数据中心的服务器虚拟化与~运行维护处理解决处理方案模板V6.0.doc

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1、|数据中心的服务器虚拟化与运维管理解决方案模板2018/10/25|文档信息与变更记录文档名称 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 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 .52 VM

2、ware 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 .203.1 vSphere 体系架构 .203.1.1 基于 vSphere 的虚拟数据中心基础架构 .203.1.2 ESXi 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 .383.2.5 向大数据扩展 .423.2.6 CPU 和内存的热添加和磁盘的热扩展

3、 .433.2.7 分布式资源调度 DRS.433.2.8 分布式电源管理 DPM .453.2.9 NVIDIA GRID vGPU .463.3 网络和安全功能特性 .473.3.1 vSphere 标准交换机（VSS） .483.3.2 vSphere 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 .603.4.2 vSphere 存储体系结构 .62|3.4.3 Storage Distributed Resources Scheduler (DRS) .6

4、33.4.4 基于存储策略的管理 .653.4.5 Storage vMotion .673.4.6 存储 I/O 控制 .703.4.7 Virtual Machine File System (VMFS) .713.4.8 Storage Thin Provisioning .733.4.9 存储 API .753.4.10Virtual Volumes .773.4.11vSphere Flash Read Cache .783.5 可用性功能 .823.5.1 VMware High Availability.823.5.2 VMware Fault Tolerance .863.5.

5、3 VMware Data Protection .893.5.4 vStorage APIs for Data Protection .933.5.5 vSphere Replication.943.6 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 .1204.4.3 vSphere 安全加固 .1235 VMware 解决

6、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 .1497 配置清单及说明 .1517.1 硬件配置需求 .151|7.2 虚拟化软件配置需求 .1518 专业服务 .1528.1 VMware 专业服务介绍 .1528.2 专业咨询服务内容 .1528.2.1 VMware 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 .15

7、58.3.2 规划与设计 .1558.3.3 实施 .1558.3.4 运维 .1569 支持服务概述 .1579.1 VMware 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 培训课程和认证体系 .16010.2 VMware 精选课程介绍 .16211 缩略语解释 .2|1 概述1.1 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

8、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。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

9、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

10、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

11、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 2950 Xeon E5410 *2/4GB下载服务器 PowerEdge 29

12、50 Xeon E5110 *2/2GB生产经营管理系统 PowerEdge 2950 Xeon E5410 *2/4GB固定资产管理系统 PowerEdge 2950 Xeon E5410 *2/4GB移动站业务管理系统 PowerEdge 2950 Xeon E5410 *2/2GB网管系统 PowerEdge 2950 Xeon E5410 *2/2GB财务系统 PowerEdge 2950 Xeon E5410 *2/2GB防病毒系统 PowerEdge 2950 Xeon E5410 *2/2GB邮件系统 PowerEdge 2950 Xeon E5410 *2/2GB安全评估系统

13、PowerEdge 2850 Xeon 2.8G *2/2GB人力资源系统 PowerEdge 2850 Xeon 2.8G *2/2GB任务管理系统 PowerEdge 2650 Xeon 2.8G *2/2GB库存管理系统 PowerEdge 1750 Xeon 2.4G *2/1GB身份认证系统 PowerEdge 750 P4 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

14、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。| 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。 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%；身份认证系统可使用的总容量为 340G，现已使用了170G，使用率为 50%。 IBM DS5020 阵列

15、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%。 EMC CX3-40 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%。 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量为 300G，现已使用了 280G，使用率为9

16、4%。 EMC CX4-480 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 1400G 800G 57%邮件系统 1950G 900G 67%人力资源系统 400G 400G 100%IBM FastT600 库存管理系统 1340G 1340G 100%身份认证系统 340G 170G 50%IBM DS5020 视频服务器 1540G 1

17、530G 97%防病毒系统 270G 206G 76%EMC CX3-40 财务系统 941G 325% 32%移动站业务管理系统 800G 270G 34%安全评估系统 600G 305G 51%EMC CX500 任务管理系统 120G 95G 79%|固定资产管理系统 300G 280G 94%EMC CX4-480 下载服务器 2000G 2000G 100%生产经营管理系统 980G 800G 82%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

18、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： 服务器的利用率低。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。 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。 兼容性差。系统和应用

19、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。 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。 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。 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