数据中心的服务器虚拟化与运维管理解决方案模板-V6.0.docx
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1、示oshi0g000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000数据中心的服务器虚拟化与运维管理解决方案模板2024/7/18文档名称数据中心的服务器虚拟化与运维管理解决方案模板作者周 晶邮箱jingzvmware。com版本V1。0变更记录2014.04.17 V1。0 初稿2014.09.04 V1。1 增加了“培训服务”相关内容2015。03.13 V6。0 基于vSOM 6.0进行全面更新文档描述本文档是数据中心的服务器虚拟化与运维管理的解
2、决方案模板,对应于VMware的vSphere with Operations Management (vSOM) 6。0目 录1概述51。1项目背景51。2现状分析52VMware服务器虚拟化与运维管理解决方案概述122.1服务器虚拟化解决方案132。2虚拟化环境下的运维管理解决方案142.3版本比较173服务器虚拟化解决方案203。1vSphere体系架构203。1.1基于vSphere的虚拟数据中心基础架构203.1。2ESXi体系结构223.1。3资源分配方式273.2计算功能特性293.2.1虚拟机计算性能293。2.2虚拟机性能363。2.3关键应用虚拟化363。2.4虚拟机迁移3
3、83.2。5向大数据扩展423.2。6CPU和内存的热添加和磁盘的热扩展433。2。7分布式资源调度DRS433.2.8分布式电源管理DPM453。2.9NVIDIA GRID vGPU463.3网络和安全功能特性473.3.1vSphere标准交换机(VSS)483。3.2vSphere 分布式交换机(VDS)493。3。3网络 I/O 控制 (NIOC)533.3。4无代理终端安全防护553。4存储功能特性603。4.1虚拟化环境的存储603。4。2vSphere存储体系结构623.4。3Storage Distributed Resources Scheduler (DRS)633.4。
4、4基于存储策略的管理653.4。5Storage vMotion673。4。6存储 I/O 控制703。4。7Virtual Machine File System (VMFS)713.4.8Storage Thin Provisioning733。4。9存储 API753。4.10Virtual Volumes773.4。11vSphere Flash Read Cache783。5可用性功能823。5。1VMware High Availability823.5.2VMware Fault Tolerance863。5。3VMware Data Protection893。5.4vStor
5、age APIs for Data Protection933。5。5vSphere Replication943.6管理和自动化1003.6。1集中式控制和主动式管理1003.6.2自动化管理与调配1054虚拟化环境下的运维管理解决方案1104.1主要价值1104。2体系架构1104.3基本功能1124.4典型应用场景1154。4.1性能监控与故障修复1154。4.2容量优化1204.4。3vSphere安全加固1235VMware解决方案规划设计1285。1计算资源规划1285.2存储资源规划1325.3网络资源规划1375.4可用性规划1415。5管理与监控规划1436方案优势总结149
6、7配置清单及说明1517。1硬件配置需求1517。2虚拟化软件配置需求1518专业服务1528.1VMware专业服务介绍1528。2专业咨询服务内容1528。2。1VMware Accelerate咨询服务1528.2.2技术咨询服务1538。2。3技术客户经理(TAM)服务1538.3专业服务实施流程1548.3。1评估1558。3。2规划与设计1558。3.3实施1558。3。4运维1569支持服务概述1579。1VMware支持的角色和职责1579。2全球技术支持服务1579.3自助服务支持1589。3。1社会支持1589.3。2其他资源15910培训服务16010.1培训课程和认证体
