虚拟化技术构建数据中心的应用实践分享

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当下IT界最火热的词莫过于云计算，而众所周知，要想实现云计算，首先要将所有的设备实现虚拟化，将各种资源转化为一个资源池，因为没有一个软件能够同时管理各厂商的服务器、存储、网络设备等等。

▲虚拟化数据中心架构设计研讨会

　　在1月12日举办的虚拟化数据中心架构设计研讨会上，来自凯德商用方建国和我们一起分享了虚拟化项目实施过程中应该注意的一些事项。

▲凯德商用 资讯科技（中国）高级主任 方建国

　　在虚拟化项目具体的实施过程中，必须考虑到一些细节问题，首先、虚拟化数据中心在架构设计、平台管理需要注意哪些?包括解决方案选择(供应商)、评估工具、现有应用是否迁移、管理及技术等成本考量等，虚拟化及物理资源管理(自动配置、动态分配、系统备份、监控等)、跨平台兼容等，虚拟化平台的系统管理服务、自助服务如何处理?物理资源的管理和虚拟资源的管理有何不同?虚拟资源的管理存在哪些挑战?大家都在采用何种管理平台或手段来实现对虚拟数据中心管理?其次、虚拟化数据中心如何监控，如何保证数据安全?再者、如何通过虚拟化技术实现云计算平台?从虚拟化到云计算，还有哪些事情要做的?最后、未来，还有哪些虚拟化和云平台方面的技术值得关注?
　　我们通过一张表首先了解下虚拟化评估和设计流程。

▲虚拟化评估和设计流程

　　步骤一：确定虚拟化范围
　　根据公司的业务与技术需求，定义出集团、分支公司实行虚拟化的环境，或是将各地的服务器集中到一个地方。并定义虚拟化的目标及实施日程表及相关负责人
　　工具及方法：
　　需要与各部门讨论，了解各业务部门或公司IT生产环境所面临的问题及需求，从而确定虚拟化环境。并使用WORD或是PROJECT记录。
　　步骤二：建立应用程序与服务清单
　　建立应用程序的与服务的兼容性、可用性需求，例如处理器架构、处理器数量、内存需求、存储空间的需求及其他特殊硬件的配备，确认需要高可用性的应用程序及服务。
　　工具及方法：
　　了解各业务部门或公司IT生产环境中正在运行的应用程序及服务，如SQL或IIS，如AD或DHCP等，以确定是否需要虚拟化及是否需要高可用性等，并建立清单。
　　初步确认现有的硬件如CPU数量等，建立备案，以备后期是否可以再利用。
　　步骤三：确定资源需求
　　收集及分析相关统计资料，包括性能的历史资料、规格与需求、负载测试等
　　工具及方法：
　　1、通过性能计数器的方式来确定一段时间内的CPU等使用情况。
　　2、通过MAP工具测评硬件功能，产生可供评估与规划的建议。
　　3、可通过PAL Tool分析WINDOWS系统的性能记录。
　　步骤四：选择备份方法
　　确定备份的对象如是针对个别的应用程序备份、虚拟机备份，还是备份物理主机。存储呢?应用程序备份的先后顺序呢?
　　备份确定要考虑到性能、停机时间、存储空间、恢复的难易程度与操作复杂度，同时亦要考虑资料损失的程序及备份间隔。
　　工具及方法：
　　1、通过Windows Server BackUp
　　2、一些第三方备份专业工具如Symantec\EMC等。
　　3、Hyper-V管理控制台
　　步骤五：选择高可用性的方法
　　依据应用程序的特点来确定是使用系统内置的NLB或是故障转移群集：如网站、终端服务较适合采用NLB方式;而数据库适合采用故障转移群集。
　　根据架构设计，确定是在同一物理主机内进行NLB或是故障转移群集，还是在不同的物理主机。
　　工具及方法：
　　1、同一主机或不同主机的高可用性创建方法。
　　2、同一主机创建高可用性的意义?
　　3、网络与存储的高可用性?
　　步骤六：总结应用程序的需求
　　确定虚拟机的硬件要求，然后决定应用程序安装在哪台虚拟机中，不同的应用应用程序能否在同一虚拟机中执行?如何备份，是否需要高可用性。
　　工具及方法：
　　1、结合物理主机硬件资源及网络架构来分析不同的应用程序对性能等的需求。
　　2、有关联的应用程序是否放在同一虚拟机上或同一特理主机上?讨论如MOSS类的应用放置。
　　3、P2V进行现有的系统及应用的迁移?
　　步骤七：选择物理主机的配置
　　在充分利用现有硬件设备的基础上，考虑到成本、性能、可用性、稳定性、与管理性来确定是否需要采购新的硬件设备。
　　工具及方法：
　　1、结合步骤三来进行，使用如MAP工具来进行评测等。
　　2、此处亦可考虑资源池及应用程序放置虚拟机，以及虚拟机放置主机的问题。
　　3、硬件满足虚拟化辅助的条件(检测工具如：SecurAble)
　　步骤八：确定物理主机的位置
　　考虑成本、管理性、安全性、性能与可用性，确定主机是放置在IDC机房、自建机房或租赁等
　　工具及方法：
　　1、IDC机房选择需要参考的几个要点。
　　电力、恒温恒湿、BGP、机柜、响应服务、可发展性
　　2、自建机房要注意的事项。
　　步骤九：对应虚拟机到物理主机
　　依据虚拟机中运行的操作系统及应用程序的工作负载来放置在对应的物理主机上。
　　需要了解物理主机的资源利用目标、硬件容量。避免将同是耗用系统资源的虚拟机放置在同一物理主机上。
　　工具及方法：
　　1、SCVMM 2008 R2的智能放置。
　　2、和步骤六结合，了解动态资源调整等。
　　3、操作系统或应用的关联性?
　　步骤十：确定物理主机备份方法
　　确认备份的对象，是针对单个虚拟机中的操作系统或应用程序，还是针对物理主机备份整个虚拟机?
　　工具及方法：
　　1、windows server backup
　　2、Hyper-v自带功能(讨论快照能否作为备份)
　　3、第三方专业的备份工具及存储设备。
　　CDP、重复数据删除技术等
　　并结合存储架构说明一些厂商的备份机制。
　　步骤十一：设计高可用性
　　在步骤五的基础上，确定是在虚拟机进行NLB或故障转移群集，还是在HYPER-V主机之间建立故障转移群集。亦或是主机之间以及虚拟机之间同是建立。
　　工具及方法：
　　1、HYPER-V主机的故障转移群集简介
　　2、Live Migration工作机制
　　3、网络冗余(多网卡、光纤交换机或HBA卡)
　　步骤十二：设计存储基础架构
　　是使用直接连接的存储(DAS)还是NAS，亦或是SAN等。
　　虚拟机是使用动态磁盘还是固定大小的磁盘空间?
　　虚拟机直接存取物理主机硬盘?
　　存储空间及本身的备份机制选择(RAID5等)。
　　工具及方法：
　　1、DAS、NAS、SAN简介。
　　2、FC SAN及ISCSI SAN，以及Windows ss 2008。
　　3、典型厂商提供的方案简介(如NetAppt等)。
　　步骤十三：设计网络基础架构
　　Hyper-V提供虚拟机的三种类型选择，以及VLAN功能。
　　DMZ、Intranet、Internet?
　　工具及方法：
　　1、Hyper-V三种虚拟机网络类型简介。
　　2、NLB及故障转移群集设计时的网络考虑。
　　步骤十四：确认所有方法可行
　　验证以上步骤中的确定符合企业需求，确认应用程序需求及物理主机基础架构设计。
　　工具及方法：
　　1、讨论及求证。
　　2、文档记录、拓扑设计等
　　3、职责、人员、时间等

