1、1 / 24服務器資源虛擬化整合實施方案2 / 24i / 24目錄1.1. 概述概述 1 11.1. 項目背景 11.2. 現狀分析 22.2. 虛擬化解決方案虛擬化解決方案 4 42.1. 方案分析 42.2. 方案實施后的效果 42.3. 方案拓撲 62.4. 方案構成說明 82.5. VMWARE VSPHERE配置 112.6. VMWARE VCENTER配置 143.3. 數據庫服務器與存儲備份系統數據庫服務器與存儲備份系統 19193.1. 數據庫服務器 193.2. 存儲系統 193.3. 數據備份系統 194.4. 虛擬化整合后的系統拓撲結構虛擬化整合后的系統拓撲結構 20

2、201 / 241.1. 概述概述1.1.1.1. 項目背景項目背景信息中心擔負著信息平臺的建設工作，隨著業務的不斷增長對信息平臺的要求越來越高。信息中心作為辦公平臺的運營和管理中心，信息化建設不斷發展。目前信息化網絡以中心大樓為中心，覆蓋多個辦公區，運行著多個生產和應用系統，并且將來會不斷地有新的更多的應用系統加入，服務器資源龐大。所以中心需要更為快速地提供所需運行的越來越多的應用系統的能力。但如果購買新的服務器，又會增加采購成本和運作成本，還會帶來更多供電和冷卻的開支，而且，服務器還沒有得到充分的利用。通常，中心的服務器工作負載只利用了 5%，這導致了大量的硬件、空間以與電力的浪費。同時由

3、于應用程序兼容性的問題，只能通過在不同服務器中分別運行的方式，將應用程序隔離起來。這又會導致服務器數量的增長。購置新的服務器是一項漫長的過程，并且耗費大量人力，往往需要數日甚至數月的考慮以與操作，這使得 信息中心更加難以應對業務快速成長和不斷變動的需求。例如，對于新業務系統平臺的供應和拆除需求，往往就需要消耗大量寶貴的資源和時間。正是由于這樣的實際情況和潛在發展需求，我們建議采用虛擬化技術整合信息中心的各種資源，其主要目的是為信息中心建設一個能夠承載多個應用系統的運行平臺，實現可管理、可伸縮、可擴展、高可用的的特性，信息中心可以集中運行和維護這個運行平臺，而且可以將日常的管理重點只放在平臺運行

4、的管理上，而不必關心平臺上運行的是哪些具體應用。這樣使信息中心真正成為平臺的運營和管理中心，而不僅僅是像現在這樣只是各種應用系統紛繁復雜的各種設備的一個存放地，真正提高和增強信息中心作為“應用系統的運營商”的地位。將來在集中的運行平臺的基礎上，可以將信息中2 / 24心再建設成為數據容災中心。到那時信息中心真正成為兩個中心：運營中心和數據容災中心。從中心管理員的角度來看，推動虛擬化技術發展的主要動力是基礎架構設施的迅猛增長，而硬件部署模式又進一步加劇了基礎架構的復雜程度。應用越來越多，也越來越復雜，因此就變得更加難以管理、更新和維護。服務器價格急劇下降，服務器散亂現象仍然存在。在這種環境下，虛

5、擬化技術就體現了整合優勢。應用在 IT 的不同層面，從邏輯層將物理層抽象出來意味著邏輯組件會得到更一致的管理。從安全監督來看，虛擬化技術提升了 X86 服務器的可靠性、可用性，從基礎架構層面獲得了原先單機系統無法想象的功能，大大提高了業務連續性的級別，降低了故障率、減少了系統宕機的時間。從服務器的角度來看，虛擬化技術讓每臺設備都能托管多種操作系統，最大化了利用率，降低了服務器數量。從存儲的角度來看，虛擬化技術可網絡化、整合磁盤設備，并讓多個服務器共享磁盤設備，從而提高了利用率。從應用的角度來看，虛擬化技術將應用計算從用戶設備中分離出來，并在數據中心對應用與相關數據進行整合，通過集中化技術改善了

6、管理和系統安全性。出于經濟效益和管理安全性考慮，針對基礎架構的虛擬化整合已勢在必行。1.2.1.2. 現狀分析現狀分析數據中心目前以 IBM 服務器為主，運行著門戶、網絡管理、域名解析、OA 辦公、以與安全運維等等業務系統。網絡拓撲圖如下所示：3 / 24據統計，目前服務器的負載都非常小，遠沒有達到充分利用的狀態，并且負載狀態不均衡。服務器和數據庫服務器的負載相對較高，但也沒有充分發揮硬件平臺的資源效率。另外還有一些運行邊緣業務的服務器，由于設備老舊以與所在位置等原因，本次尚未統計在。正是由于這些原因，擬采用虛擬化技術整合服務器資源，同時為今后可能陸續進入的其它電子政務外網應用系統打造一個可伸

