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1、用虚拟化技术构建新一代数据中心,中国惠普有限公司 企业计算与专业服务部 陈武胜,2006年6月23日,2,内容提纲,传统IT基础架构的缺陷和挑战 新一代数据中心的建设目标 构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术 HP VSE虚拟服务器环境 用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式,3,内容提纲,传统IT基础架构的缺陷和挑战 新一代数据中心的建设目标 构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术 HP VSE虚拟服务器环境 存储虚拟化 用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式,4,传统数据中心的IT资源配置模式 - “烟囱式”结构,机房设施,数据网络和存储网络,服务器1,服务器
2、2,服务器3,服务器n,。,应用1,应用2,应用3,应用n,部门A,部门B,部门Z,5,传统“烟囱式” 数据中心的缺陷,缺陷1：据统计数据中心服务器的平均使用率低于 30%，但仍有相当数量的服务器无法满足其服务水平目标 缺陷2：一个新应用的部署需要历经预算、采购、安装测试、上线等过程，周期长达数周至数月，难以及时响应业务需求 缺陷3：服务器数量和管理成本与应用数量呈线性关系，IT管理和成本压力巨大,大量未能利用的处理能力,处理能力不足的服务器,6,资源利用率低下的原因,为应付少量峰值负载而过度配置服务器,7,“冰山模式” - 传统数据中心的成本支出结构,看的见的花费： 30% 预算用于新基础设
3、施建设和新应用开发,看不见的花费： 70% 预算用于现有设施维护和人员支出,问题： 如何节省运营性支出把预算更多地用于IT基础设施创新？,8,内容提纲,传统IT基础架构的缺陷和挑战 新一代数据中心的建设目标 构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术 HP VSE虚拟服务器环境 用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式,9,建设新一代数据中心的推动力,IT必须与业务成长同步，满足业务需要,降低成本，提高IT投资回报,10,如何及时应对业务需求变化？,如何降低成本，提高投资回报？,新一代数据中心建设的三大问题,如何保持稳定的服务水平？,11,新一代数据中心的价值定义和目标,“24x7 持
4、续运行，用工业标准产品构建，自动供应和优化资源，支持绝大多数应用的公共计算环境和服务” 建设目标 降低IT运营成本 迅速满足业务需求 保证高服务水平,12,内容提纲,传统IT基础架构的缺陷和挑战 新一代数据中心的建设目标 构建新一代7x24自动化数据中心的核心技术 HP VSE虚拟服务器环境 用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式,13,自动化,虚拟化,安全,系统平台和支持 服务,实现新一代数据中心的关键因素,传统数据中心,新一代数据中心,关键支持因素,高成本 烟囱式 IT,低成本 共享IT资源池,24x7自动运行,电源和冷却,统一管理,工业标准 高伸缩性 IT支持服务,高能效比的计
5、算方式,内置安全机制和主动式安全防护,资源的池化和优化，容易共享,根据业务需要自动调整资源分配,统一的基础设施管理,HP Integrity服务器 HP Proliant服务器 HP StorageWorks存储,HP专业电源和冷却解决方案,HP VSE 虚拟服务器环境 （HP Virtual Server Environment）,14,系统平台 -最完整的服务器和存储产品线,Application,ProLiant DL/ML 500 series,ProLiant BL p-Class,AlphaServer ES series,NonStop S76 series,rp8420-32,
6、rp7420-16,Database,NonStop S76000/S88000,AlphaServer SC series,ProLiant DL 700 series,AlphaServer GS series,Integrity Superdome,HP 9000 Superdome,Multi-OS,Integrity rx8620,Integrity rx7620,rp4440-8,AlphaServer DS series,ProLiant BL e-Class,ProLiant DL/ML 100 & 300 series,rp3440-4,Access,Integrity rx
7、5670,Integrity rx2620,Integrity rx4640,SAN Infrastructure / Software / Media / Options,XP series,MSL series,Tape Autoloader series,Tape drive families,CASA,NAS family,ESL series,EVA series,Optical family,MSA family,VA series,StorageWorks,Integrity rx1620,rp3410-2,rp4410-4,15,电源管理和冷却解决方案,模块化冷却系统 电源分配
