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1、虚拟化绿色数据中心方案,虚拟化背景,虚拟化方案应用场景,VMware虚拟化技术,概述,VMware,在 1998 年将虚拟化引入 x86 平台,与世界上最大的 IT 供应商合作,在以下方面让客户取得了广泛的成功： 服务器整合和控制 业务连续性 测试/开发自动化 企业台式机管理,是世界上增长最快的软件公司，2007年收入 13+ 亿美元,已经为客户节省了数亿美元,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 Intel架构服务器： VMware的VI3 Xen MS
2、的Virtual Server,多变一 将多台服务器虚拟化成一台虚拟机 网格计算（Net Grid） 高性能运算（HPC）,什么是服务器虚拟化,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,而且技术进步会使它继续降低 时钟速度不断增加 超线程 双核心系统/四核心系统 CPU硬件辅助虚拟化技术,X86架构服务器采购量/年,需要管理的服务器数量不断增长,100%,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
3、 管理 操作 维护 电能,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,行业变革的加速动力,Forrester 2006,Global 2000企业中的46正在实施虚拟化,Global 2000企业中的71在未来的12个月中将增加虚拟化的投入,Source: Forrester Research, 2/06,43%的VMware客户已经以VMware虚拟架构为标准构建他们的IT架构 2006年9月,Automotive / Aviation,Insurance,Financial Services,Technology,Government/ Public Sector,Health
4、care,Engineering/ Heavy Industry,Retail,Services,Telecom,VMware国外客户,各行各业的大量成功案例,VMware 国内客户,研究院,政府,金融保险,电信,其他,在华外企,其他虚拟化技术一览,MS VirtualPC FreeBSD Jail Bochs UML (User Mode Linux) OpenVZ Xen Plex86,MS VirtualPC 比较早的商业化公司之一，03年被微软收购，目前微软的Windows 2003有VirtualPC的版本 优点 很容易使用 缺点 收购前可以支持Linux，但收购后被取消了该特性 收
5、费,FreeBSD Jail FreeBSD 中提供的一个虚拟机技术，虚拟化程度比较低 优点 性能无损 缺点 只能用于FreeBSD 没有图形化部署工具，不适合新手使用,Bochs 开源项目，很早的虚拟机项目之一，2000年开源，但发展缓慢，不成熟 可以支持Linux和Windows,UML (User Mode Linux) 开源项目，基于 Linux，打内核补丁，目前已经被收入 2.6 内核，SuSE 9.0中就已经开始使用这个软件，前景不是很好 优点 免费 缺点 性能损失大 只支持Linux,OpenVZ 开源项目，基于 Linux，打内核补丁，有商业化公司支持，目前开发很活跃，但还缺乏
6、大厂商支持 优点 免费 性能很高 缺点 只支持Linux,Xen 开源项目，基于 Linux，打内核补丁，2005年初成了 xensource 公司，专注于这个产品的开发和推广，目前有Intel, AMD, HP, IBM, Redhat, SuSE 等厂商支持 优点 性能损失很小 支持FreeBSD/NetBSD/Linux 缺点 服务器只能运行于Linux 运行于其上的客户机需要打内核补丁,Xen 3.0 特性 客户机最大支持到32颗处理器 支持 Intel (Physical Addressing Extensions) PAE，使32位 CPU可以使用4G以上内存 支持 x86/64
7、处理器 (Intel EM64T, AMD Opteron) 支持 Intel VT-x 技术，客户机操作系统不经过修改即可运行 (Windows XP/2003, 各类Linux) 增强的控制工具 增强的 ACPI 支持 支持 AGP/DRM 图形技术,Xen 的发展现状 开发非常活跃 已有上百名开发人员(来自Xen和合作厂商) 支持厂商众多 IBM (Secure Hypervisor) Redhat, SuSE AMD, Intel HP,虚拟化背景,虚拟化方案应用场景,VMware虚拟化技术,虚拟化：业界标准的计算方式,Hypervisor,虚拟基础架构,管理和自动化,Hypervis