7、縮、可擴展、高可用的運行平臺。4 / 242.2. 虛擬化解決方案虛擬化解決方案2.1.2.1. 方案分析方案分析信息中心目前擁有 8 臺服務器（指網安全域的服務器）運行著不同的業務系統，針對領導以與專家提出的規劃和期望，建議充分利用信息中心已有的較高檔次的服務器作為虛擬平臺服務器，每臺服務器上都安裝配置 VMware虛擬架構套件 vSphere 企業版軟件，用于在單個物理服務器實體上，利用服務器強大的處理能力，生成多個虛擬服務器，而每一個虛擬服務器，從功能、性能和操作方式上，等同于傳統的單臺物理服務器。在每個虛擬服務器上，就可以安裝配置 Windows & Linux 操作系統，進而

8、再安裝應用軟件，這樣就可以充分利用現有服務器資源，在服務器層面實現業務系統的整合。通過對現有服務器的收集、分析，計劃采用 2-3 臺服務器作為虛擬化的硬件平臺， 在 2-3 臺虛擬化服務器基礎上，可以整合成動態的虛擬化資源池，從而大大提高資源利用率，降低成本，增強了系統和應用的可用性，提高系統的靈活性和快速響應，實現服務器虛擬架構的完美整合。從業務層面考慮，需要對應用系統進行虛擬化整合，通過羅列、梳理，確定了需要整合的業務系統，包括用于辦公的網區域的應用系統（網門戶，OA，查詢系統）這些業務系統現在都可以納入虛擬化平臺的圍之中。2.2.2.2. 方案實施后的效果方案實施后的效果虛擬化項目成功實

9、施之后，服務器數量、網絡設備、機架、其它外設以與 IT 支撐設備會大量減少，機房環境會變得更加易于管理并井井有條。vCenter 是一個強大的集中虛擬化管控工具，通過 vCenter 可以管理到虛擬化涉與的方方面面，縱觀整個虛擬化架構也是基本功能。下圖演示了通過vCenter 查看虛擬化架構拓撲的實景圖。5 / 24圖表 vCenter 演示從管理角度觀察，虛擬平臺環境一目了然，運行狀態、功能信息等隨時掌握。下面是通過管控中心 vCenter 進行管理的界面演示：圖表 vCenter 演示圖中左邊是硬件設備以與虛擬設備資產，右邊是狀態信息以與各種配置信息等，所有可管理的容都容納在 vCente

10、r 之中。6 / 24vCenter 是為了集中管理和監控虛擬機、實現自動化以與簡化資源調配，對所有物理服務器與其上的虛擬服務器進行統一管理的工具。可以看到，虛擬化集群之的配置參數、運行狀態、邏輯關系等等信息都可以一目了然的呈現出來。同時還可以針對集群定義所需要的高級功能，如 HA、vMotion、DRS 等。如果集群之中出現硬件故障，可以通過虛擬化快速恢復，保證較高級別的業務連續性水平。對于性能的監控、管理，vCenter 也極為便利，可以根據需求定義需要監控的資產設備，快速定位性能瓶頸或發現問題根源。如下圖所示：圖表 vCenter 演示集中化的管控中心可以完成絕大部分的 IT 管理職能，

11、大大減少了瑣碎的管理事務，提高管理人員的生產效率。經過一段時間的運行，還可以進行“節能減排”帶來的效益分析，從綠色環保角度體會虛擬化帶來的益處。經過不斷的利舊擴容，或者采購高配置服務器，逐漸擴大虛擬化的圍和規模，最后形成“云計算”架構的 IT 基礎框架，達到提升 IT 管理水平的目的。7 / 242.3.2.3. 方案拓撲方案拓撲虛擬化技術的引入，不會對現有的網絡架構做本質上的顛覆，原先的架構仍然是延續的，只是在數據中心的基礎設施方面，大大減少了需要維護和管理的設備，如服務器、交換機、機架、網線、UPS、空調等等。原先設備可以根據制度進行折舊報廢、或者利舊更新，使得 IT 管理人員有了更多的選

