2017-08-22
VMware的服務(wù)器虛擬化解決方案
1.2.3設(shè)備線纜無規(guī)范標(biāo)識
針對公司現(xiàn)有的IT資產(chǎn)，服務(wù)器資源利用率進行調(diào)研，分析，發(fā)現(xiàn)服務(wù)器硬件資源的總體利用率并不高。大多數(shù)服務(wù)器并不對外提供關(guān)鍵業(yè)務(wù)，一段時間內(nèi)業(yè)務(wù)量并不會有明顯增加，但隨著我公司的業(yè)務(wù)拓展逐步加快，新增項目逐漸增多，需要采購更多的服務(wù)器來滿足日益增加的項目需求，從ROI/TCO來看并不劃算。
公司網(wǎng)絡(luò)拓樸圖
圖1-1
服務(wù)器資源統(tǒng)計表
圖1-2
公司IT機房目前共有35臺服務(wù)器，除去因故障、無硬盤、沒有使用，目前正在使用的服務(wù)器為25臺。本信息表僅統(tǒng)計正在使用的服務(wù)器資源進行統(tǒng)計。
1.1.1 CPU資源利用率
圖1-3
從圖1-2可以很清楚的看出服務(wù)器CPU資源利用率普遍低于10%，僅有4臺服務(wù)器的CPU資源利用率高于10%。從圖1-3可以看出有7款不同型號的CPU，其中Intel(R)Xeon(TM)2.80GHz的CPU的服務(wù)器占到了56%，而這款CPU早已成為過去時。
1.1.2內(nèi)存資源利用率
圖1-4
從圖1-4可以很清楚的看出超過一半的服務(wù)器內(nèi)存資源利用率低于50%。
1.1.3存儲資源利用率
圖1-5
結(jié)合圖1-2與圖1-5可以看出，大部分的服務(wù)器標(biāo)配的磁盤空間都非常小，一小部分服務(wù)器的磁盤空間利用率仍就非常低，而一部分服務(wù)器磁盤空間又明顯不夠，但確沒有及時擴充磁盤空間。
1.2.1服務(wù)器老化嚴(yán)重
圖1-6
從圖1-6可看出各廠商服務(wù)器的的分布情況，除了少數(shù)幾臺DELL與HP服務(wù)器仍在維保期內(nèi)，其余的服務(wù)器早已經(jīng)過了三年的維保期限，也沒有再續(xù)購維保，服務(wù)器的后期服務(wù)得不到保障，而且MSI的服務(wù)器設(shè)備已經(jīng)相當(dāng)之陳舊，隨時都有報廢的可能。這部分服務(wù)器占到了總服務(wù)器的58%，這是一個非常危險的信號。
1.2.2機房線纜雜亂
機房各種線纜隨處可見，線纜亂接亂放，而且沒有任何標(biāo)記，都是臨時需要臨時做，線纜質(zhì)量與工藝都得不到保證，也沒有庫存的標(biāo)準(zhǔn)線纜。
1.2.3設(shè)備線纜無規(guī)范標(biāo)識
機房的的大部分設(shè)備和線纜都沒有統(tǒng)一格式的標(biāo)簽，有些就是用一個手寫標(biāo)簽紙直接貼上去，及其不規(guī)范，有的設(shè)備或線纜甚至就直接沒有標(biāo)簽。這些都是機房建設(shè)和管理極不規(guī)范的地方，后期會給我們的機房管理帶來很多不便。
機房的服務(wù)器目前仍采用陳舊的管理模式，人工定期巡檢，沒有較好的管理與資源監(jiān)控手段，不能實時的了解到服務(wù)器的運行狀態(tài)，資源的利用情況。服務(wù)器出現(xiàn)故障時較難定位故障，而且都是事后處理，不能做到事前預(yù)防。再加之公司從成本考慮，IT維護成本預(yù)算不多，IT維護人員不足，整個公司內(nèi)部的IT管理仍是很落后且效率低下。
每當(dāng)有新的項目需要申購一臺服務(wù)器，也許服務(wù)器配置要求并不算高，但是由于沒有庫存的服務(wù)器，我們不得不走相當(dāng)漫長的申購流程。一方面IT的時效性得不到保證，另一方面我們花了大量的人力與物力在這些事情上，導(dǎo)致IT管理人員沒有太多的時間去思考更具有戰(zhàn)略性的方案。
公司IT基礎(chǔ)架構(gòu)仍舊非常滯后，依舊是各個系統(tǒng)獨立管理，各自為政。管理員需要考慮每一個計算資源、每一個應(yīng)用系統(tǒng)的配置情況，需要考慮每一個應(yīng)用系統(tǒng)它所需要的各種計算資源，包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用系統(tǒng)等等，這種管理模式的管理成本高，也讓管理員的工作變得非常復(fù)雜，需要人為考慮和干預(yù)的過程非常多，容易造成管理上的失誤，同時，管理員很難對數(shù)據(jù)中心內(nèi)的計算資源和應(yīng)用系統(tǒng)去進行全盤考慮，不利于數(shù)據(jù)中心的整體優(yōu)化。
通過服務(wù)器整合，控制和減少物理服務(wù)器的數(shù)量，提高物理服務(wù)器系統(tǒng)資源的利用率，降低硬件成本；
降低運營和維護成本，包括機房空間、機柜、網(wǎng)線、光纖線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本等；提高IT 投資回報率。
