服务器虚拟化核心技术专业方案高校.docx

噢易服务器虚拟化网络中心
技术方案
1. 需求分析
软件和硬件技术不停发展，越来越多学校依靠IT技术来有效地支撑业务系统和步骤。技术融入越多，应用扩展越多，学校就需要越来愈多服务器容量来应对需求，随之面临管理问题逐步上升。
l 服务器资源分散，管理维护困难
伴随业务不停更新，网络中心服务器数量逐年增加，每台服务器搭建一个应用，资源分散，不能很好整合，无法集中统一管理，升级、维护等问题需要到网络中心服务器上逐一处理。
l 服务器资源利用率低
学校网络中心原有部分服务，如文件服务、WEB服务等业务使用是独立服务器,使用频率不高，但占用相当多服务器，不仅服务器资源利用率低，效果也有待提升。
为确保系统安全性和可靠性，网络中心数据库服务器通常采取双机热备方法，应用服务器通常采取负载均衡或冷备方法，造成服务器数量众多。安全性和可靠性即使得到提升，但备机系统资源平时并没有利用到，浪费了备机系统资源，资源利用率低，同时也增加了维护成本和维护工作量。
除此之外，很多学校网络中心在采购时候就考虑到3-5年扩容，造成网络中心服务器和存放利用率通常平均不到50%，基础属于轻负载状态（10%~15%），使得资源浪费很大，得不到合理利用。
l 部分服务器老化，应用不稳定
伴随应用更新，应用年限增加，部分服务器硬逐步老化，很多破旧服务器已无法支撑学校应用系统，造成应用系统不稳定。而采购全新服务器，一台服务器只安装一个应用话，采购成本大，也增加了管理难度。
l 业务扩展困难，临时环境搭建耗时耗力
伴随业务系统建设深入和业务处理量不停增加，未来对于IT系统使用还将会是一个快速增加趋势，伴随大量软件应用不停增加，应用数据逐步累积，和终端设备大规模采购，肯定造成已经有服务器难以支撑未来业务不停扩展需求，需要增加投入。而传统方法，增加新应用就需要增加新服务器，随之增加投入成本；
另外，学校临时应用环境搭建，如部分老师需要搭建临时测试系统，使用时间不长，但又需要硬件服务器资源；如临时考试系统，需要准备硬件资源，还要搭建软件环境，使用完以后又会快速拆除，环境搭建费时费力，无法快速上线。
l 停机中止
硬件故障维护、升级或扩容时候需要停机进行操作，造成应用系统中止，影响了正常业务应用系统使用及开展，尤其是部分关键和部分二十四小时不中止应用，如财务系统，教务系统，关键WEB应用等。
l 软件兼容性冲突
不少网络中心存在一个服务器在没有做虚拟化情况下搭建多个应用情况。因为业务性质差异性，大量教学业务系统，不一样厂商开发，不一样版本，极难统一布署和管理，软件正常使用，系统稳定性得不到有效确保。
l 视频应用或大流量访问带来网络堵塞问题
学校网络中心关键应用，如录播系统，视频点播系统，活跃网站访问，在高峰期可能会出现网络拥堵，而网络中心现有硬件资源无法很好处理这么网络问题。
l 业务安全性、连续性要求增高，IT管理越来越复杂。
为了确保业务安全性和连续性，对服务器管理维护要求越来越高，因为服务器系统故障、硬件故障造成业务中止，需快速恢复，很多学校因为业务性质特殊性，通常全部会采取双机或多机热备份方法，主服务器故障，自动切换到其它备份服务器上，安全性和可靠性即使得到提升，但备机系统资源平时并没有利用到，浪费了备机系统资源，也增加了维护成本及维护工作量
l 新应用服务器上线布署时间久、周期长
伴随教学不停发展，新业务系统在学校使用会越来越多，不管是教学系统，财务系统，web应用，视频应用等，全部需要硬件服务器来支持，而利用传统方法，硬件采购周期加上软件环境搭建周期，整个系统布署时间少则一周，多达一月，上线时间长。
总而言之，为处理服务器数量增加所带来问题，提升服务器资源使用率，降低设备采购成本，提升业务连续性和为未来新应用系统建设提供一个灵活资源使用平台，需对现有服务器进行虚拟化整合。
2. 方案设计
2.1设计内容
l 并经过服务器虚拟化，整合服务器资源，进行统一管理；
l 充足利用学校现现有资源，降低硬件投入；
l 利用服务器虚拟化，整合学校分散应用；
l 经过虚拟机资源分配，快速扩展应用；
l 利用虚拟化技术，保障业务安全性；
l 考虑后期业务发展需要，软硬件全部能够支持平滑扩容；
l 考虑应用稳定性，同时提升服务器资源利用率。
2.2设计目标
l 可扩展性
功效模块化，当应用要求发生改变时，能够很轻易地经过新建虚拟机或增加服务器来进行扩展，而无需重新设计整个方案。
l 可靠性
保持业务连续性，不会因为单点故障影响到整体架构，造成系统不可用。
支持主动监控服务和报警机制、支持负载共享或故障切换机制，实现负荷无缝转移。
l 可管理性
经过管理端能够对整个平台进行统一管理，包含服务器、虚拟机、虚拟机操作系统、应用软件等，在控制台能够监看整个平台运行状态。
l 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. 方案拓扑图

