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虛擬化綠色數(shù)據(jù)中心方案 虛擬化背景 虛擬化方案應(yīng)用場景 VMware虛擬化技術(shù) 概述 VMware 在1998年將虛擬化引入x86平臺 與世界上最大的IT供應(yīng)商合作 在以下方面讓客戶取得了廣泛的成功 服務(wù)器整合和控制業(yè)務(wù)連續(xù)性測試 開發(fā)自動化企業(yè)臺式機(jī)管理 是世界上增長最快的軟件公司 2007年收入13 億美元 已經(jīng)為客戶節(jié)省了數(shù)億美元 一變多將一臺服務(wù)器虛擬化成更多的虛擬機(jī)大機(jī)的虛擬化 IBM的LPARUNIX服務(wù)器 IBM的LPARHP的nPAR vPARSun的Domain ContainerIntel架構(gòu)服務(wù)器 VMware的VI3XenMS的VirtualServer 多變一將多臺服務(wù)器虛擬化成一臺虛擬機(jī)網(wǎng)格計算 NetGrid 高性能運(yùn)算 HPC 什么是服務(wù)器虛擬化 X86架構(gòu)服務(wù)器現(xiàn)狀 服務(wù)器的百分比 主時間 高峰時間 20 40 60 80 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 CPU利用率 當(dāng)前服務(wù)器利用率很低 而且技術(shù)進(jìn)步會使它繼續(xù)降低時鐘速度不斷增加超線程雙核心系統(tǒng) 四核心系統(tǒng)CPU硬件輔助虛擬化技術(shù) X86架構(gòu)服務(wù)器采購量 年 需要管理的服務(wù)器數(shù)量不斷增長 100 總體擁有成本 TCO 初期費(fèi)用硬件采購成本軟件使用授權(quán)成本培訓(xùn)費(fèi)用 后繼費(fèi)用管理操作維護(hù)電能 了解當(dāng)前架構(gòu)的總體花費(fèi)是估算整合后節(jié)約的費(fèi)用的先決條件 行業(yè)變革的加速動力 Forrester2006 Global2000企業(yè)中的46 正在實施虛擬化 Global2000企業(yè)中的71 在未來的12個月中將增加虛擬化的投入 Source ForresterResearch 2 06 43 的VMware客戶已經(jīng)以VMware虛擬架構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建他們的IT架構(gòu)2006年9月 Automotive Aviation Insurance FinancialServices Technology Government PublicSector Healthcare Engineering HeavyIndustry Retail Services Telecom VMware國外客戶 各行各業(yè)的大量成功案例 VMware國內(nèi)客戶 研究院 政府 金融保險 電信 其他 在華外企 其他虛擬化技術(shù)一覽 MSVirtualPCFreeBSDJailBochsUML UserModeLinux OpenVZXenPlex86 MSVirtualPC比較早的商業(yè)化公司之一 03年被微軟收購 目前微軟的Windows2003有VirtualPC的版本優(yōu)點很容易使用缺點收購前可以支持Linux 但收購后被取消了該特性收費(fèi) FreeBSDJailFreeBSD中提供的一個虛擬機(jī)技術(shù) 虛擬化程度比較低優(yōu)點性能無損缺點只能用于FreeBSD沒有圖形化部署工具 不適合新手使用 Bochs開源項目 很早的虛擬機(jī)項目之一 2000年開源 但發(fā)展緩慢 不成熟可以支持Linux和Windows UML UserModeLinux 開源項目 基于Linux 打內(nèi)核補(bǔ)丁 目前已經(jīng)被收入2 6內(nèi)核 SuSE9 0中就已經(jīng)開始使用這個軟件 前景不是很好優(yōu)點免費(fèi)缺點性能損失大只支持Linux OpenVZ開源項目 基于Linux 打內(nèi)核補(bǔ)丁 有商業(yè)化公司支持 目前開發(fā)很活躍 但還缺乏大廠商支持優(yōu)點免費(fèi)性能很高缺點只支持Linux Xen開源項目 基于Linux 打內(nèi)核補(bǔ)丁 2005年初成了xensource公司 專注于這個產(chǎn)品的開發(fā)和推廣 目前有Intel AMD HP IBM Redhat SuSE等廠商支持優(yōu)點性能損失很小支持FreeBSD NetBSD Linux缺點服務(wù)器只能運(yùn)行于Linux運(yùn)行于其上的客戶機(jī)需要打內(nèi)核補(bǔ)丁 Xen3 0特性客戶機(jī)最大支持到32顆處理器支持Intel PhysicalAddressingExtensions PAE 使32位CPU可以使用4G以上內(nèi)存支持x86 64處理器 IntelEM64T AMDOpteron 支持IntelVT x技術(shù) 客戶機(jī)操作系統(tǒng)不經(jīng)過修改即可運(yùn)行 WindowsXP 2003 各類Linux 增強(qiáng)的控制工具增強(qiáng)的ACPI支持支持AGP DRM圖形技術(shù) Xen的發(fā)展現(xiàn)狀開發(fā)非?