XX公司虚拟化建设方案建议书.doc
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1、 技术方案 - 1 - XXXX 公司虚拟化建设公司虚拟化建设 方案建议书方案建议书 D DE EL LL L C COOMMP PU UT TE ER R C COOR RP POOR RA AT TI IOON N 二二零零零零七七年年九九月月 技术方案 - 2 - 目目 录录 1、项目背景、项目背景 - 3 - 1.1 用户现状. - 3 - 1.2 需求分析. - 3 - 2设计方案设计方案 - 3 - 2.1 系统设计原则. - 3 - 2.2 系统方案设计内容 - 4 - 2.2.1 虚拟化服务器系统建设. - 4 - 2.2.2 存储系统整合建设 - 10 - 2.2.3 备份系
2、统. - 14 - 2.2.4 利用虚拟化整合技术降低客户端管理需求 - 16 - 2.2.5 设备配置清单. - 17 - 2.2.6 统一的系统管理设计方案. - 18 - 1)服务器 - 18 - 2)PC 机. - 18 - 3)网络交换机 - 18 - 4)磁盘阵列 - 18 - 5)带库 - 19 - 6)虚拟机管理 - 19 - 2.3 售后系统支持. - 21 - 2.4 产品介绍. - 23 - 技术方案 - 3 - 1、项项目目背背景景 1.1 用户现状用户现状 由于 XX 公司是一个新建的公司,自身的 IT 系统建设不完全,现有的 IT 系统还没有得到充 分完善,因而需要
3、一套既可以帮助完善现有的 IT 系统,又有利于将来的 IT 系统建设的 IT 基础设 施。 1.2 需求分析需求分析 随着 XX 公司业务不断的发展,可以预见会有越来越多的计算机应用被采用,服务器数量和客 户端数量会大大增加,亟待通过提高服务器的利用率来降低服务器数量,从而减少维护工作量, 因此我们推荐需要做全面的虚拟化系统整合规划需要做全面的虚拟化系统整合规划。 虚拟化系统整合后有如下优势: 1. 降低了设备的采购成本 通过提高服务器的利用率,减少服务器的购买量,从而降低采购 成本;此外一些软件公司由于在虚拟化平台上新的软件许可政策,为我们节省了很多软件 采购成本。 2. 降低了系统管理成本
4、 通过对服务器的合并,将原来维护的服务器数量降低到非常低的数 量。 3. 提高了业务系统的服务器可用性 设备发生故障后,可以快速恢复;设备负载过重是,可 以分担负载,保证应用稳定快速运行。 4. 延长了老业务系统的使用寿命 由于操作系统的原因使得就有的应用系统硬件不能升级, 虚拟化整合后,可保证老的应用系统稳定运行,并且大大提高老系统的应用性能。 2设设计计方方案案 2.1 系统设计原则系统设计原则 经济性和实用性 完全从需求出发,设计既能够满足目前的应用需求又能向未来的应用需求升级的系统实施 方案,尽量避免搁置设备的情况发生。 技术的先进性、标准化 在使用新技术的同时考虑技术的国际标准化,不
5、采用国际标准尚未出台的新技术,也不采 用偏移国际国内标准的技术,严格按照国际国内相关标准设计并施工。 安全性、可靠性 系统应能够提供一套完整的安全防范措施,防止由于操作人员的误操作以及系统中的某些故 技术方案 - 4 - 障而造成的数据破坏或系统的误动作。 系统应具备网络诊断、测试和在线故障恢复能力,关键设备、线路能做到实时备份和自动故 障切换。 在系统内的主机硬件、网络等部分出现问题时仍能保证系统的正常运行,要求系统具有强大 的容错功能。 可管理性、可维护性 系统应该便于管理、配置和调整,在系统任何部件出现故障时,应能够提供有效的办法及 时找到故障、排除故障。 灵活性、可扩展性 充分考虑到目
6、前的业务需求和今后较长时间内业务发展的需要,系统应能方便地升级,在 采用更新技术的同时保证原有设备能继续使用,亦即保护投资。 兼容性、继承性、开放性 本系统应能充分利用现有的资源,具有充分的系统集成的能力。一次性投资,常年受益,维 护费用低,使整体投资达到最佳。 2.2 系统方案设计内容系统方案设计内容 在系统建设工作开展之前,需制订有效的、务实的建设方案是必不可少的。通过本方案建议 书对各个子系统的设计,可以大大减少系统可预见发生的问题,预先制定解决问题的方法,从而 保证系统健康有效地运行。 2.2.12.2.1 虚拟化服务器系统建设虚拟化服务器系统建设 如拓扑图: 技术方案 - 5 - L