7、系16010.2VMware精选课程介绍16211缩略语解释21.1 项目背景不断增长的业务对IT部门的要求越来越高,所以数据中心需要更为快速的提供所需要的能力。如果不断购买新的服务器,又会增加采购成本和运作成本,而且还会带来更多供电和冷却的开支,同时,目前的服务器还没有得到充分的利用。通常情况下,企业的服务器工作负载只利用了5%,这导致了大量的硬件、空间以及电力的浪费.同时由于应用程序兼容性的问题,IT人员只能通过在不同场所的不同服务器中分别运行应用的方式,将应用程序隔离起来,而这又会导致服务器数量的增长。购置新的服务器是一项漫长的过程,这使得IT部门更加难以应对业务快速成长和不断变动的需求
8、。例如,对于新业务系统平台的供应和拆除需求,往往就需要消耗大量宝贵的资源和时间。从IT管理员的角度来看,推动虚拟化技术发展的主要动力是基础架构设施的迅猛增长,而硬件部署模式又进一步加剧了基础架构的复杂程度。应用越来越多,也越来越复杂,因此就变得更加难以管理、更新和维护。用户希望能采用各种桌面设备、笔记本电脑、家用PC和移动设备来进行工作。服务器价格急剧下降,服务器散乱现象仍然存在。随着图形和多媒体的发展,数据也变得越来越丰富,文件的平均大小也在不断上升,要求不间断的在线存储。纵观整个数据中心,技术不断增多,分布也越来越广,另外,业界和法律法规也在不断要求企业加强IT管理控制。在这种环境下,虚拟
9、化技术就体现了整合的优势。应用在IT的不同层面,从逻辑层将物理层抽象出来意味着逻辑组件会得到更一致的管理。从安全监督来看,虚拟化技术提升了X86服务器的可靠性、可用性,从基础架构层面获得了原先单机系统无法想象的功能,大大提高了业务连续性的级别,降低了故障率、减少了系统宕机的时间.从服务器的角度来看,虚拟化技术让每台设备都能托管多套操作系统,最大化了利用率,降低了服务器数量。从存储的角度来看,虚拟化技术可网络化、整合磁盘设备,并让多个服务器共享磁盘设备,从而提高了利用率.从应用的角度来看,虚拟化技术将应用计算从用户设备中分离出来,并在数据中心对应用及相关数据进行整合,通过集中化技术改善了管理和系
10、统的安全性。XXX客户作为国内大型企业,信息化建设不断发展.目前信息化网络以信息中心为运营维护单位,覆盖出单、收付等多套业务系统,服务器资源庞大.出于经济效益和管理安全性考虑,针对基础架构的虚拟化整合已势在必行.1.2 现状分析本小节首先将对XXX客户数据中心的现状进行描述,统计了现有物理服务器的型号、配置以及其上运行的业务系统的情况,同时还对数据中心里的存储设备的配置与使用情况进行了总结.接下来,本文将对当前的现状进行分析,指出数据中心存在的问题并给出相应的解决方案。 现状描述XXX客户数据中心目前以X86服务器为主,运行着人力资源、市场计费、生产经营、资产管理、网络管理、邮件、安全等业务系
11、统。具体的服务器配置如下所示,该表涵盖了主要业务系统的服务器配置。系统型号配置视频服务器PowerEdge 2950Xeon E5410 2/4GB下载服务器PowerEdge 2950Xeon E5110 2/2GB生产经营管理系统PowerEdge 2950Xeon E5410 *2/4GB固定资产管理系统PowerEdge 2950Xeon E5410 *2/4GB移动站业务管理系统PowerEdge 2950Xeon E5410 2/2GB网管系统PowerEdge 2950Xeon E5410 2/2GB财务系统PowerEdge 2950Xeon E5410 *2/2GB防病毒系统
12、PowerEdge 2950Xeon E5410 2/2GB邮件系统PowerEdge 2950Xeon E5410 2/2GB安全评估系统PowerEdge 2850Xeon 2。8G *2/2GB人力资源系统PowerEdge 2850Xeon 2.8G *2/2GB任务管理系统PowerEdge 2650Xeon 2.8G *2/2GB库存管理系统PowerEdge 1750Xeon 2。4G 2/1GB身份认证系统PowerEdge 750P4 2。8G/1GB表:XXX客户数据中心服务器上述服务器中,除了视频服务器和下载服务器外,其它服务器的负载都非常小,远没有达到充分利用的状态。虽