12、擇。下圖是虛擬化整合之后的 IT 架構：網絡拓撲圖可以看出來，并沒有對原有的網絡結構做什么改變。對于虛擬化服務器，搭建了虛擬化集群，并進行統一管理。原有的服務器設備仍可以正常運行，并且與虛擬化服務器融合在一起，從網絡層面構建 VLAN、數據共享、業務隔離等，都可以延續原來的網絡管理模式。隨著虛擬化的不斷應用，可以不斷8 / 24動態地增加虛擬化集群的規模，搭建更健康的 IT 體系架構。客戶端方面，延續了原先的訪問模式，對于虛擬服務器的數據交互等操作，等同于原先傳統物理服務器的的訪問模式，不會對業務系統造成任何不利影響。2.4.2.4. 方案構成說明方案構成說明該部分主要介紹涉與到的硬件、軟件與

13、專業服務的情況：硬件部分：利舊或新購的用于服務器整合的高性能服務器。計劃整合的網區應用服務器包括：計劃整合的網區應用服務器包括：門戶門戶VODVOD 服務器服務器OAOA 服務器服務器查詢服務器查詢服務器認證系統認證系統將以上應用服務器通過虛擬化技術進行整合，使得原先需要物理服務器的應用系統，能夠運行在幾臺服務器上，并且完全不影響應用的性能和用戶的使用體驗，有效減少服務器數量，提高資源使用率，節省空間和電力、空調的能耗。下面對服務器虛擬化平臺的硬件資源進行估算。CPU 估算： 1 臺門戶服務器，配置 4 個虛擬 CPU 1 臺 VOD 服務器，配置 2 個虛擬 CPU 1 臺 OA 服務器，配

14、置 4 個虛擬 CPU 1 臺認證系統服務器，配置 4 個虛擬 CPU 9 / 24 核算共需要 14 個虛擬 CPU 按每顆四核物理 CPU 相當于 9 個虛擬 CPU 計算，總計需要四核物理 CPU 數量為 2 顆存估算 1 臺門戶服務器，占用存 4G 1 臺 VOD 服務器，占用存 2G 1 臺 OA 服務器，占用存 4G 1 臺認證系統服務器，占用存 4G共需要存 22GB硬盤估算：虛擬化平臺需要采用外部的統一 SAN 存儲環境按照每臺服務器配置 200GB 空間計算，8 臺虛擬機共 1600GB 可用空間初步估算 8TB 空間可以滿足需求服務器連接外部存儲需要配置相應的 HBA 卡，

15、每臺服務器需要安裝 1 塊單口 8Gbps HBA 卡網絡估算： 業務網需要 2 塊網卡，虛擬化管理網需要 1 塊網卡，虛擬化集群需要 1 塊網卡，為每臺虛擬化服務器配置 4 個 1000Mbps 網卡。根據以上估算分析，正常運行這 8 個虛擬機共需要 2 顆四核 CPU，22G 存。采用 2 臺服務器來運行這些虛擬機，每臺服務器的配置為 2 顆四核 CPU，16G 存。為了保證在任何 1 臺服務器出現故障仍能運行所有虛擬機，再增加 1 臺同樣配置的服務器，即整個虛擬化平臺由 3 臺配置 2 顆四核 CPU，16G 存的服務器組成虛擬化集群。另外再單獨采用 1 臺獨立的物理服務器作為虛擬系統的

16、管理機，安裝虛擬中心軟件作為管理和控制臺。10 / 24建議在現有服務器中挑選出 3 臺 IBM x3550 進行擴容，根據前期規劃的要求，使這 3 臺 server 每臺達到虛擬化 12 臺虛擬機的配置要求，然后安裝虛擬化軟件，以這 3 臺 server 為基礎搭建虛擬化架構。選擇這 3 臺 IBM x3550 的目的很明確，就是盡量降低購買成本，充分利用現有資源。并且 IBM x3550 的擴展性還是比較強的，經過有計劃的擴容之后，基本上可以達到虛擬化整合的初期效果。建議新購或者擴容之后，這 3 臺 IBM x3550 服務器的配置如下：雙路 4 核至強 CPU，至少 16GB 存，2 塊

17、以上千兆網卡，1 塊 HBA 卡，本地硬盤容量 300G。更高的配置才會獲得更好的整合比，同時可以更好地應用 vSphere 的高級功能。運行 VMware vCenter server 虛擬化管理軟件的硬件配置建議如下：一臺雙路 CPU 的 PC 機，至少 4GB memory，2 塊千兆網卡，預裝 Windows 2008 x64。為了避免影響，不能安裝其它管理軟件或應用軟件。VMware vCenter server 是虛擬化集群管理的核心，因此應盡量提升其運行穩定性和可靠性。軟件部分：主要配置以“6+1”方式體現，其中“6”指的是 6 套 VMware 虛擬架構套件企業版（VMware