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某知名房地产公司虚拟化案例分享
　　了解过虚拟化的评估与设计流程，我们通过一个案例熟悉下虚拟化架构设计，下图为某知名房地产公司真实环境的虚拟化架构图，为四层架构，分别为：资源层、虚拟层、管理层和服务层。其中资源层和虚拟层不难理解、而且也比较容易实现;管理层和服务层才是这套架构的核心，如何提供好的服务，如何保证安全的设置，如何按需分配等等都和管理层和服务层有很大的关系。

▲某知名房地产公司虚拟化架构

　　该架构所提供的虚拟化服务
　　针对虚拟机和虚拟主机(宿主机)管理及自助服务
　　负责用户服务的生命周期管理：虚拟机的生成、备份、删除等
　　响应操作请求，如：虚拟机的启动、暂停、关闭等
　　响应系统管理事件，比如由于告警信息重启或迁移虚拟机
　　按照SLA根据负载增加或减少虚拟机
　　配置VLAN和虚拟化服务器的负载均衡等
　　在最可用的物理服务器环境中的自动分配虚拟机
　　创建和管理虚拟机实例使用的模板
　　管理物理服务器实例
　　软、硬件配置管理
　　软件配置管理：系统软件的资产管理、应用软件和补丁的分发、许可证、软件更新及使用报告等
　　硬件配置管理：增加扩展单元、跟踪硬件资产变化、定义和使用所需的服务器等
　　软件方面可以采用微软的SCCM、SCVMM、WSUS+MBSA以及LANDesk等等
　　系统监控
　　虚拟机系统健康状态监控、服务水平报告

▲虚拟机健康状态监控

　　数据备份与安全
　　文件、数据库、虚拟机(映像)、虚拟主机
　　文件级别的、映像级别的
　　补丁更新、应用程序更新、VLAN、身份生命周期管理
　　软件推荐：微软的netbackup(server backup)、SCDPM、赛门的BE、EMC Avamar、飞康CDP等