7、AN1 LAN2 LAN3 磁磁盘盘阵阵列列 CX320 光光纤纤交交换换机机 PE6850 server1PE6850 server2 管管理理工工作作站站 DELL OpenManage ITA 管管理理所所有有的的DELL产产品品 PE6850 server3 旧旧有有系系统统 PV ML6000磁磁带带库库 (NetBackup 5.0 MP6) PE1950 备备份份代代理理服服务务器器 建议整个系统采用虚拟化的方式整合到一起,利用虚拟化软件建议整个系统采用虚拟化的方式整合到一起,利用虚拟化软件 VMware 实现虚拟化的整合。实现虚拟化的整合。 由图可见,在整个架构中,我们搭建了三
8、个网络 LAN1,LAN3,LAN3。其中 LAN1 为生产 网络,LAN2 为虚拟中心管理网络,LAN3 为虚拟机动态迁移 Vmotion 网络。 新增的两台 Dell PowerEdge 6850 服务器采用最新高性能技术、配搭最新 64 位英特尔至强 7100 系列双核处理器、800MHz 前端总线,高达 64GB 的 DDR-2 内存、SAS 硬盘和 PCI Express,在 4U 机架密集型机箱中,承载超凡性能(详细介绍见产品说明)。 在存储方面,采用 Dell/EMC CX320 真正的端到端 4Gb 架构,具有保障企业级业务持续性的 多种特性,包括热插拔冗余硬件、热备份硬盘、多
9、路经故障切换、快照、克隆、本地/远程镜像 和非破坏性固件升级等(详细介绍见产品说明)。 软件方面,采用了 VMware ESX Server 虚拟化软件,实现服务器的虚拟化应用。 技术方案 - 6 - 根据用户的需求情况,对于 Windows/Lunix 平台上的 20 多个应用,所配置的两台 DELL 公 司 PE6850 服务器上都安装配置 VMware 第三代虚拟架构套件-VI3 企业版软件,用于在单个 DELL PE6850 物理服务器实体上,利用 DELL PE6850 服务器强大的处理能力,生成多个虚拟服 务器,而每一个虚拟服务器,从功能、性能和操作方式上,等同于传统的单台物理服务
10、器,在每 个虚拟服务器上,再安装配置 Windows 或 Linux 操作系统,进而再安装应用软件,这样以前的每 个物理服务器就变身成为 VMware Infrastructure 3.0 服务器上的虚拟机,从而大大提高资源利用率, 降低成本,增强了系统和应用的可用性,提高系统的灵活性和快速响应,完美的实现了服务器虚 拟架构的整合。 在具体实现中,为了实现数据的集中存储、集中备份以及充分利用 VMware 虚拟架构中虚拟 机可动态在线从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器上的特性等,所配置的 DELL|EMC CX320c 的光纤存储阵列,同时配置冗余的光纤交换机,组成标准的 SAN 集中存储
11、架构,由 VMware 虚拟架构套件生产出来的虚拟机的封装文件都存放在 SAN 存储阵列上。通过共享的 SAN 存储架构, 可以最大化的发挥虚拟架构的优势,进行在线地迁移正在运行的虚拟机 (VMware VMotion),进行动态的资源管理(VMware DRS), 和集中的基于虚拟机快照技术 的 Lan Free 的整合备份 (VMware VCB)等,而且为以后的容灾提供扩展性和打下基础。 为了集中管理和监控虚拟机、实现自动化以及简化资源调配,建议单独配置一套服务器安装 Window 系统,用于安装 VI3 套件中的 Virtual Center 软件,对两台物理服务器及其上的虚拟服务 器
12、进行统一的管理。 那么,单台无力设备配置虚拟机的依据是什么呢? 单台物理服务器配置多个虚拟服务器的性能依据单台物理服务器配置多个虚拟服务器的性能依据 根据统计,对于传统的服务器应用方式,通常服务器的平均利用率在 5-15%之间,而采 用虚拟架构整合后,服务器的平均利用率可达到 60%-80%。我们以此统计数据为基础,来估 算一下一台高配置的服务器能够支持的虚拟机的数量。 为了有一个可比较的参考性能值,我们选定 SPEC CPU2000 的 CINT2000 Rates 值做为 性能参考依据,SPEC CPU2000 的 CINT2000 Rates 考察的是服务器多 CPU 情况下的整数运 算