18、 vSphere 5 Enterprise ）使用授權；“1”指的是 1 套 VMware vCenter Management Server 使用授權。軟件說明：VMware VSPHERE 套件按照 CPU 數量計算 lisence，一個 lisence 管理 1 個CPU；11 / 24按照 3 臺 IBM x3550 計算，每臺 IBM x3850 是 2 顆 CPU，需要采購 6 套VMware vSPHERE 虛擬化套件。另外需要單獨采購一套 VMware vCenter 管理軟件。2.5.2.5. VMwareVMware vSpherevSphere 配置配置本方案的主體部分是

19、 3 臺安裝了 VMware vSphere 軟件的雙路服務器。單臺服務器的虛擬化架構如下圖所示：1、特別需要注意的是在按照上述步驟安裝完虛擬機后，還要進一步給虛機安裝 VMware Tools，對于官方支持的虛機上的操作系統，VMware 都會提供相應的 VMware Tools，VMware Tools 可以改進虛機的顯示性能、鼠標響應速度，提供理想化虛擬網卡支持以獲得更高網絡效率，以與用于響應 ESX 服務器的所發出的一些命令來實現類似隨 ESX 服務器自動重起或 Shutdown 等功能，非常有用。請參考上述文檔同樣章節相關容以與里12 / 24邊連接所提供文檔中注明的一些注意事項，以

20、使 VMware Tools 能夠正確安裝并使用；2、對于現有需要上收整合的應用，建議在虛機配置時，都采用單顆虛擬CPU（vCPU）的方式，如果應用不能支持多個 CPU 并行運算的操作，配置多虛擬 CPU 反倒更浪費資源，造成系統響應速度變慢。3、如果不能確認應用是否能夠支持并發的 CPU 運算操作，也可以同時用單虛擬 CPU 的虛機和雙虛擬 CPU 的虛機做個對比測試，跑同樣的應用，看看哪種情況下，應用的響應速度最好。但切記對于超線程的服務器，不能把超線程打開后看到的兩顆 CPU 當成是真正的兩顆 CPU，所以如果是雙路單核超線程 CPU 的服務器，每個虛擬機最大只能配置成雙路虛擬CPU。對

21、于雙核 CPU，每個核可以做為一個獨立的 CPU 來看待。4、在創建虛機過程中，當提示選擇何種 SCSI 控制器時，建議選用 LSI Logic 控制器，而不是 BusLogic 控制器，前者具有更好的性能。5、建議每臺服務器配置 24 塊千兆網卡，并且采用 Nic Teaming 的方式，將兩塊網卡為一組接入同一個 Virtual Switch，同時在為虛機和Service Console 創建 Port Group 時，不同虛機采用不同的網卡主備策略，如虛機 1 以 A 網卡為主，B 網卡為備，虛機 2 相反，這樣既能充分利用每一塊網卡，保證性能，互相之間又有冗余備份，當一塊網卡出現問題時

22、，另一塊網卡自動接管，提高可用性。如果可能的話，最好設置VLAN，以便于把生產網絡與管理 ESX 服務器所用的管理網絡分離開來，以保證最大的安全可靠性。6、建議每個虛機都設置一下 CPU 與存資源的最小值，不需要太大，比如主頻保留值可以在 300MHz 左右，存保留值可以在 512MB 左右，最大值可以不用設定，這樣既能保證每個虛機都有最基本的私有資源可供使用，又能在需要時獲得更多資源以應付更多訪問要求。13 / 24ESX Server 5.0 是 VMware 虛擬架構套件 vSphere 的基礎組成部分，是動態、自我優化的 IT 基礎結構的基礎。VMware ESX Server 是一個

23、強健、經過生產驗證的虛擬層，它直接安裝在物理服務器的裸機上，將物理服務器上的處理器、存、存儲器和網絡資源抽象到多個虛擬機中。通過跨大量虛擬機共享硬件資源提高了硬件利用率并大大降低了資金和運營成本。通過高級資源管理、高可用性和安全功能提高了服務級別 - 對于資源密集型的應用程序也不例外。根據統計，對于傳統的服務器應用方式，通常服務器的平均利用率在 5-15%之間，而采用虛擬架構整合后，服務器的平均利用率可達到 60%-80%。我們完全可以通過在雙路服務器上創建多個虛擬服務器的方式，來完成傳統方式需要更多服務器才能完成的工作，用戶在降低成本的方式，還大大減少了環境的復雜性，降低了對機房環境的需求，

