柳州東城投資開發有限公司信息化基礎平臺建設方案北京時代凌宇科技股份有限公司2015年4月

目錄1 項目概述和需求分析 31.1 項目概述 31.2 總體規劃要求 31.3 未來服務器需求估算 42 服務器資源需求測算 52.1 tpmC硬件測算方法論 52.2 tpmC方法論測算CPU資源 62.3 內存及存儲資源測算方法 92.4 服務器資源需求結論 123 技術選型方案 123.1 技術概要 123.2 技術體系架構 133.3 系統拓撲圖 143.4 具體方案描述 153.4.1 服務器設計 153.4.2 存儲設計 163.4.3 網絡設計 163.4.4 備份設計 173.4.5 容災規劃 183.4.6 VMware功能設計 193.4.7 軟硬件清單 193.5 方案優勢 203.5.1 從最小規模起步 203.5.2 橫向擴展優勢 203.5.3 性能優勢 213.5.4 數據保護和可靠性 223.5.5 與傳統架構的對比 223.5.6 P2V遷移的優勢 234 附錄：Nutanix產品介紹 254.1 Nutanix的發展歷程 254.2 Nutanix架構和軟件定義存儲 264.3 Nutanix與傳統架構的差別 274.4 Nutanix區塊和Nutanix節點 284.5 Nutanix的支持 29

項目概述和需求分析項目概述柳州東城投資開發有限公司（以下簡稱“東城公司”）信息化建設應符合東城公司“產業化發展”、“專業化運營”的發展模式的目標。為此，東城公司整體信息化規劃的長期愿景為：以公司“服務于政府的市場化開發運營主體”的轉型為出發點，打造“數字化、信息化和智能化”的東城公司，使信息化能力成為東城公司核心競爭能力的重要組成部分。具體而言，通過制定公司信息化建設的規劃和全公司的信息標準，同時要對公司現有的系統進行整合集成和優化，并在此基礎上開發一些適合公司業務開展和公司管理的特色應用，為集團公司提供高效、便捷、豐富的一站式信息服務，為公司領導提供實時有效的各類數據，使公司各部門實現協同化辦公，讓信息化真正為公司核心競爭力提供強有力的支撐。結合東城公司戰略及業務的目標，以及信息化建設的愿景、目標及原則，未來東城公司信息化建設的總體架構如下圖所示，簡稱為“1368”，即通過一套信息化管控體系，構筑三大基礎平臺，支撐六類應用，服務八大板塊。而隨著東城未來電子業務應用和服務在不斷增加，集團和員工對業務應用信息化內容的多樣化需求，導致其IT基礎設施平臺的規模后續會日益龐大，這也帶來了相應的運行維護和管理上的挑戰。同事，海量數據的大量涌現，對IT基礎設施平臺要求越來越高。多數單位一直都在追求低成本高效率的IT服務運營。IT團隊在被要求提高生產力和靈活性以應對多變的商業需求的同時，也要不斷降低投入。IT部門向公司高層展示優化的預算管理時，節約成本和資源整合也始終是最先擺出的問題。為了能在保證業務可靠性和連續性得到提升的同事節約成本和資源整合、同時降低IT部門的運維工作量，東城公司決定采用服務器虛擬化作為整個信息化系統的基礎支撐平臺。總體規劃要求為保證實施效果，東城公司信息化建設采用分步推進的策略進行。信息化業務系統初步規劃通過三階段建設，在五年內逐步建立集團化的信息體系。未來服務器需求估算根據咨詢調研結果，東城公司對未來各應用系統數據量及對服務器需求進行了預估，避免盲目投資造成損失。該預估數據將是整個技術體系和方案制訂的方向和依據，具體見下表：表：未來各應用系統數據量及服務器需求預估項目名稱系統用戶數高峰并發用戶數預計數據總量（GB/每年）預計服務器需求C.