；钴S已有上百名開發(fā)人員 來自Xen和合作廠商 支持廠商眾多IBM SecureHypervisor Redhat SuSEAMD IntelHP 虛擬化背景 虛擬化方案應(yīng)用場景 VMware虛擬化技術(shù) 虛擬化 業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的計算方式 Hypervisor 虛擬基礎(chǔ)架構(gòu) 管理和自動化 Hypervisor 虛擬基礎(chǔ)架構(gòu) Hypervisor 測試 開發(fā) 早期采用 成為主流 標(biāo)準(zhǔn)化 服務(wù)器整合 基礎(chǔ)架構(gòu)管理高可用性 第三代2006 2008 第二代2003 2005 第一代1998 2002 虛擬化如何實現(xiàn) 虛擬化前 虛擬化后 服務(wù)器虛擬化將硬件 操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序一同裝入一個可遷移的虛擬機(jī)檔案文件中 軟件必須與硬件相結(jié)合每臺機(jī)器上只有單一的操作系統(tǒng)鏡像每個操作系統(tǒng)只有一個應(yīng)用程序負(fù)載 每臺機(jī)器上有多個負(fù)載軟件相對于硬件獨(dú)立 虛擬化的關(guān)鍵特征 硬件獨(dú)立 可以在其他服務(wù)器上不加修改的運(yùn)行虛擬機(jī) 隔離 每一個虛擬機(jī)都與同在一個服務(wù)器上的其他虛擬機(jī)相隔離 多臺ESX可以同時訪問存儲上的同一個LUN空間 FCoriSCSI 或者文件系統(tǒng) MirroredCache 0123 CONTROLLERA 0123 采用VMFS文件系統(tǒng)的LUN CONTROLLERB 當(dāng)前的VMware虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)層次圖 基礎(chǔ)架構(gòu)優(yōu)化 軟件生命周期 資源管理 可用性 移動性 桌面管理 業(yè)務(wù)連續(xù)性 VirtualCenter轉(zhuǎn)換器 VDIACE SRM 讓您能夠把正在運(yùn)行中的虛擬機(jī)從一臺物理機(jī)器上搬移到另一臺 而服務(wù)不中斷 VMotion實現(xiàn)虛擬機(jī)遷移 SAN iSCSI或NAS 好處 可以零宕機(jī)的進(jìn)行有計劃的服務(wù)器維護(hù)和升級提前遷移應(yīng)用遠(yuǎn)離失效的硬件遷移工作負(fù)載 資源利用率最大化 StorageVMotion 虛擬機(jī)磁盤存儲獨(dú)立遷移無需虛擬機(jī)停機(jī)獨(dú)立于LUN支持光纖通道SAN 由于存儲器的使用 最大限度地降低了計劃內(nèi)停機(jī)利用VMotion和StorageVMotion 實現(xiàn)跨服務(wù)器和存儲器的完整計劃停機(jī)管理解決方案 用于優(yōu)化存儲I O的StorageVMotion LUN1 LUN2 優(yōu)化的LUN3集 無中斷 消除虛擬機(jī)存儲I O瓶頸將各虛擬機(jī)移到性能最佳的LUN 瓶頸已消除 I O瓶頸 高可用 HA 保證虛擬機(jī)的高可用 功能當(dāng)服務(wù)器故障時 自動重新啟動虛擬機(jī)優(yōu)勢經(jīng)濟(jì)有效的適用于所有應(yīng)用的高可用不需要獨(dú)占的stand by硬件沒有集群軟件的成本和復(fù)雜性 經(jīng)濟(jì)有效的適用于所有應(yīng)用的高可用解決方案 ResourcePool X 增強(qiáng)的高可用性 HA 虛擬機(jī)故障監(jiān)控 發(fā)生物理硬件故障或操作系統(tǒng)故障時 最大程度降低計劃外停機(jī) 監(jiān)控虛擬機(jī) 以發(fā)現(xiàn)客戶操作系統(tǒng)的故障在指定的時間間隔后自動重新啟動虛擬機(jī) 資源池 分布式資源調(diào)度 DRS 按需自動資源調(diào)配 功能跨資源池動態(tài)調(diào)整計算資源基于預(yù)定義的規(guī)則智能分配資源優(yōu)勢使IT和業(yè)務(wù)優(yōu)先級對應(yīng)動態(tài)提高系統(tǒng)管理效率自動化的硬件維護(hù) 