通過vCenter可實現(xiàn)對整個虛擬化平臺集中資源管理，管理員可以管理平臺內(nèi)所有的計算資源，包括服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲、軟件等。管理員可以利用此模塊進行計算資源的增加、刪除、修改和配置。集中資源管理模塊提供訪問接口，后臺組成主要包括資源數(shù)據(jù)庫，中間件模塊和資源管理接口。通過集中資源管理，服務(wù)器虛擬化管理員可以實現(xiàn)：
l物理設(shè)備的配置和管理
l進行系統(tǒng)平臺管理和配置
l應(yīng)用軟件的配置和管理
l網(wǎng)絡(luò)資源的配置和管理
Vmware虛擬化能幫助我們更好的管理整個平臺的資源，實時監(jiān)控資源使用情況，一旦要上新的項目，再不必走冗長的服務(wù)器申購流程，IT管理員能夠利用虛擬化的優(yōu)勢快速分配虛擬服務(wù)器，以前需要1個月能完成的事情，現(xiàn)在縮短到30分鐘甚至更短的時間。極大的提高了IT運營效率，同時又給公司節(jié)約了人力與物力成本。
Vmware虛擬化平臺通過HA集群技術(shù)，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。即使硬件，操作系統(tǒng)，應(yīng)用程序任何一層出現(xiàn)故障，都不會影響業(yè)務(wù)的正常運行。
Vmware虛擬化平臺采用彈性架構(gòu)設(shè)計，具有良好的平臺可擴展性。CPU，內(nèi)存，存儲，網(wǎng)絡(luò)等任何一處出現(xiàn)硬件資源不足的情況，都能在不影響現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)正常運行的前提下方便的擴展硬件資源。
Vmware可通過自帶的DataRecovery組件方便快速的實現(xiàn)虛擬機數(shù)據(jù)的安全備份，保證數(shù)據(jù)的安全性。
圖1-7
Vmware虛擬化平臺做為統(tǒng)一的服務(wù)平臺，包括二個層次：基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)層和應(yīng)用程序服務(wù)層。
基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)層是整個虛擬架構(gòu)的重要支撐，主要是將物理的資源，包括計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源進行虛擬化。
3.1.1虛擬計算
計算資源的分配粒度，包括內(nèi)存和CPU的分配方式。能夠進行分配的粒度越細，往往效率越高，所以，內(nèi)存可以分配細化到MB，CPU分配可以細化到MHz。
Hypervisor是服務(wù)器虛擬化的基石，目前，瘦Hypervisor已經(jīng)成為虛擬化行業(yè)的重要趨勢，通過Hypervisor的瘦化，可以降低虛擬化本身的超載，降低虛擬化本身的資源消耗，從而提升整個虛擬化系統(tǒng)的性能。
3.1.2虛擬存儲
虛擬化平臺中集群文件系統(tǒng)是構(gòu)建虛擬化高可用的重要基礎(chǔ)技術(shù)，通過虛擬化集群文件系統(tǒng)，可以確保進行虛擬環(huán)境交叉訪問時，保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。
卷的動態(tài)成長可以實現(xiàn)磁盤卷的在線擴展，為服務(wù)器虛擬化提供強大的存儲虛擬支持能力，滿足存儲卷的按需擴展。
Storage VMotion可以實現(xiàn)存儲遷移時應(yīng)用不需要停機，這是存儲虛擬化和服務(wù)器虛擬化結(jié)合的范例，成為服務(wù)器虛擬化的標(biāo)準(zhǔn)配置功能。如下圖：
圖1-8
vStorage精簡配置（ThinProvisioning）的具體實現(xiàn)見下圖，最大的好處是提高存儲的利用率，降低存儲的成本超過50％。
圖1-9
3.1.3虛擬網(wǎng)絡(luò)
虛擬網(wǎng)卡是為了滿足同一服務(wù)器上多個虛擬機而建立的，是服務(wù)器虛擬化的重要基石。vSwitch虛擬交換機可以在虛擬機和物理機之間提供第 2 層連接性，其功能包括：
l虛擬局域網(wǎng)分段（有助于簡化網(wǎng)絡(luò)）、流量隔離以及改進的可管理性
l內(nèi)置的網(wǎng)卡綁定（有助于提高可用性）以及物理網(wǎng)絡(luò)資源的負(fù)載平衡
l流速限制，有助于增強對物理網(wǎng)絡(luò)流量的控制
圖2-1
vDS分布式交換機主要是進一步簡化虛擬化環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)管理而實現(xiàn)的，可在數(shù)據(jù)中心級別提供集中和聚合的虛擬網(wǎng)絡(luò)，從而簡化并增強虛擬機網(wǎng)絡(luò)。