8、or,虚拟基础架构,Hypervisor,测试&开发,早期采用,成为主流,标准化,服务器整合,基础架构管理 高可用性,第三代 2006 - 2008,第二代 2003 - 2005,第一代 1998 - 2002,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,硬件独立,可以在其他服务器上不加修改的运行虚拟机,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,多台ESX可以
9、同时访问存储上的同一个LUN空间(FC or iSCSI)或者文件系统,Mirrored Cache,0 1 2 3,CONTROLLER A,0 1 2 3,采用VMFS文件系统的LUN,CONTROLLER B,当前的 VMware 虚拟基础架构层次图,基础架构优化,软件生命周期,资源管理,可用性,移动性,桌面管理,业务连续性,Virtual Center 转换器,VDI ACE,SRM,让您能够把正在运行中的虚拟机从一台物理机器上搬移到另一台，而服务不中断,VMotion实现虚拟机迁移,SAN、iSCSI或NAS,好处: 可以零宕机的进行有计划的服务器维护和升级 提前迁移应用远离失效的硬
10、件 迁移工作负载，资源利用率最大化,Storage VMotion,虚拟机磁盘存储独立迁移 无需虚拟机停机 独立于 LUN 支持光纤通道 SAN,由于存储器的使用，最大限度地降低了计划内停机 利用 VMotion 和 Storage VMotion，实现跨服务器和存储器的完整计划停机管理解决方案,用于优化存储 I/O 的 Storage VMotion,LUN 1,LUN 2,优化的 LUN 3 集,无中断： 消除虚拟机存储 I/O 瓶颈 将各虚拟机移到性能最佳的 LUN,瓶颈已消除,I/O 瓶颈,高可用（HA）保证虚拟机的高可用,功能 当服务器故障时，自动重新启动虚拟机 优势 经济有效的适用
11、于所有应用的高可用 不需要独占的stand-by 硬件 没有集群软件的成本和复杂性,经济有效的适用于所有应用的高可用解决方案,Resource Pool,X,增强的高可用性(HA) 虚拟机故障监控,发生物理硬件故障或操作系统故障时，最大程度降低计划外停机,监控虚拟机，以发现客户操作系统的故障 在指定的时间间隔后自动重新启动虚拟机,资源池,分布式资源调度（DRS）按需自动资源调配,功能 跨资源池动态调整计算资源 基于预定义的规则智能分配资源 优势 使IT和业务优先级对应 动态提高系统管理效率 自动化的硬件维护,动态负载均衡和连续智能优化，保证所有应用需要的的资源,资源池Resource Pool
12、,业务需求Business Demand,围绕业务进行组织和规划而不是您的硬件!,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，再恢复服务器的在线状态,保证服务水平的同时减少电力消耗 虚拟机不中断、不停机,VMware Update Manager,Update Manager,无需对 ESX Server 主机和虚拟机补丁 程序级别进行手动跟踪 自动执行补丁标准 通过快照和虚拟机离线打补丁降低风险,* 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 Mi
13、crosoft 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,使用 Update Manager 和 DRS 实现 ESX Server 打补丁时不中断业务,VMotion,VMotion,Update Manager 服务器,自动地给大量主机打补丁，虚拟机无需停机,Update Manager 对整个 DRS 群集打补丁 群集中的每一个主机轮流进入 DRS 维护模式，每次仅限一台 迁走虚拟机、给主机打补丁，然后 重新启动（必要时） 重新迁回虚拟机 选择下一个主机,版权
14、所有 2005 VMware, Inc. 保留所有权利。,整合的备份 (VCB) 增强功能,支持运行在 iSCSI、NAS 上的虚拟机或本地存储器 在虚拟机中运行 VCB 使用 VMware Converter 恢复 VCB 映像 图形用户界面与主要合作伙伴的全面集成,简化了数据保护设置和配置 针对虚拟机的 1 步式恢复过程,版权所有 2005 VMware, Inc. 保留所有权利。,降低计划外宕机的解决方案,集群 支持第三方集群软件 支持在同一个物理机或跨物理机的虚拟机集群,内置硬件冗余功能 支持冗余的网络和存储连接 用虚拟机冗余系统非常容易,从启动服务器到运行虚拟机仅需几分钟,接通服务器