13、能力。 首先,如果采用传统的单台物理服务器部署应用的方式,假定全部使用一台 IBM 的双 路双核 Intel Xeon 2.80GHz CPU 的IBM eServer xSeries 346服务器(我们的 IBM 服务器是 xSeries 345,SPEC 官方网站上没有查到其 CINT2000 Rates 的结果),从 SPEC 官方网站上, 可查得其 CINT2000 Rates 的结果为 33.6。按照一般服务器的利用率情况(见第三页的服务器 技术方案 - 7 - 调查表),假定平均单台服务器利用率在 20%左右,则一个应用环境实际消耗掉 33.6*10%=3.36 个 CINT200
14、0 Rates 值。 技术方案 - 8 - 为了进行服务器虚拟化整合,我们配置一台 DELL PE6850 3.4GHz 的服务器,从 SPEC 官方网站上,可查得其 CINT2000 Rates 的结果为 162。服务器采用虚拟化整合后,利用率可 达到 60%-80%,我们按照保守的 60%来计算,则整合后的服务器共消耗掉 162*70%=113.4 个 CINT2000 Rates 值。 于是,我们可以计算出,一台 DELL PE6850 3.4GHz 的服务器,可以配置出 113.4/3.36=33.75 个相当于IBM eServer xSeries 346服务器效率能力的虚拟机,而这
15、已经是 很保守的计算了。 技术方案 - 9 - 通过上面的计算,我们完全可以通过在两台高配置的双核服务器上创建 20 个虚拟服务 器的方式,来完成传统方式需要 20 多台的低配置的双路服务器才能完成的工作,用户在降 低成本的方式,还大大减少了环境的复杂性,降低了对机房环境的需求,同时具有更灵活稳 定的管理特性。 采用 VMware 虚拟架构相比于传统单台服务器部署单一应用方式的另外一个好处是,可 以充分满足不同应用对系统资源的不同要求,如有的应用只需要一个 3.0 GHz CPU,512MB 的内存就可以很好的运行,而有的高访问率、高吞吐量的应用则需要 2 个甚至是 4 个双核的 CPU,8G
16、B 的内存才能保证稳定的运行,在传统方式下,往往不可能针对每一种应用来采购 服务器,而是用一种或几种标准配置的服务器来统一采购,这样,势必会造成某些应用资源 富裕,而另一些应用面临资源紧张的情况,且应用之间不能互相调配资源。采用虚拟架构后, 由于每个虚拟机所需使用的系统资源都是由虚拟架构软件统一调配,这种调配可以在虚拟机 运行过程中在线的发挥作用,使得任何一个应用都可以有充分保证的资源来稳定运行,同时, 该应用在此时用不到的资源又可以被其他更需要资源的应用临时借用过去,最大限度的提高 了整体系统的资源利用率。 每一台虚拟服务器都可以利用 VMware 虚拟对称式多重处理 (SMP)技术,通过使
17、单个虚 拟机能够同时使用多个物理处理器,增强了虚拟机性能。作为一项独特的 VMware 功能, Virtual SMP 支持虚拟化需要多处理器和密集资源的企业应用程序(如数据库、企业资源计 划和客户关系管理)。 技术方案 - 10 - 2.2.22.2.2 存储系统整合建设存储系统整合建设 如第六页拓扑图: 在硬件设备方面在硬件设备方面 SAN 存储为以下问题提供有效的解决方案: 存储容量的爆炸性增长; 数据存储的集中管理,降低投资费用和管理成本; 高性能和高可靠性,与服务器内置磁盘相比,专用的集中存储设备支持的 I/O 数量, 数据带宽,数据容量和稳定性、可靠性要高得多。 多服务器的数据直接
18、高速备份的要求(与网络无关的备份),这种备份可以克服传统 备份的令人难以忍受的对应用网络效率的冲击; 集中式备份和恢复; 多机集群系统的要求; 数据高度扩展能力的要求; 本地服务器与远程存储连接的要求,应用和数据系统异地容灾的要求; 对数据访问性能的要求,如视频系统,电子商务等。 通过 DELL 的 SAN(存储局域网)解决方案,客户可以: 1.自己掌握增长的速度:通过按需增长的实现方式,可以降低用户的最初拥有成本,根据业 务的增长来逐步扩充,这是一种极为经济的方式。 2.充分依靠和利用新技术:在 SAN 架构下,用户可以充分地采用新技术来溶入现有的结构 中,同时现有的投资又能得到充分的保护。
