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1、. . . . .虚拟化功能及部署规模1. 前言数据中心虚拟化硬件规模的划分如下：虚拟化数据中心分类虚拟化服务器数量存储总容量核心网络交换容量小型数据中心3-505TB-30TB1Tbps中型数据中心51-20030TB-400TB1Tbps-2Tbps大型数据中心200-500400TB-1000TB2Tbps-16Tbps超大规模数据中心大于500大于1000TB大于18Tbps数据中心虚拟化功能分类初级虚拟化中级虚拟化高级虚拟化云计算服务器虚拟化ESXi系统快照资源池高可用性动态迁移(vMotion)分布式资源调度(DRS)高可用集群(HA)数据保护(FT)虚拟机快速复制(Replica
2、tion)存储服务存储I/O控制跨存储动态迁移(Storage vMotion)存储资源池存储分布式资源调度(Storage DRS)虚拟SAN(Virtual SAN)网络服务网络虚拟化分布式交换网络(Distributed Switch)分布式交换网络I/O控制平台自动化自动化部署(Auto Deploy)主机配置文件更新管理器(Update Manager)内容库虚拟化管理一致性管理统一的命令控制台性能监控和容量管理预测分析智能运维应用感知能力和依赖关系映射存储分析和实时日志分析智能均衡工作负载虚拟化平台安全性基于用户权限的安全管理基于内核的病毒防护云管理平台2. 数据中心虚拟化2.1.
3、 服务器虚拟化2.1.1. 硬件虚拟化通过对物理服务器的CPU、内存、磁盘、I/O等硬件的虚拟机上，让其变成可动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。2.1.2. 资源池根据业务需求，通过资源池技术将虚拟化后的服务器池按等级划分和分配 CPU 及内存资源，资源池内的所有硬件资源作为一个统一部分向外提供服务。2.1.3. 系统快照系统提供虚拟机、卷快照功能，系统正常状态下，可以触发一个系统快照，用于在系统出现故障的时候还原系统，在特定时刻的状态、磁盘数据和配置的基于文件的快照。可以获取虚拟机的多个快照（甚至在其运行时）。然后，通过将相应快照应用于虚拟机可将虚拟机
4、恢复为任何以前的状态。2.2. 高可用性2.2.1. 动态迁移(vMotion)动态迁移提供虚拟机的自动和手动迁移方案，当前计算节点出现故障或者计算节点负载过高时，可以把虚拟机迁移到正常的计算节点或者负载相对较低的计算节点上，整个迁移过程对用户透明，虚拟机在迁移过程中保持业务的稳定运行。2.2.2. 分布式资源调度(DRS)分布式资源调度会在集群中的主机间分配虚拟机工作负载，并监控可用的资源。 根据预先设置的自动化级别，DRS 会将虚拟机迁移到集群内的其他主机，以便最大限度地提高性能。通过集群来平衡容量计算，以使主机和虚拟机发挥出最优性能。 利用 DRS，可以确保为虚拟机提供合适的资源，从而提
5、高服务级别，在不中断服务的情况下向集群部署新的容量，在维护期间自动迁移虚拟机，而且不会造成服务中断。分布式资源调度可以在虚拟化集群中动态优化能耗。当对资源的需求处于低位时，分布式资源调度会将主机置于备用模式；当需求处于高位时，会启动足够多的主机来管理这种需求，使服务保持可用状态。2.2.3. 高可用集群(HA)虚拟机高可用性（HA）是虚拟机的一个特性，当虚拟机所在的物理服务器故障（如宕机、掉电等）或重启后，虚拟机可以自动在其他物理服务器上运行，保证虚拟机能够快速恢复，它可以保护用户的业务程序对外提供不间断的服务，把因软件/硬件/人为造成的故障对业务的影响降低到最小程度。2.2.4. 数据保护(
6、FT)通过创建与主实例保持虚拟锁步的虚拟机实时卷影实例，使应用持续保持可用状态，以此防范硬件故障。通过在两个实例之间即时地进行故障切换，FT 完全消除了数据丢失或中断的风险。2.2.5. 虚拟机快速复制(Replication)虚拟机快速复制技术能够实现无需进行基于存储阵列的本机复制，即可通过网络在 vSphere 主机之间复制处于开启状态的虚拟机。其独特优势包括：可以减少带宽需求、不受存储制约、能够创建灵活的灾难恢复配置等。2.3. 存储服务2.3.1. 存储I/O控制用于为有权访问共享存储池的一组主机上运行的虚拟机确定 I/O 优先级。扩大了 CPU 和内存现有的常用份额和限制参数的构成范
7、围，通过在一组主机集群中动态分配 I/O 容量解决了存储利用率问题。它通过减少管理员自行执行的性能管理工作提高其工作效率。当主机在与数据存储通信过程中观察到延迟时，存储的I/O控制会触发设备延迟监控。当延迟超过设定的阈值时，该功能会介入以缓解拥塞。然后，系统会根据访问该数据存储的每个虚拟机的份额按比例为其分配 I/O 资源。存储I/O控制会根据预订规则向虚拟机动态分配可用的 I/O 资源，从而提高关键应用的服务级别。2.3.2. 跨存储动态迁移(Storage vMotion)跨存储动态迁移可以在不中断服务的情况下在存储阵列内和跨存储阵列实时迁移虚拟机磁盘文件。将虚拟机磁盘文件无中断地迁移到不