4. 处理方案

4.1服务器整合，提升资源利用率，消除软件冲突
经过服务器虚拟化进行整合，一台服务器上可运行多个虚拟机，支持每台虚拟机安装不一样操作系统，包含windows、Linux、Unix系列常见操作系统，满足个性化需求；每个虚拟机全部能够搭建不一样教学业务系统，包含文件服务、计费服务、WEB服务，考试系统，自主学习系统等，各应用服务之间相互独立，互不影响，既确保业务流畅运行，又能够合理利用资源，充足发挥服务器作用，可将服务器利用率提升至85%以上。

4.2集中统一管理
现在大多数学校网络中心服务器资源无法进行整合，性能欠佳，管理分散，出现问题需要到网络中心机房处理，而经过服务器虚拟化搭建环境能够整合资源统一管理，包含：
1) B/S架构，只要能够上网，就可使用统一控制台集中管理多服务器资源，随时随地进行管理，不需要到网络中心服务器机房现场处理；
2) 为学校网络中心区域网络、异构CPU物理服务器共建一个资源池，方便资源调度；
3) 依据业务需要动态创建、删除、备份管理虚拟机，满足扩展应用；
4) 快速升级、维护、布署虚拟业务环境；
5) 共享存放管理，资源合理调配；
6) 事件日志分类查询；
7) 报警跟踪处理；

4.3临时应用快速布署，未来应用快速上线
经过服务器虚拟化实现将一台物理服务器虚拟化成多台，应用更新升级、增加新应用，可实现快速上线布署，只需在云数据中心实现了虚拟化服务器上创建虚拟机，搭建新应用，无需投入新硬件设备，处理了新老应用之间冲突。
针对学校临时教学业务环境扩展和搭建问题，能够依据教学业务需要动态创建虚拟机，快速布署教学业务系统，利用虚拟机快速搭建并分配资源，过程简单快速，无需单独硬件投入，环境使用完以后可快速收回。不管是测试系统，等级考试，英语考试还是其它老师要临时教学业务系统，全部能够按需快速扩展，随时搭建，随时删除，简化管理。

4.4虚拟机教学业务动态迁移

伴随服务器使用年限增加，那些还没有更新服务器资源比较破旧，可能出现服务器宕机情况，即使新服务器，也可能出现多种故障，从而影响教学业务。经过服务器虚拟化，能够有效进行教学业务迁移。
1) 物理服务器故障，可在线迁移虚拟机到另一台服务器上，如将考试系统或WEB服务进行迁移，不中止服务，确保教学业务连续性；
2) 高峰时段，将虚拟机迁移到目前限制运算能力多服务器，确保应用服务质量，动态平衡数据中心负载；
3) 网络中心例行维护检修或因为故障维护时，可将虚拟机迁移到另一台物理服务器上运行，而不是直接停掉服务器上全部服务。
4.5网络分流，释放服务器性能
针对网络中心高峰期视频或其它数据访问会出现流量堵塞，访问很慢问题，可为虚拟机分配专用网络端口，经过网卡绑定，将一台服务器两个或更多物理网卡用于负载平衡，实现流量分隔，支撑高峰期视频数据传输，预防一台虚拟机能够使用物理网络接口上全部带宽而造成其它虚拟机业务堵塞；
提供故障切换，当网卡硬件出现故障或网络中止时，提供故障切换，确保终端业务访问连续性；
经过网卡绑定方法进行网络分流，处理网络堵塞，让服务器剩下CPU和内存资源还可支撑其它业务运行，从而提升服务器资源利用率。
4.6网络和安全管理
l 虚拟网络VLAN和NAT
实现虚拟机间虚拟局域网，确保业务相关虚拟机能够划分到同一个VLAN，同一个VLAN里这些虚拟机能够是在同一个或不一样物理网段；或将关键性业务，含有敏感涉密数据业务虚拟机单独划分在独立VLAN环境，和其它网络进行隔离，预防信息泄露风险；不一样VLAN虚拟机不能直接通信，一个VLAN内部业务广播和流量全部不会转发到其它VLAN中，控制不一样校区应用系统和站点之间相互访问，提升业务访问安全性；
当数据中心多个业务系统、网站搭建在虚拟机中时，经过NAT实现外部用户经过一个固定公网IP进行访问，节省数据中心IP地址空间；经过端口和内网IP地址映射，实现外部用户对不一样虚拟机中业务和网站正确访问；
l 基于内核级安全管理机制
提供对“系统管理程序”安全性保护机制，预防攻击者能够接管主机上托管全部虚拟机而造成业务数据破坏和系统瓦解；
在虚拟机等级，提供隔离保护，每一个虚拟机发生故障，网络受到攻击无法访问，不会影响同一个物理机上其它虚拟机正常运行；
可配置基于IP访问控制，可限制同一个网段内不一样虚拟机之间通信，保障业务之间隔离访问。
4.7性能实时监测预警
当有考试进行或WEB访问量处于高峰期时，为了确保系统稳定性，也为了出现问题能够立即响应，快速处理，能够对服务器和虚拟机运行状态进行实时监测预警。
1) 实时服务器、虚拟机实时运行状态，合理调配虚拟机资源（CPU、内存、磁盘、网络等）；
2) 提供最近10分钟、1小时、1周、1个月、1年统计分析；
3) 经过监测数据，当主机、虚拟机CPU、内存达成临界值，以邮件、短信方法立即提醒管理员提前预警，为实现资源池内服务器负载均衡提供依据；

