功效。思科扩展内存技术为高度虚拟化所需要大内存提供了一个极为经济配置方法。最终，思科统一计算系统将网络访问层集成为一个能轻松管理实体，在此实体中，能像物理链路一样配置、管理和移动虚拟机链路。思科统一计算系统继承了思科长久以来优异创新传统，在架构、技术、合作关系和服务方面全部进行了出色创新。
5.7 XXXXXXX云计算平台计算部分具体设计
在了解了思科物理刀片服务器优点和竞争优势以后，在XXXXXXX云计算平台计算部分我们将采取下列具体设计（下述内容仅为具体设计表述，具体产品硬件及特色介绍我们将在下一章节表现）：
1) 依据项目标实际情况选配了两款思科服务器，这两种服务器未来将策略性分配为服务器虚拟化和桌面虚拟化。
a) 第一款：实际配置4台B200刀片服务器（半宽），每台服务器配置2颗E5649CPU和96G内存，这四台服务器CPU和内存配置全部比较适中，很适合大规模布署虚拟桌面。这4台物理刀片服务器可整合约80台服务器，或约400台虚拟桌面（这些数值为依据以往经验保守估算值，实际整合比可能高于此数值，要依据具体运算业务来定）。
b) 第二款：实际配置2台B440刀片服务器（全宽），每台服务器配置4可E7540CPU和高达128G内存，这两台服务器不管是CPU计算能力还是内存配比全部含有绝佳性能，很适合对计算有着较高要求虚拟服务器布署。这两台物理服务器可整合约64台高性能服务器或约256台虚拟桌面（这些数值为依据以往经验保守估算值，实际整合比可能高于此数值，要依据具体运算业务来定）。
2) I/0性能：每台思科刀片服务器含有两块万兆FCOECNA卡，可同时支持网络及数据信息传输；此CNA卡可同时虚拟出多块网卡及多块HBA卡。
3) 刀片服务器无须配置当地硬盘，思科UCS可完美支持SAN BOOT功效（已经过大量生产案例验证）