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1、 UCSUCS 系统部署技术手册系统部署技术手册 蒋 磊 神州数码思科业务本部_系统工程师 2012 一、一、 架构简介架构简介 正如思科所预想的目标，统一计算简化了当今服务器和网络部署的方式。它 将交换资源集中在一起， 通过消除刀片机箱内部的交换， 减少了网络接入层分段。 该架构采用了统一阵列，在一个联合基础设施上传输局域网、存储和高性能计算 流量。这一方法能够整合或完全消除多个服务器适配器、机箱交换机、线缆及其 它外围基础设施。这种简化相比传统计算环境，可将支持基础设施所需的电源、 冷却、管理和安全设备减少一半。 利用简化和嵌入的管理功能， 数据中心管理员现在可以在一个作为统一计算 中枢
2、系统的统一管理域内，实现集中管理。嵌入式设备管理软件可以将一个拥有 数百台服务器和数千台虚拟机的系统作为一个高度可用的联合系统来管理。 这种 嵌入式方法使多个管理员角色能够在管理基础设施及其策略方面实现动态交互。 现在， 管理员可以整合所需的一切基础设施策略，将应用部署到被称作服务配置 文件的可重复移动结构中。这一结构可以有效改进 IT 生产率和业务灵活性。现 在，基础设施可以在数分钟内配置完成，而不必再花费几天的时间，从而让 IT 部门能够将工作重点从维护转向战略性工作。使 IT 的工作重心从维护转变为了 开展战略性活动。 图图 2 1.1 Cisco 的创新技术的创新技术 统一计算架构为数
3、据中心提供了充足的扩展空间， 同时能够支持未来的技术 发展。统一计算元件经过预先设计，能够支持未来技术，例如未来将推出的 4 万兆以太网。该架构的简单性使得数据中心能够不断扩大规模、提高性能和增加 带宽， 而不会像旧平台一样出现复杂性的增加。 这一方法可帮助提高当今的 ROI， 同时保护长期投资。 1.1.1. “无状态“计算“无状态“计算 Cisco Unified Computing System 是建立在 “无状态” 计算这一基础概念上的。 基于这个设计理念，用户可以采用“一次布线”的方式拉组件虚拟化的基础架构 并灵活调用各种计算资源。这种架构使得用户可以轻松的从 Platform as
4、 a Service (PaaS) 和 Infrastructure as a Service (IaaS)服务转入云计算模式。思科不但将服务 器虚拟化，同时将输入输出的连接如数据中心的交换和存储阵列本身也虚拟化， 将“无状态模型”提升到一个新的高度。 1.1.2. 统一交换阵列统一交换阵列 Unified Computing System以一个低延时无丢包的10-Gbps统一交换阵列为基 础。Cisco UCS5108 刀片机箱中的刀片服务器通过扩展卡访问阵列，每刀片服务 器吞吐率高达 40 Gbps。 该统一阵列采用“一次布线”部署模式，机箱只通过线缆连接到互联阵列一 次，I/O 配置的改
5、变只需通过管理系统进行，而无需安装主机适配器以及对机架 和交换机重布线。 此统一阵列不再需要在每个服务器中部署冗余以太网和光纤通 道适配器，也不必采用独立布线连接接入层交换机，并为每种网络媒体使用不同 交换机，因此大大简化了机架布线。所有流量都路由到中央服务器互联，随后以 太网和 光纤通道流量可独立传输到本地非整合网络。 该统一阵列基于万兆以太网，采用标准扩展支持更多流量类型并优化管理。 它支持以太网和以太网光纤通道（FCoE） ，其管理特性使得以太网和 FCoE 等多种 流量的管理能独立进行，支持带宽管理，且各流 量级别间无干扰。 统一阵列为虚拟环境提供了创建基于统一I/O连接的大型服务器资