4.8备份和恢复

针对学校服务器运行多个应用系统，可能会出现服务器宕机造成业务中止问题，虚拟环境中业务能够做到快速备份和恢复，保障系统安全。
1) 能够远程虚拟机在线创建快照,备份教学业务系统正常运行数据；
2) 当虚拟服务器报错影响业务正常运行时，可快速恢复，避免系统故障带来教学业务中止，避免发生教学事故。
4.9加密狗支持
针对学校大部分应用系统全部存在加密狗情况，噢易服务器虚拟化能够智能读取加密狗信息，每个虚拟机业务系统对应对应加密狗，不影响业务系统使用。
4.10应用资产统计
可查询全部资源池下全部虚拟机里运行应用系统和网站具体信息（软件名称、软件版本、大小、安装时间、公布厂商），方便针对不一样校区服务器业务托管在数据中心情况，能够进行集中快速查询，方便将资源计划具体定位；
能够查看单个虚拟机搭建应用具体，无需登录进入虚拟机系统查看，同时针对历史变更，新安装布署了那些应用，卸载了那些应用，是谁在什么时间操作，全部能够统一查询。

5. 设计总结
5.1整合前后比较
1、物理机数量
名称
对比项
整合前
整合后
物理机数量
多台服务器
服务器数量少，整合百分比高，可依据负载情况随时灵活添加物理机,以后增加应用不需要再增加物理服务器。
2、资源利用率
名称
对比项
整合前
整合后
资源利用率
物理机数量多，服务器资源利用率低，空闲资源没有充足利用。
虚拟化整合后，物理机数量少，服务器资源利用率高，可依据各应用情况动态调整资源。
3、应用布署速度
名称
对比项
整合前
整合后
应用布署速度
新应用安装测试环境或布署上线时，每台物理机要安装操作系统，打补丁，进行安全设置，速度慢。
虚拟化整合后，经过预先制订好多种操作系统、应用模板和自布署向导或拷贝虚拟机，快速布署测试环境和应用。
4、业务连续性保障
名称
对比项
整合前
整合后
业务连续性保障
硬件故障维护或扩容时候需要停机进行，造成应用中止，影响了正常业务开展。
虚拟化整合后，能够经过在线迁移功效将虚拟机迁移至另一台物理机，硬件故障维护或升级时不影响业务正常开展。
5、管理维护
名称
对比项
整合前
整合后
维护
管理维护物理机数量多，工作量大。
虚拟化整合后，管理维护物理机数量大大降低。
6、可用性
名称
对比项
整合前
整合后
可用性
服务器出现故障时，需人工进行干预。
经过HA功效，当服务器故障时，自动重新开启虚拟机。
7、耗电量
名称
对比项
整合前
整合后
耗电量和机柜数量
物理机数量多，机柜多，耗电量大。
虚拟化整合后，物理机数量和机柜大大降低，降低耗电量。
由上述比较可知，经过噢易虚拟化技术对服务器进行整合，能够提升服务器资源使用率，提升业务连续性方便管理和为未来新应用系统建设提供一个灵活资源使用平台，提升IT运维服务水平。
5.2降低TCO（总体拥有成本）
Ÿ 经过服务器整合，控制和降低物理服务器数量，显著提升每个物理服务器及其CPU资源利用率， 从而降低硬件成本。
Ÿ 降低运行和维护成本， 包含数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。