24、同時具有更靈活穩定的管理特性。采用 VMware 虛擬架構相比于傳統單臺服務器部署單一應用方式的另外一個好處是，可以充分滿足不同應用對系統資源的不同要求，如有的應用只需要一個 3.0 GHz CPU，512MB 的存就可以很好的運行，而有的高訪問率、高吞吐量的應用則需要 2 個甚至是 4 個雙核的 CPU，8GB 的存才能保證穩定的運行，在傳統方式下，往往不可能針對每一種應用來采購服務器，而是用一種或幾種標準配置的服務器來統一采購，這樣，勢必會造成某些應用資源富裕，而14 / 24另一些應用面臨資源緊的情況，且應用之間不能互相調配資源。采用虛擬架構后，由于每個虛擬機所需使用的系統資源都是由虛擬

25、架構軟件統一調配，這種調配可以在虛擬機運行過程中在線的發揮作用，使得任何一個應用都可以有充分保證的資源來穩定運行，同時，該應用在此時用不到的資源又可以被其他更需要資源的應用臨時借用過去，最大限度的提高了整體系統的資源利用率。2.6.2.6. VMwareVMware vCentervCenter 配置配置為了對服務器虛擬架構進行有效的管理和監控，方案中建議配置一臺獨立的 Windows 2008 服務器來做為 vSphere 套件中的 vCenter 服務器，vCenter 服務器為 IT 環境提供了集中化管理、操作自動化、資源優化和高可用性。基于虛擬化的分布式服務為數據中心提供了前所未有的響

26、應能力、可維護性、效率和可靠性級別。以下 vCenter 附屬產品提供了資源優化和高可用性特征。VMware Distributed Resource Scheduler (DRS) ；動態地實現服務器資源負載平衡，以根據業務優先級向正確的應用程序提供正確的資源，從而讓應用程序可以根據需要壓縮或增長。15 / 24使用 VMotion 遷移運行中的虛擬機和執行無中斷的 IT 環境維護。vMotion；平臺管理模塊要能提供 VMotion 功能，可以方便的時間虛擬機不停機的從一臺 PC 服務器遷移到另外一臺，從而避免“多個雞蛋放到一個籃子”可能造成的顧慮。下面的圖示大概描述了 vMotion 功

27、能實現；圖表 vMotion 實現原理平臺管理要能提供高可用解決方案，如 HA、FT 容錯功能，確保虛擬機的可用性。下面圖示了 HA 和 FT 功能機理；16 / 24圖表 VMware HA 功能示意圖使用 VMware HA 實現經濟高效、獨立于硬件和操作系統的應用程序可用性。圖表 VMware Fault Tolerance 容錯技術功能示意圖使用 VMware Fault Tolerance（容錯技術）可以實現完整的業務連續性，當有硬件發生故障之時，可以保障業務系統的連續運行，而不需要中斷應用系統。VMware Fault Tolerance（容錯技術）提供了迄今為止，最高級別的業務連

28、續性保障，可以花費最小的代價得到最高的可靠性要求。17 / 24NIC/HBA 卡的 Teaming 也是服務器虛擬化的最基本需求，就是通過多網卡和 HBA 卡，保證網絡和存儲訪問的冗余性，一旦任何網卡故障，都不會引起虛擬機的服務中斷；當然，虛擬平臺的備份和恢復也是需要考慮的，要能兼容傳統的備份和容災方案，包括 VERITAS、Legato、IBM、HP、CA、Commvault 等的備份方案等。VMware Data Recovery 為小型環境中的虛擬機提供簡單、經濟高效、無代理的備份和恢復。圖表 VMware Data Recovery 備份機制VMware Data Recovery

29、備份模塊具有以下一些特性：虛擬機的無代理、基于磁盤的備份和恢復 ；虛擬機或文件級別的恢復；增量備份和消除重復數據以節約磁盤空間；為虛擬機提供快速、簡單和完整的數據保護 ；18 / 24通過 vCenter 實現集中式管理 ；經濟高效的存儲管理 。應用程序的可擴展性包括：CPU、存的熱添加和磁盤、網絡等設備的熱添加和刪除，從而確保整個虛擬化平臺具有足夠的彈性。這也成為虛擬化平臺靈活性的重要指標，許多應用場景都可以從這個特性中獲益。圖表 虛擬機的可擴展性vCenter 提供了管理任意規模的虛擬 IT 環境所需的最高級別的簡便性、效率、安全性和可靠性。19 / 243.3. 數據庫服務器與存儲備份系統數據庫服務器與存儲備份系統3.1.3.1. 數據庫服務器數據庫服務器信息中心有一套數據庫管理系統，由于在應用系統中的