8、管理 通用机架系统 Integrity服务器电源和冷却保障系统 Smart Cooling服务，消除机房热点,16,虚拟化技术及其对用户的影响,“Virtualization technologies will enable higher utilization rates By 2008, server utilization rates could improve from 25% on average today to more than 40% on average Businesses will not be able to ignore this trend the cost be
9、nefits will be too great.”,Tom Bittman, “Real-Time Enterprise demands a Real-Time Infrastructure”, Gartner Symposium, October 2004,17,HP 虚拟服务器环境 (VSE) 的目标,应用负载被封装在独立的虚拟服务器环境中运行 应用只需要安装一次就能在整个数据中心内任何服务器上运行 资源被自动分配给所需要的应用负载 在必要情况下，应用负载会被自动转移到资源更充足或可靠性更高的虚拟服务器上 用单一的管理视图管理所有虚拟和物理服务器、虚拟和物理存储系统和应用负载,18,HP
10、 虚拟服务器(VSE)环境构成,HP Systems Insight Manager,物理资源虚拟化,节点代理发送性能信息,VSE 信息过滤/分类,底层资源配置信息,公共管理平台,自动资源分配,智能控制,自动资源发现 事件通知 集中存储 图形/文字界面,鉴于身份的安全机制 分布执行 工具定义 Web service,高可用技术,分区技术,按用付费,Serviceguard Serviceguard Storage Mgmt Suite Metrocluster Continentalclusters,nPartitions vPars/Integrity Virtual Machines Se
11、cure Resource Partitions,Instant Capacity Temporary Instant Capacity Pay Per Use,自动资源调整指令,Virtualization Manager,Workload Manager,Capacity Advisor,资源配置,自动控制,资源规划,19,多种分区技术,nPar n OS image with HW fault isolation Dedicated CPU RAM & I/O,分隔度高,灵活性好,节点,vPar 2 OS + SW fault isolation Dedicated CPU, RAM,H
12、ard Partition 1,Hard Partition 2,vPar 1 OS + SW fault isolation Dedicated CPU, RAM,Application n Guaranteed compute resources (shares or percentages),硬件分区nPartition： 单一服务器内多个分区,独立物理服务器： 单一OS，单一物理服务器,虚拟分区vPar & HP Integrity 虚拟机： 单个硬件分区内多个虚拟分区或虚拟机,安全资源分区Secure Resource Partitions：同一OS内多个应用隔离区,nPar 1 O
13、S image with HW fault isolation Dedicated CPU RAM & I/O,nPar 2 OS image with HW fault isolation Dedicated CPU RAM & I/O,nPar 3,Application 3,Application 2 Guaranteed compute resources (shares or percentages),Application 1 Guaranteed compute resources (shares or percentages),20,硬件分区 nPartitions,多个分区可
14、提高资源利用率 电气隔离的分区可实现在线维修和升级 同一服务器同时运行多个操作系统: Unix, Windows, Linux, OpenVMS 同一操作系统不同版本 同一版本操作系统不同Patch Level 提高可用性 不同分区间硬件和软件故障隔离 不同分区间实现双机或多机高可用集群,16,1,1,4,统一服务器上多个相互间电气隔离的分区（最小分配单位为单元板）,Unix v1,Unix v2,Linux,Windows,21,软件分区(vPar)和虚拟机(Virtual Machine),在单一服务器或硬件分区内运行多个OS映像,提高资源利用率 提高灵活性 多个独立OS映像 不同分区间动