15、电源，启动后运行 Hypervisor 配置管理密码 修改网络配置（可选） 将 VI Client 连接到 IP 地址 或使用 VirtualCenter 进行管理,启用“即插即用”数据中心,插入：接通安装了 ESXServer3i 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,按需分配容量 易于扩展,虚拟化的市场背景,虚拟化方案应用场景,VMware虚拟化技术,服务器整合 Server Consolidation & Containment,虚拟架构解决方案,开发测试环境 Testing & Development,业务连续 B
16、usiness Continuity,虚拟桌面 Virtual Desktop,服务器整合解决方案中虚拟化技术的应用,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 数据中心撤退旧的硬件 抑制 购买配置较高的物理服务器 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服务器的保有量,服务器整合,VMware 客户服务器整合比 Conseco Finance 8:1 7-Eleven 10:1 National Gypsum 10:1 Applied Innovation 15:1 AIG Technology 20:1 Qualcomm 30
17、:1 GE中国医疗 17:1,用户服务器整合,虚拟架构优势：整合提高了硬件的使用效率,使用VMware之前,实施VMware之后,虚拟化使得低利用率的服务器负载进行整合到一台服务器，同时安全可靠地达到很高的硬件利用率,服务器整合的效果,35%-75% TCO 节省 通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40软件硬件成本 每个服务器的平均利用率从7提高到60%-80% 降低70-80%运营成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本 提高运营效率 部署时间从小时级到分钟级， 服务器重建和应用加载时间从 20-40 hrs =15-30 min， 每年节省10,000 人
18、/小时（300台服务器） 以前硬件维护需要以前的数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级 旧硬件和操作系统的投资保护 不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题,业务连续性方案中虚拟化技术的应用,虚拟架构优势：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 Channel和iSCSI SAN环境以及NAS,50%的VMware客户
19、实施应用了VMotion,VMotion迁移虚拟机,SAN、iSCSI或NAS,无中断的按需扩容,MirrorView Asynchronous 20 miles,EMC Vmware 整合实现异地容灾项目,CX3-20 Production CLARiiON,Production ESX servers,Disaster Recovery ESX servers,CX3-20 Secondary CLARiiON,Remote replica of Boot,Boot,Data,Log,Remote replica of Data,Remote replica of Log,Consiste
20、ncy Group,VMware: Virtualization layer,SOFTWARE,HARDWARE,Cisco MDS 9216i,Cisco MDS 9216i,开发测试环境中虚拟化技术的应用,VMware实验室管理系统的工作原理,VMware 实验室管理系统,镜像存储库,VMware基础设施,虚拟服务器池,自动化的虚拟应用开发实验室,LAN/SAN,应用开发人员,应用开发人员,新泽西开发设施,Waldorf开发设施,印度班加罗尔外包合作伙伴,用户选择一个 多机器配置， 然后点击部署。,VMware实验室管理系统确定 最佳的服务器主机，然后部署这些 机器。,部署后，用户 与机器
21、直接交互， 就像坐在控制台前面一样,质保自动化工程师,测试和研发问题的虚拟化架构方案,远程桌面中虚拟化技术的应用,今日的桌面挑战,难于管理 位置分布广泛 PC硬件的多样化, 标准化程度很差,用户也需要修改桌面环境 高昂的总体拥有成本：30硬件成本70管理成本 PC机管理与支持 管理实属劳动密集型工作，软件部署、更新以及打补丁都属于随时都要进行的PC机管理工作 需要针对各种各样的PC机配置进行部署测试与审核，资产管理 而标准化的缺乏，有时候需要现场提供故障处理支持 备份恢复、远程访问 难于实现数据保护与保密 数据盗窃，病毒，黑客等 如何备份PC；即使备份PC机的失窃风险高 法规遵从 资源利用效率不高 5%, 很难集中共享,VMware虚拟桌面基础设施,