8、同种类的存储设备的做法，实现了经济高效的虚拟机磁盘管理，使之成为分层存储策略的一个组成部分。 执行存储迁移不会造成停机，可保证事务的完整性。 可迁移在任何受支持服务器硬件上运行任何受支持操作系统的虚拟机的磁盘文件。 可以跨 VMware vSphere 支持的任何光纤通道、iSCSI、FCoE 和 NFS 存储系统实时迁移虚拟机磁盘文件。通过将磁盘文件无中断地移动到采用更佳体系结构从而可提供所需性能的备用 LUN，来优化存储的 I/O 性能。通过消除存储资源的超额分配降低成本，以便应对 I/O 瓶颈问题。Storage vMotion 可有效地利用存储，当虚拟机磁盘文件数量接近 LUN 的总可
9、用容量限制时，通过将虚拟机无中断地移动到容量更大的存储 LUN 中，即可在出现性能问题前防患于未然。未使用的存储容量可得到回收。2.3.3. 数据存储集群虚拟化平台的数据存储集群是将多台存储设备中的存储空间聚合成一个能够给应用服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池，应用可以通过该访问接口透明地访问和利用所有存储设备上的磁盘，可以充分发挥存储设备的性能和磁盘利用率。大大降低了部署虚拟机以及监控存储环境相关的问题的复杂性。并且以较低的成本提供了高可靠的存储环境。2.3.4. 存储分布式资源调度(Storage DRS)以将虚拟机磁盘文件从一个数据存储移到另一数据存储，而不会中断提供给终端用户的服
10、务。可以通过简化存储阵列迁移、维护和升级以及动态优化存储的 I/O 性能来控制存储操作。2.3.5. 虚拟SAN(Virtual SAN)通过软件驱动的体系结构，可将虚拟化的 x86 服务器用于紧密集成的计算、网络连接和共享存储。虚拟SAN会池化与服务器连接的闪存设备和/或硬盘 (HDD)，以便为虚拟机创建一个富有弹性的高性能共享数据存储。虚拟磁盘技术以独特的方式内嵌在虚拟化管理程序的内核中，其位置刚好在 I/O 数据路径上。相比在虚拟化管理程序上分开运行的其他存储虚拟设备，Virtual SAN 能够提供最高级别的性能，而不会带来额外的 CPU 开销，也不会消耗大量内存资源。2.4. 网络服
11、务2.4.1. 网络虚拟化虚拟化网络向主机和虚拟机提供了四种类型的网络虚拟化服务。该平台可将单台主机内的虚拟机相互关联起来，将虚拟机连接到物理网络，还可将 虚拟机内核服务（例如 NFS、iSCSI 和 VMware vSphere vMotion）加入物理网络。最后，它还向负责为主机运行管理服务的管理接口提供网络连接。平台包含两个网络连接逻辑构造块：虚拟以太网适配器和虚拟交换机。虚拟以太网适配器：可以为虚拟机配置一个或多个虚拟以太网适配器，并由虚拟机硬件呈现给客户操作系统。客户操作系统将虚拟适配器视为通用网卡。此外还有若干专用的虚拟以太网适配器可用来在虚拟机环境中实现优化的性能。虚拟交换机：同
12、一虚拟化主机上的虚拟机可以使用与物理交换机相同的协议相互通信。虚拟交换机模拟传统物理以太网络交换机，在数据链路层转发数据帧。一个 虚拟化主机可以有多个虚拟交换机。2.4.2. 分布式交换网络(Distributed Switch)分布式 扩展了虚拟网络的特性和功能，同时简化了调配以及日常的配置、监控和管理过程。VDS 将网络作为一个聚合资源进行处理，从而减轻了这种管理负担。各个主机级别的虚拟交换机被抽象处理成一个在数据中心级别上横跨多个主机的大型 分布式交换网络。分布式交换网络为虚拟机跨Vlan迁移提供了非常重要的保障，通过分布式交换机可以实现跨VLan迁移时业务不间断运行。2.4.3. 分布
13、式交换网络I/O控制可分布式交换网络的I/O控制能够在虚拟机级别配置规则和策略，并确保始终有 I/O 资源可供关键业务应用使用。I/O控制技术会对网络进行监控。一旦发现拥塞，它就会自动将业务规则所定义的最高优先级应用转移资源。达到并提高关键业务应用的服务级别，通过减少性能管理工作上的时间，从而提高工作效率。设置、查看和监控网络资源份额和限制，通过保留分配的交换机带宽来保证达到基本服务级别。2.5. 平台自动化2.5.1. 自动化部署(Auto Deploy)利用 x86 服务器的网络启动功能以及虚拟化管理程序占用空间小的优势，可实现在服务器上快速部署和调配 虚拟化管理主机。 利用 自动化部署，
14、虚拟化主机可以通过网络从中心 自动化部署服务器启动，而 服务器虚拟化软件就直接安装在该服务器的内存中。 安装完成之后，将使用一个 虚拟化管理节点主机配置文件来配置主机。 配置完毕后，该主机将连接到 虚拟化管理节点，用于承载虚拟机。 整个过程完全自动执行，无需手动干预就可以调配新的主机。自动化部署可以实现如下功能 集中式 虚拟化主机映像管理 消除配置偏差，确保映像和配置的一致性 采用无磁盘 虚拟化主机，可从内存中运行2.5.2. 主机配置文件主机共享的配置设置存储在主机配置文件中。 在创建主机配置文件之后，即可将其附加到一个或多个主机或集群。 附加后，系统会将主机配置与主机配置文件进行比较，并报告存在的任何偏差。 管理员可以将主机配置文件与其他主机和集群关联起来，以确保一致性。 配置中的任何偏差都可以自动更正。 通过应用主机配置文件，可以配置添加到 虚拟化管理的新主机。 利用此配置管理功能，管理员只需创建一次配置文件，即