19、 技术方案 - 11 - 3.实现数据的有效管理和保护:对数据的管理只需要一小部分人员就可完成;同时 SAN 还 提供了对磁盘和数据的即时备份机制以及快速恢复功能。 4.确保业务的连续性:SAN 允许对在线数据作自动的备份而不影响到业务的运行。对信息 的存取实现专业控制,确保数据安全性。 5.今后的系统容灾解决方案可以通过 SAN 将主机服务器与远程磁盘子系统相连。用户原来 投资购买的服务器及存储设备可得到完全利用,用户只需添加相应的光纤通道连接设备和 备份存储设备,使用专用光缆或公用光纤传输网络,即可实现异地容灾系统备份。 在本项目中我们建议采用 SAN 的存储方案,建议配置两台光纤交换机,
20、光纤存储阵列所有 硬盘做成 RAID5 方式,并且包含 Hotspare 硬盘。 从上面拓扑图可以看出,每台服务器配置 2 块 4Gb/s 光纤 HBA 卡,分别连接到两台 4Gb/s 光纤交换机上,同时 DELL|EMC的光纤磁盘阵列的两个控制器也分别连接到两台光纤交换机上, 当光纤磁盘阵列一个存储处理器出现故障时,光纤磁盘阵列将此存储处理器上连接的 LUN 切换 到另一个处理器上。整个存储系统不会宕机。 方案分析方案分析 在设计系统方案时主要在可用性、性能、可扩展性几个方面考虑,下面我们一一加以分析: 如图 这是 CX320c 内部架构 可用性:可用性: 技术方案 - 12 - 由于政务公
21、开网站系统中的数据关键,突然宕机则会造成数据不一致较严重的后果,这就要 求存储系统具有非常好的可用性,而在可用性的设计上,主机上配置了 PowerPath 故障切换软件, 一旦当主连接卡损坏,或者主机连接卡上的光纤断掉,或者主连接卡上连接的光纤机损坏, PowerPath 故障切换软件会自动切换到另外一块光纤 HBA 卡上,同时,此服务器访问的 LUN 会 自动切换到光纤磁盘阵列上的另外一个控制器上,所有这些操作对用户是透明的,系统的应用也 不会停止。从而大大提供了系统的可用性。光纤磁盘阵列除了冗余的设计(包括冗余的电源,冷 却系统及存储控制器)以外,还采用写缓存镜像的方式(Write Cac
22、he Mirror),在写操作过程中, 如果存储系统没有 Cache 或者将 Cache 关掉,数据是写到磁盘上后才算写操作完成,因为磁盘本 身的写过程较慢,这样会造成主机处于等待状态,从而影响系统性能,而当存储系统将 Cache 打 开后,主机将系统写入 Cache 后即认为写操作完成,而 Cache 上的数据有存储系统再写入硬盘, 这样可以大大提高系统的性能(所以阵列上的 Cache 大小对性能有很大的影响,Cache 越大,系 统性能越高),但是正是因为 Cache,系统存在了一个不稳定的因素,当数据已经写入 Cache, 而 Cache 还没有将数据写入硬盘时,如果控制器损坏,则会将
23、Cache 上的数据丢失,从而破坏数 据的完整性,这对于某些应用是致命的。但是通过光纤磁盘阵列的写缓存镜像方式,则可以避免 这种潜在的危险,当数据从主机写入 Cache 的时候,是写到两个控制器的 Cache 上,这样即使一 个控制器突然损坏,系统的数据也不会丢失,从而大大提高了存储系统的可用性,同时光纤磁盘 阵列配置一套 SPS(相当于一个小型的 UPS),当整个系统突然掉电时 SPS 可以为存储系统 (DPE)提供一段时间的电源,使系统可以将 Cache 中的数据写入硬盘特定的分区中,这样可以 给整个系统真正的保护。因为大多数存储产品是通过电池来保护 Cache 中的数据,电池保护数据 的
24、时间一般是 72 小时,而且电池本身也是一个部件,同样存在老化和损坏的问题,一旦当系统 长时间停电时(在某些特殊的情况下如洪灾等)或系统掉电时电池损坏,Cache 中的数据将丢失, 这对于某些应用来说是非常致命的,因为这样就无法保证数据的完整性了,光纤磁盘阵列这种特 殊的设计最大限度的保护了系统的安全。 此外,光纤磁盘阵列上光纤硬盘采用 RAID5 的方式组合,具有一定的冗余性;并且光纤磁 盘阵列中采用 Hotspare 技术实现磁盘阵列内部的冗余,当存储系统中有硬盘发生故障时, Hotspare 硬盘会自动接管坏掉的硬盘,顶替坏掉的硬盘继续工作,这样又大大提高了数据存储的 可靠性。 CX32
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