6、源池的能 力，通过编程，该资源池能够 以与数据中心当前最佳实践相一致的方式运行。 在虚拟化软件使用基于光纤通道的共享存储的环境里， 就无需再部署冗余 HBA 卡、收发器、电缆和上游交换机端口，这些成本相当于一个小型服务器。正如文 章稍后所讨论的那样，Cisco VN-Link 技术支持每个虚拟机和互联阵列间的虚拟网 络连接，简化了虚拟机 及其网络的管理，包括轻松移动虚拟机，自动保持安全 性等网络特性。 1.1.3. 内存扩展技术内存扩展技术 思科扩展内存技术提供了一种具有极大潜力、经济高效的方法，与其他方式 相比，能以更低 TCO 提高虚 拟化密度，使 IT 机构能够凭借更少资源完成更多任 务
7、。Cisco UCS B250 M1 扩展内存刀片服务器和 Cisco UCS C250 M1 扩展内存机架 安装服务器就采用了这种技术。从处理器的内存通道角度来看，该项 技术将四 个物理上独立的 DIMM 映射为单一逻辑 DIMM。这一映射支持拥有 48 个 DIMM 插槽的扩展内存服务器， 而采用相同处理器的传统服务器和刀片系统最多只能配 备 12 个最高性能插槽，或 18 个较低性能插槽。 1.1.4. VN-Link 虚拟化支持虚拟化支持 思科正与 VMware 合作推出下一代服务器虚拟化网络技术。思科 VN-Link 通过提供管理程序、VM、网络和存储间的集成，提高了虚拟机(VM)的
8、移动性。 思科 VN-Link 提供了与 VMware Virtual Center 紧密耦合、基于协作策略的配置模 式，采用灵活、统一操作的数据中心管理模式，支持可扩展、移动且高度安全的 VM 部署。 服务器虚拟化对服务器和网络管理员来说是一项艰巨挑战。 部署服务器虚拟 化后， 由于每个管理程序都包含一个或多个虚拟交换机，网络边缘或接入层就自 动扩展到服务器本身。这一扩展不仅大大增加了需要管理的交换机数量，还将网 络边缘的管理任务从网络管理员手中移交到了服务器管理员。 此变化使服务器管 理员需要承担起网络设计、配置、VLAN 创建、应用安全、监控和故障排除等工 作。鉴于服务器级中增加的这些责
9、任，加之网络管理员的可视性又不复存在，服 务器虚拟环境中的意外错误配置、网络环创建、安全漏洞和问题解决缓慢等风险 就加大了。思科能凭借思科 VN-Link，一种适用于服务器虚拟化环境的全新网络 技术，帮助您出色解决这些问题。 思科 VN-Link 提供了实时、协调的网络和安全服务配置，它们在 VM 所处环 境的生命周期内是始终一致的。 思科 VN-Link还采用了以VM为中心的管理模式， 使服务器管理员在调配新应用时能使用其现有工具和操作工作流程。 思科 VN-Link 使用两种独立的部署模式： 一个软件虚拟交换机， 即思科 Nexus 1000V 软件交换机，和一个基于硬件的解决方案，思科
10、Nexus 5000 系列交换 机。 1.1.5. 嵌入式系统管理嵌入式系统管理 Cisco UCS Manager 是思科统一计算系统的中枢神经系统。 它从端到端集成 系统组件，因此系统能作为 单一逻辑实体进行管理。Cisco UCS Manager 提供 一个直观 GUI、一个命令行界面（CLI）和一个强大的 API，因此它能单独使用， 也能与其他第三方工具集成使用。通过单一控制台，能够全方位管理服务器 配 置系统身份、固件版本、网卡（NIC）设置、HBA 设置和网络配置文件等，无 需每个系统组件配备 单独的管理器。Cisco UCS Manager 内嵌在配置成高可用 集群的两个互联阵列
11、中。 集中、全面的管理，并与统一阵列相结合，意味着不再需要人工配置和集成 各种独立组件，就能创建一 个高效的虚拟池。Cisco UCS Manager 能够简单、 自动地执行将一个新服务器部署到系统中的流程，在 几分钟内就能完成新服务 器的安装、 配置并将其投入使用， 而不必像传统配置方法那样耗费数小时乃至 数 天的时间。这一功能不仅有助于提高 IT 人员的生产率，在需要更多资源时能够 快速扩展虚拟池的能 力，也将使采用此系统的企业获得战略优势。 Cisco UCS Manager 基于角色和策略的管理模式允许企业继续执行已有的 独立式管理。例如，默认配置定义了独立服务器、存储和网络管理员角色