15、态CPU迁移 提高应用隔离度 软件和应用安全隔离 OS隔离 独立配置修改和重启,22,利用虚拟机(VM)实现应用快速部署和迁移,Host (Integrity VM + platform OS),Host (Integrity VM + platform OS),VM 要求的专门配置: Kernel 参数 Patch levels 支撑软件,VM可以在一个系统上停止，然后在另一个系统上重启，而配置参数不变,开发系统 (ex. rx2600-2),QA 系统 (ex. rx8620-32),Recommended setup: Symbolic links on each system to V
16、M-accessed disks, physical disk shared between hosts NFS mount to same disk for storage of VM specific runtime info such as EFI settings, kernel launch options, and IPMI events Movement within the same subnet so IP address can be maintained,23,HP 虚拟服务器环境构成,HP Systems Insight Manager,物理资源虚拟化,节点代理发送性能
17、信息,VSE 信息过滤/分类,底层资源配置信息,公共管理平台,自动资源分配,智能控制,自动资源发现 事件通知 集中存储 图形/文字界面,鉴于身份的安全机制 分布执行 工具定义 Web service,高可用技术,分区技术,按用付费,Serviceguard Serviceguard Storage Mgmt Suite Metrocluster Continentalclusters,nPartitions vPars/Integrity Virtual Machines Secure Resource Partitions,Instant Capacity Temporary Instant
18、 Capacity Pay Per Use,自动资源调整指令,Virtualization Manager,Workload Manager,Capacity Advisor,资源配置,自动控制,资源规划,24,Time,IT cost,即时永久增容 Instant Capacity,Time,IT cost,临时增容 Temporary Instant Capacity,Time,IT cost,按用付费（租赁） Pay per use,HP 提供3种不同的按用付费模式,25,负载管理器(gWLM)实现处理器资源调配,分区1,未激活 iCAP CPU,正常 CPU,分区2,分区1,分区2,分
19、区1,分区2,情况1： 在不增加总处理器资源的情况下满足不同应用的资源需求,26,多个应用负载叠加可以节约总处理资源,不同应用负载的峰值并不同时发生 ！,+,=,两个峰值负载为8CPU的应用叠加后，其最大负载只有12 CPU （而不是16 CPU）,27,负载管理器(gWLM)实现临时增容,分区1,未激活 iCAP CPU,正常 CPU,分区2,分区1,分区2,分区1,分区2,情况1： 在不增加总处理器资源的情况下满足不同应用的资源需求,临时激活CPU,TiCAP容量,即将提供跨不同服务器的CPU容量分配能力 ！,28,用临时增容 TiCAP实现低成本,永久处理器满足稳定的工作负载，临时增容T
20、iCAP满足尖峰负载,永久处理器,TiCAP增容处理器,29,HP 虚拟服务器环境构成,HP Systems Insight Manager,物理资源虚拟化,节点代理发送性能信息,VSE 信息过滤/分类,底层资源配置信息,公共管理平台,自动资源分配,智能控制,自动资源发现 事件通知 集中存储 图形/文字界面,鉴于身份的安全机制 分布执行 工具定义 Web service,高可用技术,分区技术,按用付费,Serviceguard Serviceguard Storage Mgmt Suite Metrocluster Continentalclusters,nPartitions vPars/I
21、ntegrity Virtual Machines Secure Resource Partitions,Instant Capacity Temporary Instant Capacity Pay Per Use,自动资源调整指令,Virtualization Manager,Workload Manager,Capacity Advisor,资源配置,自动控制,资源规划,30,HP 虚拟化资源管理器(Virtualization Manager),自动发现数据中心内所有资源， 单一视图上管理所有物理和虚拟资源,31,HP 全局负载管理器(Global Workload Manager，数
22、据中心的大脑),自动监视数据中心内所有应用负载， 根据预定的服务水平策略实时调整资源分配,32,HP 容量规划器 (Capacity Advisor),自动分析历史数据，提供容量规划建议 自动生成资源分配策略,33,HP Systems Insight Manager 管理所有的数据中心资源,HP Storage 系统管理,HP Integrity 服务器管理,HP ProLiant 服务器管理,HP OpenView 及其他企业级管理工具,HP Client Manager,HP Web Jetadmin,3rd Party/ Custom,HP Systems Insight Manage