圖2-2
應(yīng)用程序服務(wù)是vSphere內(nèi)置的應(yīng)用程序服務(wù)級別控制，提供了對上層應(yīng)用的高可用性、安全性和可擴展性等的全面支持，以保證應(yīng)用運行在一個安全、可靠、伸縮性強的平臺之上?？梢酝ㄟ^統(tǒng)一的方式對運行于 VMware 虛擬機中的任何應(yīng)用程序輕松啟用應(yīng)用程序服務(wù)，從而為 IT 部門提供簡單的應(yīng)用程序服務(wù)級別內(nèi)置控制。
3.2.1可用性
l計劃內(nèi)停機
通過使用 VMwareVMotion，在進行計劃內(nèi)服務(wù)器維護以至跨服務(wù)器的虛擬機實時遷移時，將不再需要為這些活動安排應(yīng)用程序停機，從而不會對用戶造成中斷或?qū)е路?wù)丟失。
圖2-3
VMware Storage VMotion 支持實時遷移虛擬機磁盤，因此不再需要為計劃內(nèi)存儲維護或在存儲遷移期間安排應(yīng)用程序停機，從而不會對用戶造成中斷或?qū)е路?wù)丟失。
l計劃外停機
VMware HighAvailability (HA) 可提供高性價比的自動化重啟，當(dāng)發(fā)生硬件或操作系統(tǒng)故障時，幾分鐘內(nèi)即可實現(xiàn)所有應(yīng)用程序的重啟。
圖2-4
VMware Fault Tolerance (FT)可提供持續(xù)可用性，使所有應(yīng)用程序都不會發(fā)生任何數(shù)據(jù)丟失或停機。
圖2-5
3.2.2安全性
VMware vShield在共享環(huán)境中的應(yīng)用程序級別執(zhí)行企業(yè)安全策略，同時仍然保持對用戶及敏感數(shù)據(jù)的信任和網(wǎng)絡(luò)分段，從而簡化應(yīng)用程序安全管理。
圖2-6
3.2.3可擴展性
VMware DRS 可對服務(wù)器資源進行動態(tài)的負(fù)載平衡，以根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級向正確的應(yīng)用程序提供正確的資源，從而讓應(yīng)用程序可以根據(jù)需要而縮減或增長。
圖2-7
圖2-8
方案拓?fù)湔f明：
整個方案采用分層虛擬架構(gòu)體系，依次分為SAN存儲系統(tǒng)層，物理服務(wù)器層，虛擬化管理層，應(yīng)用系統(tǒng)層，1000M網(wǎng)絡(luò)層，客戶端與監(jiān)控管理層。
Vmware虛擬化采用集群架構(gòu)設(shè)計，保證虛擬應(yīng)用的高可用性。在3臺Dell PowerEdge R710的服務(wù)器上分別安裝ESXi5.0的虛擬化管理軟件，并在vCenter管理中心開啟HA集群功能，實現(xiàn)對集群內(nèi)虛擬機應(yīng)用的保護，當(dāng)集群內(nèi)某臺主機故障發(fā)生時，主機上的HA代理檢測到故障發(fā)生后，在其它主機上重啟該故障主機上的虛擬機應(yīng)用。本設(shè)計方案將物理服務(wù)器層與SAN存儲系統(tǒng)分離，使整個架構(gòu)具有更強的可擴展性，當(dāng)服務(wù)器資源不足時，可以方便的添加服務(wù)器，不影響現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的正常運行，當(dāng)存儲資源不夠時，可以方便的添加存儲，擺脫傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)模式下，增加硬件資源需要停機中斷業(yè)務(wù)的限制，見圖2-4。
方案的主機部分是在3臺DELL R710服務(wù)器上安裝ESXi5.0這一裸機虛擬化管理程序，由于其超精簡的體系結(jié)構(gòu)和磁盤空間占用不到 100 MB 的代碼庫大小，ESXi 不但可提供 ESX 的業(yè)界領(lǐng)先的性能和可擴展性，而且還具備其他一些優(yōu)勢：
更完善的可靠性和安全性 -由于代碼行更少并獨立于通用操作系統(tǒng)，ESXi 大幅減少了錯誤或安全漏洞的風(fēng)險，使得保護您的虛擬化管理程序?qū)拥陌踩兊酶菀住?/span>
簡化的部署和配置 -ESXi 擁有的配置項比 ESX 少得多，因此可以極大地簡化部署和配置，并且更容易保持一致性。
更高的管理效率 -ESXi 采用基于 API 的合作伙伴集成模型，因此不需要安裝和管理第三方管理代理。利用遠程命令行腳本編寫環(huán)境（例如 vCLI 或 PowerCLI），可以自動執(zhí)行日常任務(wù)。
簡化的虛擬化管理程序修補和更新 -由于 ESXi 的體積更小，組件更少，因此所需的補丁程序比 ESX 少得多，從而縮短了維護時段，并減少了安全漏洞