12、，每个 角色的用户则定义如何配置系统的策略。使用这些策 略，机构中不同的团队就 能更高效地合作。 举例来说， 网络管理员定义了所有网络策略， 之后这些策略 就 能被服务器管理员所采用和加以参考，这一过程无需网络管理员参与。同时，高 级管理员能够将精力 更多地集中于关键业务问题， 而不必关注各系统配置细节。 1.2 Cisco Unified Computing System 部件部件 思科统一计算系统是下一代数据中心平台， 在一个紧密结合的系统中整合了 计算、网络、存储接入与虚拟化功能，旨在降低总体拥有成本（TCO） ，同时提 高业务灵活性。该系统包含一个低延时无丢包万兆以太网统一网络阵列，以
13、及多 台企业级 x86 架构服务器。它是一个集成的可扩展多机箱平台，在统一的管理 域中管理所有资源。 图图 2 1.2.1. 刀片服务器刀片服务器 Cisco UCS B 系列刀片服务器是思科统一计算系统的重要构建模块，为当今 和未来的数据中心提供了灵活、可扩展的计算能力，同时能够帮助降低总体拥有 成本（TCO） 。 Cisco UCS B 系列刀片服务器构建于工业标准服务器技术基础之上，提供有 以下特性： 多达两个英特尔至强系列 5500 多核处理器。 两个可选前置热插拔 SAS 硬盘。 支持多达两个双端口扩展卡连接，可提供高达 40 Gbps 的冗余 I/O 吞吐 率。 工业标准 DDR3
14、 内存。 通过集成服务处理器实现远程管理，并可执行在 Cisco UCS Manager 软 件中制定的策略。 通过每台服务器前面板上的控制台端口使用本机键盘、显示器和鼠标 （KVM）。 通过远程 KVM、安全外壳（SSH）协议、虚拟介质（vMedia）以及 IPMI 协议实现带外管理。 Cisco UCS B 系列包括两款刀片服务器产品：Cisco UCS B200 M1 双插槽刀片 服务器与 Cisco UCSB250 M1 双插槽内存扩展刀片服务器（图 2） 。Cisco UCS B200 M1 是一款半宽刀片服务器， 拥有 12 个 DIMM 插槽， 可支持高达 96 GB 的内存，
15、同时还可支持一个扩展卡。Cisco UCS B250 M1 是一款全宽刀片服务器，拥有 48 个 DIMM 插槽，可支持高达 384 GB 的内存，同时还可支持两个扩展卡。 1.2.2. 刀片机箱刀片机箱 Cisco UCS 5100 系列刀片服务器机箱是思科统一计算 系统的重要组成部分， 它不仅能为目前的和未来的数据中 心提供可扩展的、灵活的架构，还有助于降低总体拥有成本。 作为思科的首款刀片服务器机箱产品，Cisco UCS 5108 刀片服务器机箱的高 度为六个机架单元（6RU） ，可以安装在符合行业标准的 19 英寸机架上，使用标 准的前后通风式冷却方式。 一个机箱最多可以容纳 8 台
16、半高或 4 台全高 Cisco UCS B 系列刀片服务器。 Cisco UCS 5108 刀片服务器机箱革命性地改变了刀片系统的使用和部署方 式。通过采用统一交换价格和网络扩展器技术，思科统一计算系统让机箱可以： 拥有更少的物理组件 不需要独立的管理 能效比传统的刀片服务器机箱大为提高 这样的简便性不仅消除了对于专用机箱管理和刀片交换机的需求， 减少了布 线，而且还能在不增加复杂性的情况下扩展到 40 个机箱。作为思科统一计算系 统的组成部分，Cisco UCS 5108 刀片服务器机箱在提高数据中心的简便性和 IT 响 应能力方面，扮演着不可或缺的重要角色。 1.2.3. 互联阵列互联阵列 Cisco UCS 6100 系列互联阵列是思科统一计算系统的 核心组成部分，为系统提供了网络连接与管理能力（图 2） 。Cisco UCS 6100 系列 提供线速、低延时、无丢包万兆以太网和以太网光纤通道（FcoE）功能。 Cisco UCS 6100系列可为Cisco UCS