動態(tài)負(fù)載均衡和連續(xù)智能優(yōu)化 保證所有應(yīng)用需要的的資源 資源池ResourcePool 業(yè)務(wù)需求BusinessDemand 圍繞業(yè)務(wù)進(jìn)行組織和規(guī)劃 而不是您的硬件 分布式電源管理 資源池 業(yè)務(wù)需求 關(guān)閉 群集需要的資源越少 就將工作負(fù)載整合到越少的服務(wù)器上將不需要的服務(wù)器置于待機(jī)模式工作負(fù)載需要增加時 再恢復(fù)服務(wù)器的在線狀態(tài) 保證服務(wù)水平的同時減少電力消耗虛擬機(jī)不中斷 不停機(jī) VMwareUpdateManager UpdateManager 無需對ESXServer主機(jī)和虛擬機(jī)補(bǔ)丁程序級別進(jìn)行手動跟蹤自動執(zhí)行補(bǔ)丁標(biāo)準(zhǔn)通過快照和虛擬機(jī)離線打補(bǔ)丁降低風(fēng)險 注意 只能掃描不能修正RHEL客戶操作系統(tǒng) 為ESXServer主機(jī)以及選定的Microsoft和RHEL虛擬機(jī)自動執(zhí)行修補(bǔ)程序管理掃描并修補(bǔ)在線和離線的虛擬機(jī) 以及在線的ESXServer主機(jī)在修補(bǔ)之前拍攝虛擬機(jī)快照 并允許虛擬機(jī)回滾到快照 離線 使用UpdateManager和DRS實現(xiàn)ESXServer打補(bǔ)丁時不中斷業(yè)務(wù) VMotion VMotion UpdateManager服務(wù)器 自動地給大量主機(jī)打補(bǔ)丁 虛擬機(jī)無需停機(jī) UpdateManager對整個DRS群集打補(bǔ)丁群集中的每一個主機(jī)輪流進(jìn)入DRS維護(hù)模式 每次僅限一臺遷走虛擬機(jī) 給主機(jī)打補(bǔ)丁 然后重新啟動 必要時 重新遷回虛擬機(jī)選擇下一個主機(jī) 版權(quán)所有 2005VMware Inc 保留所有權(quán)利 整合的備份 VCB 增強(qiáng)功能 支持運(yùn)行在iSCSI NAS上的虛擬機(jī)或本地存儲器在虛擬機(jī)中運(yùn)行VCB使用VMwareConverter恢復(fù)VCB映像圖形用戶界面與主要合作伙伴的全面集成 簡化了數(shù)據(jù)保護(hù)設(shè)置和配置針對虛擬機(jī)的1步式恢復(fù)過程 版權(quán)所有 2005VMware Inc 保留所有權(quán)利 降低計劃外宕機(jī)的解決方案 集群支持第三方集群軟件支持在同一個物理機(jī)或跨物理機(jī)的虛擬機(jī)集群 內(nèi)置硬件冗余功能支持冗余的網(wǎng)絡(luò)和存儲連接用虛擬機(jī)冗余系統(tǒng)非常容易 從啟動服務(wù)器到運(yùn)行虛擬機(jī)僅需幾分鐘 接通服務(wù)器電源 啟動后運(yùn)行Hypervisor配置管理密碼修改網(wǎng)絡(luò)配置 可選 將VIClient連接到IP地址或使用VirtualCenter進(jìn)行管理 啟用 即插即用 數(shù)據(jù)中心 插入 接通安裝了ESXServer3i的新服務(wù)器電源 新服務(wù)器即加入DRS群集使用 群集中所有的虛擬機(jī)會自動重新進(jìn)行平衡 以納入新的可用資源 按需分配容量易于擴(kuò)展 虛擬化的市場背景 虛擬化方案應(yīng)用場景 VMware虛擬化技術(shù) 服務(wù)器整合ServerConsolidation Containment 虛擬架構(gòu)解決方案 開發(fā)測試環(huán)境Testing Development 業(yè)務(wù)連續(xù)BusinessContinuity 虛擬桌面VirtualDesktop 服務(wù)器整合解決方案中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用 整合在一臺服務(wù)器上運(yùn)行多個操作系統(tǒng)和應(yīng)用使新的硬件支持老的應(yīng)用數(shù)據(jù)中心撤退舊的硬件抑制購買配置較高的物理服務(wù)器用虛擬架構(gòu)預(yù)備新的項目推遲購買新的物理硬件 通過虛擬架構(gòu)整合服務(wù)器 控制x86服務(wù)器的保有量 服務(wù)器整合 VMware客戶服務(wù)器整合比ConsecoFinance8 17 Eleven10 1NationalGypsum10 1AppliedInnovation15 1AIGTechnology20 1Qualcomm30 1GE中國醫(yī)療17 1 用戶服務(wù)器整合 虛擬架構(gòu)優(yōu)勢 整合提高了硬件的使用效率 使用VMware之前 