13、然视频服务器和下载服务器的负载相对较高,但是也没有充分发挥硬件平台的资源效率。另外还有一些运行边缘业务的服务器,由于设备老旧以及所在位置等原因,本次尚未统计在内。在存储阵列方面,XXX客户数据中心的主要存储设备及其相应系统的容量与使用率情况如下所示。u IBM DS4700阵列上,网管系统可使用的总容量为1400G,现已使用了800G,使用率为57%;邮件系统可使用的总容量为1950G,现统计分析系统已使用了900G,使用率为67%.人力资源系统可使用的容量已全部分配完毕。u IBM FastT600阵列上,库存管理系统可使用的总容量为1340G,现已使用了1340G,使用率为100;身份认证
14、系统可使用的总容量为340G,现已使用了170G,使用率为50.u IBM DS5020阵列上,视频服务器可使用的总容量为1540G,现已使用了1530G,使用率为97;防病毒系统可使用的总容量为270G,现已使用了206G,使用率为76。u EMC CX340阵列上,财务系统可用总容量为941G,现已使用了325G,使用率为32%;移动站业务管理系统可用总容量为800G,现已使用了270G,使用率为34%;安全评估系统可用总容量为600G,现已使用了305G,使用率为51.u EMC CX500阵列上,任务管理系统可用总容量为120G,现已使用了95G,使用率为79;固定资产管理系统可用总容
15、量为300G,现已使用了280G,使用率为94%。u EMC CX4480阵列上,下载服务器可用总容量为2000G,现已使用了2000G,使用率为100;生产经营管理系统可用总容量为980G,现已使用了800G,使用率为82%.上述存储设备及其相应系统的容量与使用率情况如下表所示。阵列名称使用系统可用空间已用空间使用率IBM DS4700网管系统1400G800G57邮件系统1950G900G67%人力资源系统400G400G100IBM FastT600库存管理系统1340G1340G100%身份认证系统340G170G50IBM DS5020视频服务器1540G1530G97防病毒系统27
16、0G206G76%EMC CX340财务系统941G32532移动站业务管理系统800G270G34安全评估系统600G305G51EMC CX500任务管理系统120G95G79固定资产管理系统300G280G94%EMC CX4480下载服务器2000G2000G100%生产经营管理系统980G800G82%表:XXX客户数据中心存储阵列可见,目前XXX客户的磁盘阵列划分孤立、分散,造成了磁盘阵列的浪费以及数据的高风险性,而且十分不易于维护.随着之后系统和数据量的不断增加,这一现象将会持续加剧. 现状分析通过对XXX客户服务器和存储现状的分析,目前IT基础架构有以下几个问题亟待解决:u 服
17、务器的利用率低。现在机房内运行的大部分机器的利用率都非常低,由于一台服务器只能有一个操作系统,受系统和软件开发平台的限制,CPU、内存、硬盘空间的资源利用率都很低,大量的系统资源被闲置.u 可管理性差。首先是可用性低,几乎每个应用服务器都是单机,如果某台服务器出现故障,相对应的业务也将中断。其次是当硬件需要维护、升级或出现硬件故障时,上层业务系统均会出现较长时间的中断,影响业务的连续性,其中包括一些重要业务系统,一旦中断服务影响很大,未来数据中心搬迁时会更加麻烦。u 兼容性差.系统和应用迁移到其他服务器,需要和旧系统兼容的系统。新的软件包括操作系统和应用软件无法运行在老的硬件平台,而老的代码有