23、r,核心管理服务,多种OS,HP 统一基础架构管理工具(Systems Insight Manager),物理和虚拟基础设施,34,采用虚拟服务器环境(VSE)的优势,系统整合, 资源虚拟化, 自动供应 与主流应用Oracle, SAP等预集成,成倍提高资源利用率 根据应用负载动态调度资源 保持高服务水平 资源调度策略与高可用性功能紧密集成，自动排列优先级 按使用付费 只在需要时激活额外的处理能力,35,存储资源虚拟化： SAN存储虚拟化系统HP StorageWorks 200,将多台异构的存储系统整合成单一大型存储池 支持惠普、HDS、IBM和EMC阵列 可实现所有本地数据复制、异地复制、
24、透明数据迁移,主机,HP MSA,HP MSA,HP XP,IBM,HDS,HP EVA,EMC,SVS200,36,标准化, 模块化的构建模块,数据服务网格化 StorageWorks存储网格,处理能力,存储 容量,通讯,“智能单元”解剖 处理能力 内存 存储容量 通讯组件,37,利用存储网格实现RISS 文件归档平台,RISS范围 管理应用的语义 提供统一的视图计算和存储资源,电子邮件,文档管理,生命周期管理 安全 受保护 保留 访问控制 高可用性 防止窜改 可管理性,SOAP,SOAP,SMTP,SMTP,存储,API 接口,Storage smartcells 存储聪明细胞,无瓶颈 无
25、单点故障,38,Active活跃,应用数据存储虚拟化： 面向数据库的HP RIM,Identify Inactive Data确定不活跃的数据 Relocate Inactive Data to Archive将不活跃的数据转移至存档 Retain Access保持可访问性,Inactive不活跃,History 历史,实现数据库瘦身！,39,自动化,虚拟化,安全,IT 系统和服务,HP完整的新一代数据中心方案,传统数据中心,新一代数据中心,关键支持因素,24x7 自动运行,系统: HP BladeSystem HP ProLiant servers HP Integrity servers
26、HP StorageWorks - WAN Accelerator - Clustered Gateway 服务: Agility Assessment Factory Express C & I services Technology Services Managed Services Education & Training Financing services,软件 Systems Insight Manager HP Essentials - ProLiant - Integrity - Storage HP OpenView - Infrastructure Mgmt - Servi
27、ce Desk - Asset Mgmt 服务: IT Service Mgmt Infrastructure Mgmt Data Center Mgmt OpenView services,系统: Virus Throttling Vulnerability & Patch Mgmt HP-UX 11i security - Secure partitions - Intrusion Detection ProCurve Identity Mgr 软件: HP OpenView - Identity mgmt - Access control - Federated access 服务: S
28、ecurity Gov & Mgmt IT Security Assessment Security Ed & Training,系统: Virtual Machine Mgmt Integrity Virt. Machine Virtual Server Envt - Capacity Advisor Serviceguard Global Instant Capacity StorageWorks - Ent. Virtual Array - External storage XP - Reference Info Storage System 服务: Virtualization ser
29、vices Flexible Computing provisioning services Adaptive Network Architecture,系统: HP BladeSystem Mgmt Virtual Server Envt automation HP Storage Essentials AutoStore HP OpenView - Configuration Mgmt - Service Activator 服务: Automation services Integrated Service Management Remote monitoring and mgmt. M