實施VMware之后 虛擬化使得低利用率的服務(wù)器負(fù)載進(jìn)行整合到一臺服務(wù)器 同時安全可靠地達(dá)到很高的硬件利用率 服務(wù)器整合的效果 35 75 TCO節(jié)省通過將整合多個物理服務(wù)器到一個物理服務(wù)器降低40 軟件硬件成本每個服務(wù)器的平均利用率從7 提高到60 80 降低70 80 運(yùn)營成本 包括數(shù)據(jù)中心空間 機(jī)柜 網(wǎng)線 耗電量 冷氣空調(diào)和人力成本提高運(yùn)營效率部署時間從小時級到分鐘級 服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時間從20 40hrs 15 30min 每年節(jié)省10 000人 小時 300臺服務(wù)器 以前硬件維護(hù)需要以前的數(shù)天 周的變更管理準(zhǔn)備和1 3小時維護(hù)窗口 現(xiàn)在可以進(jìn)行零宕機(jī)硬件維護(hù)和升級舊硬件和操作系統(tǒng)的投資保護(hù)不再擔(dān)心舊系統(tǒng)的兼容性 維護(hù)和升級等一系列問題 業(yè)務(wù)連續(xù)性方案中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用 虛擬架構(gòu)優(yōu)勢 用VMotion減少計劃內(nèi)宕機(jī)時間 VMotion是什么 通過VMwareVMotion可以實現(xiàn)虛擬機(jī)的動態(tài)遷移 而服務(wù)不中斷客戶優(yōu)勢零宕機(jī)時間 進(jìn)行有計劃的服務(wù)器維護(hù)和升級遷移工作負(fù)載 資源利用率最大化服務(wù)器的持續(xù)可用性 完整的交易集成支持FibreChannel和iSCSISAN環(huán)境以及NAS 50 的VMware客戶實施應(yīng)用了VMotion VMotion遷移虛擬機(jī) SAN iSCSI或NAS 無中斷的按需擴(kuò)容 MirrorViewAsynchronous 20miles EMCVmware整合實現(xiàn)異地容災(zāi)項目 CX3 20ProductionCLARiiON ProductionESXservers DisasterRecoveryESXservers CX3 20SecondaryCLARiiON RemotereplicaofBoot Boot Data Log RemotereplicaofData RemotereplicaofLog ConsistencyGroup VMware Virtualizationlayer SOFTWARE HARDWARE CiscoMDS9216i CiscoMDS9216i 開發(fā)測試環(huán)境中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用 VMware實驗室管理系統(tǒng)的工作原理 VMware實驗室管理系統(tǒng) 鏡像存儲庫 VMware基礎(chǔ)設(shè)施 虛擬服務(wù)器池 自動化的虛擬應(yīng)用開發(fā)實驗室 LAN SAN 應(yīng)用開發(fā)人員 應(yīng)用開發(fā)人員 新澤西開發(fā)設(shè)施 Waldorf開發(fā)設(shè)施 印度班加羅爾外包合作伙伴 用戶選擇一個多機(jī)器配置 然后點擊部署 VMware實驗室管理系統(tǒng)確定最佳的服務(wù)器主機(jī) 然后部署這些機(jī)器 部署后 用戶與機(jī)器直接交互 就像坐在控制臺前面一樣 質(zhì)保自動化工程師 測試和研發(fā)問題的虛擬化架構(gòu)方案 遠(yuǎn)程桌面中虛擬化技術(shù)的應(yīng)用 今日的桌面挑戰(zhàn) 難于管理位置分布廣泛PC硬件的多樣化 標(biāo)準(zhǔn)化程度很差 用戶也需要修改桌面環(huán)境高昂的總體擁有成本 30 硬件成本70 管理成本PC機(jī)管理與支持管理實屬勞動密集型工作 軟件部署 更新以及打補(bǔ)丁都屬于隨時都要進(jìn)行的PC機(jī)管理工作需要針對各種各樣的PC機(jī)配置進(jìn)行部署測試與審核 資產(chǎn)管理而標(biāo)準(zhǔn)化的缺乏 有時候需要現(xiàn)場提供故障處理支持備份恢復(fù) 遠(yuǎn)程訪問難于實現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)與保密數(shù)據(jù)盜竊 病毒 黑客等如何備份PC 即使備份PC機(jī)的失竊風(fēng)險高法規(guī)遵從資源利用效率不高 5 很難集中共享 VMware虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施