18、时候也很难移植到新的硬件平台上。例如:由于各种资源数据库不同公司分别开发,需要的运行的软硬平台很多时候不能保证兼容.为节省时间、物力和保持系统部署的顺利,只能用增加服务器单独部署的方法来解决。u 服务器和存储购置成本高,维护成本递增,也不得不考虑。随着应用的不断增加,服务器数量也跟着增加,每年要支出高额购置费用不说,还有部分服务器已经过保修期,部件逐渐进入老化期,维护、维修预算费用也逐年增加。u 对业务需求无法做到及时响应,灵活性差。当有新的应用需要部署时,需要重新部署服务器,存储系统,并需要对网络系统进行调整以适应新的IT应用的需求。u 目前为每套生产系统,在开发测试中心均要保留一套开发测试
19、环境,造成了资源很大的浪费。通过使用VMware的服务器虚拟化技术,上述这些问题可以得到很好地解决,它可以提高资源利用率,降低能耗,具有更好的可用性与安全性。可是,虽然服务器虚拟化可以解决XXX客户现有数据中心的诸多问题,但随着虚拟化的引入,现有的传统运维管理方式已经不能满足虚拟化环境对运维管理的需求,现有的这些运维方法在新环境下存在诸多的挑战,使用起来也将显得捉襟见肘,接下来的部分将对这些挑战进行分析.现有的传统管理工具和方法是为了支持孤立的计算环境而设计的,因此IT团队面临着如何利用传统管理工具和方法有效地支持新的动态IT基础设施(虚拟化环境)的挑战, 这些挑战主要包括如下四个方面.第一,
20、虚拟化环境中有大量的数据需要管理,相对于物理环境而言,管理员可管理的虚拟机数量要多出达510倍,服务器和变更的数量也明显增多。这些都使得IT专业人员在尝试部署新的虚拟化管理计划时要面对重重困难.同时,环境中的伪警报数量大幅度增加,使得客户非常难以应对其环境所面临的挑战和性能问题。现有的运维管理方法已经无法保证管理员可以高效地管理如此大量的数据并对问题做出快速地响应。因此,新的运维管理方法需要提供整个基础架构和应用的运行状况、风险和效率的全面可见性,并可以提高管理员对问题的响应速度。图:当前的传统运维管理方式第二,对于虚拟化平台的管理员而言,工作中遇到的问题大多是性能方面的问题,处理性能问题所花
21、费的精力大约占到全部管理任务的80,要迅速定位并解决性能问题,需要高效的工具来辅助,单纯地使用“红黄绿三色交通灯的性能指示是无法迅速地解决这些性能问题的。因此,这就需要一种主动管理基础架构和应用性能而不是被动监控的解决方案。第三,管理员在使用虚拟化平台时会面对两个对立的目标:一方面,要尽可能地增加虚拟机的密度以充分利用硬件平台的处理能力,增加投资回报。另一方面,虚拟化的主要特征就是资源池化,资源整合以后,调配资源的灵活性大大提高,但同时也对性能和容量的管理带来了更大的挑战,如果不能有效地管理资源分配,则可能出现资源滥用,资源匮乏等情况。实际的生产环境中一个比较常见的问题就是容量“过度调配和硬件
22、利用率低下,它会损害组织最初在节约成本方面寻求的核心价值,同时它还会使组织无法实现最初部署虚拟化和云计算时所寻求的敏捷性.因此,这就需要推动更高的整合率,管理员需要随时保证业务增长对性能和容量的要求。第四,现有的运维模式容易导致大家相互指责,同时无法迅速查明问题的源头、在哪方面需要立即采取措施,以及如何尽快恢复服务。为了解决这个问题,新的运维管理方法应该能够帮助管理员高效地定位问题的根源,它应该可以快速地缩小问题的范围,迅速定位问题所属的范畴,例如:计算,存储,网络等.下图显示的是在一项调查中,众多已经部署虚拟化的客户选出的他们在运维管理方面所面临的主要难题,这项数据从另一方面展示了现有的传统
23、运维管理方法在虚拟化环境下存在的主要问题.图:虚拟化环境下运维管理的棘手问题通过上图可以看出,容量监控与规划,协同合作,性能问题定位与调优以及根本原因定位是客户在虚拟化环境下进行运维管理所面临的主要难题。由于传统运维管理方法在虚拟化环境下存在上述诸多不足,因此,运维管理方面的新需求应运而生,这些需求可以从如下两个方面进行概括。图:虚拟化环境对运维管理的新需求首先,新的方案应该能够保证服务质量,能够迅速缩短问题的平均解决时间、提高基础设施和应用的可见性、能够主动快速解决影响业务的问题,这些都是客户所追求的基本能力,因为这个能力直接关系着服务的质量。其次,新的方案应该可以像虚拟化的早期阶段一样,在
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