图：服务器整合比率
5.3 提升运行效率
Ÿ 加紧新服务器和应用布署，大大降低服务器重建和应用加载时间。
Ÿ 主动地提前计划资源增加，这么对用户和应用需求响应快速，不需要象以前那样，需要长时间采购步骤，然后进行尝试。
Ÿ 不需要象以前那样，硬件维护需要数天/周变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在能够进行快速硬件维护和升级。
5.4旧硬件和操作系统投资保护
不再担心旧系统兼容性，维护和升级等一系列问题。
5.5简化管理，方便维护
快速布署业务环境：加紧新服务器和应用布署，大大降低服务器重建和应用加载时间。主动地提前计划资源增加，这么对客应用需求响应快速。
缩短维护时间：硬件维护需要数天/周变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在能够进行快速硬件维护和升级。
方便搭建试验环境：学校搭建教学应用环境，提前评定建立环境所需资源，可在虚拟机环境进行试验，再正式扩展到实际环境，让IT风险降到最低。
图形化Web界面： 安装配置、管理全汉字界面，提供了丰富远程管理和控制界面，实现足不出户管理，大幅度简化了大量服务器运维管理工作。
6. 方案优势
6.1性价比高，布署成本低
无需单独购置集中管理服务器，在中小规模布署上有着很大优势，采取全裸架构，无需绑定操作系统即可搭建虚拟化平台，而且布署是即装即用布署，同时，使用统一云管理平台，全新B/S架构，只需要一台简单PC既能够集中式管理整个区域网络内服务器资源，没有额外投入，不存在单点故障问题。
6.2 B/S架构，设计简单符合中国用户习惯
产品安装、配置管理统一汉字界面，功效操作简单直观，相对于国外产品全英文，或部分提供汉字界面，产品组件多，为了实现部分功效需安装插件或重新购置授权才能实现，OE-VServer经过市场调研分析，更关注中国教学用户需求，产品设计、体验、管理需求更符合中国国情，不需要被动学习和适应，更方便。
6.3提供API接口，整合个性应用
提供标准API接口，方便整合机房个性化应用，可依据用户个性化需求定制功效到数据中心管理平台，如：整合单点登录、整合短信接口、立即通讯等，依据用户共性需求量身定制，让管理更人性化、更方便简单。
6.4当地服务和支持
针对中国用户研发产品，相对国外软件来说，其服务和技术支持来说含有天然优势，能够提供愈加直接沟通交流，提供厂商专业技术团体上门服务和技术支持，负责培训管理员，实时在线咨询和客服。而国外不一样时厂商产品全部经过代理，服务支持要么经过电话不方便，要么服务技术人员有限，无法立即响应，而管理人员还需学习和适应，并要经过专业培训和指导，带来极大不变和成本。
7. 方案布署实施
7.1第一步：裸机布署虚拟化软件
在已经安装了操作系统物理服务器（桌面虚拟化）上布署虚拟化软件，或从裸机布署，在物理服务器插入光盘，系统自动识别进入安装界面，支持从裸机安装，整个过程傻瓜式，十分简单；安装要求服务器CPU架构支持X86，并开启虚拟化功效。
第一步配置主机名和网络，系统自动识别显示目前物理服务器全部网卡，管理员进行配置，能够将不一样网卡配置在不一样网段；
第二步配置默认root密码，当其它机器访问该机器时需登录认证。
安装完成以后，从驱动器中弹出安装CD，然后选择“重新引导”，服务器重启以后即安装完成。
整个过程5到6分钟即可完成，全汉字界面，安装快速，操作简单，没有技术经验也可独立完成。
7.2第二步：控制端配置和连接
每一台安装了虚拟化软件物理服务器全部能够作为控制端VCenter，管理员经过一台一般PC机或笔记本，在浏览器输入其中任意一台服务器IP地址，进入配置界面将其设置为主控端VCenter，来管理其它全部服务器资源。
设置完控制节点VCenter后，需要配置控制端数据库连接，该数据库用来存放全部服务器管理操作信息，能够选择当地存放和远端存放，提议选择远端存放安全性更强，当需要更换控制节点VCenter时，将保留之前管理操作全部数据。
管理员输入主控端服务器IP地址进入云数据中心平台登录界面，输入默认账号admin和密码admin，登录进入。