30、ission critical support,电源和冷却,系统: Modular Cooling System Power Distribution Unit (PDU) Mgmt Universal Rack infrastructure Integrity power and thermal regulation 服务: Data Center design, power & cooling Thermal Modeling Environmental Remote Mgmt,管理,40,内容提纲,传统IT基础架构的缺陷和挑战 新一代数据中心的建设目标 构建新一代7x24自动化数据中心的
31、核心技术 HP VSE虚拟服务器环境 用户建设新一代数据中心的途径 实现步骤 管理模式,41,Gartner对IT基础架构的成熟度评价体系,0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,基于服务,基于业务策略,资源集中,优化,未优化,标准化,虚拟化,% IT组织,能帮助企业IT向右转变的供应商将主宰市场,Source: Gartner,42,如何实现新一代数据中心？ - HP 的阶段定义,适应性架构,提升效率,稳固基础架构,硬件、软件基础设施简化和标准化 改善和统一管理工具,基础资源池化 管理物理和虚拟资源,使IT资源与业务应用紧密协调 将IT基础架构封装成服务加以管理,平台整合和优
32、化,资源虚拟化和共享,应用需求和资源供应自动链接,VSE 产品家族涵盖全部3个阶段的需求,43,HP 可以帮助用户实现新一代数据中心,适应性架构,提升效率,稳固基础架构,平台整合和优化,资源虚拟化和共享,应用需求和资源供应自动链接,数据中心基础架构 (技术),数据中心运维模式 (人员和流程),HP 服务解决方案,共享与虚拟化,标准化, 整合 与 独立资源,与业务动态链接,共享IT服务,面向服务的 基础服务,公用IT服务,系统整合 IT基础架构 基础管理 业务连续性和可用性 人员培训,共享服务与 SOA 虚拟化能力 IT 服务管理 基础架构和软件生命周期管理 企业级IT整合 服务外包,迁移及优化
33、服务,服务自动化 公用服务 基于业务策略的工作负载管理 容量规划 战略性外包服务,44,新一代数据中心的管理革新: - 需要新技术，更需要新观念,资源与应用动态配备 资源由IT部门统一规划、采购、分配，业务部门使用服务水平SLA 资源属性标准、通用，容易改变和共享,资源与应用固定对应 资源归业务部门所有，由业务部门计划、采购、使用 资源属性专有，难以改变和共享,45,Shared Application Server Utility,Shared Database Utility,HP的新一代数据中心建设实例(SASU / SDU),46,Shared Application Server U
34、tility (SASU),将人员、流程和VSE技术综合，对所有硬件、软件（中间件）和基础服务进行虚拟化 用VSE提供BEA Weblogic 应用服务器运行支撑环境 为所有内部J2EE应用服务提供运行支撑平台,CPU,Environment Monitoring/Reporting/Alerting Components,Environment Setup Tools (config scripts, automation components),CPU,CPU,CPU,CPU,CPU,产生效益 可用性改善 按公用服务设计 新应用部署的基础设施费用降低70% 大大缩短新应用上线周期，从6个月
35、缩短到6-8周 共享基础设施和技术资源，节省拥有成本达70%,47,数据中心公用服务案例 - 某特大型汽车制造商,挑战 缩短应用部署周期和降低复杂度 提高大型关键业务应用的服务水平 解决方案 构建共享的、标准化、动态的基础架构, HP Superdome, HP-UX 11i, HP VSE, Oracle, BEA 结果 服务器数量减少70% 成本降低57% 资源利用率提高250% 应用部署周期从 26周缩短到 2周 严重灾难恢复时间从2天缩短到2小时,Storage Service Utility,Infrastructure Service Utility,Web Service Uti
36、lity,Application Service Utility,Database Service Utility,Integration Service Utility,48,Tai Fook Securities Group Limited,Brokerage; Asia Support rapid business growth with powerful, agile infrastructure built on Itanium 2-based HP Integrity servers running HP-UX 11i v2,49,总结,新一代数据中心的建设理念 使IT与业务保持同步，随时满足业务需要 降低成本，提高IT投资回报 更高的服务水平 HP 虚拟服务器环境(VSE)是可以交付实现新一代数据中心的核心技术 成倍提高资源利用率 保证持续的服务水平，满足业务需求变化 按用付费,50,关于虚拟服务器环境VSE详情，请参阅虚拟服务器环境中文版,51,提供企业IT运行永续的动力,谢谢！,,