總部應用建設ERP（工程/物資/合同/財務/資產/主數據）200409002*高配資金管理20550利舊土地管理205200中配人力資源管理30030200中配戰略績效管理2058低配全面計劃和預算20520低配投資管理2055低配招商管理20510外部門戶2000200502*低配電子商務2002040報銷管理500100100中配決策支持50103002*高配綜合管理（內部門戶/移動辦公）3006050低配綜合管理（OA/督辦/檔案/情報/審計/法務）30030300D.分子公司應用建設客戶關系管理10030200低配產品管理20510低配物業及租賃管理50520利舊交投公司系統建設（綜合運營及客戶管理）205100低配交投公司系統建設（港口作業系統）50201200中配小貸擔保系統建設5010600中配會展管理平臺5010200中配建開公司系統建設205100低配服務器資源需求測算tpmC硬件測算方法論本項目根據之前預估的服務器需求，建議采取tpmC硬件選型法，估算出每個應用對服務器CPU、內存和硬盤的需求量。以便為進一步技術方案選型提供幫助和參考。借用IBM公司在金融綜合業務系統的實際應用中總結的經驗方法論，采用以下公式：TPM=TASKx80%xSxF/(TxC)，其中：TASK：為每日業務統計峰值交易量T：為每日峰值交易時間，假設每日80%交易量集中在每天的4小時，即240分鐘內完成：T=240S：為實際銀行業務交易操作相對于標準TPC-C測試基準環境交易的復雜程度比例。由于實際的金融業務交易的復雜程度與TPC-C標準測試中的交易存在較大的差異，須設定一個合理的對應值。以普通儲蓄業務交易為例，一筆交易往往需要同時打開大量數據庫表，取出其相關數據進行操作，相對于TPC-C標準交易的復雜度，要復雜很多；根據科學的統計結果，每筆交易操作相比較于TPC標準測試中的每筆交易的復雜度此值可設定為10~20。C：為主機CPU處理余量。實際應用經驗表明，一臺主機服務器的CPU利用率高于80%則表明CPU的利用率過高會產生系統瓶頸，而利用率處于75%時，是處于利用率最佳狀態。因此，在推算主機性能指標時，必須考慮CPU的冗余，設定C=70%。F：為系統未來3~5年的業務量發展冗余預留。綜上所述，為保障聯機業務處理性能要求，我們可推算得出主機所需的處理能力，據此得出相應的機型和配置。tpmC計算公式：tpmC=峰值在線用戶數*每分鐘每個用戶數請求*每個請求事務數（增刪查）/(操作系統冗余系數*CPU冗余系數)tpmC方法論測算CPU資源以ERP應用系統為例：用戶數：200高峰并發用戶：40數據增長量：900GB/年根據以上條件，我們做出如下假設：用戶每分鐘提出6個請求，每個請求產生20個事務，操作系統預留30%冗余、CPU預留30%冗余。則系統的tpmC值=40×6×20÷((1-0.3)*(1-0.3))≈9800如果選擇物理服務器，只需要參考事務處理性能委員會（TransactionProcessingPerformanceCouncil）于2014年12月22日發布的結果（TPC-CBENCHMARKRESULTS）選擇tpmC值大于9800的服務器便可。通過查詢得到tpmC大于9800的服務器為IBMeServerxSeries220c/s，服務器CPU為一顆IntelPentiumIII1.4GHz。由于這是老服務器CPU型號，我們建議采用一顆大于該性能需求的CPU便可，如E5-26202.0GHz。根據測算所有應用系統得出結論：需要26顆CPU。(具體應用測算數據見下頁表單)表：CPU測算建議配置單項目名稱預計服務器需求tpmC值參考服務器CPUC.總部應用建設需求實際品牌型號實際配置選型配置ERP（工程/物資/合同/財務/資產/主數據）2*高配9，7969，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*12*E5-26202.0GHz資金管理利舊土地管理中配1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz人力資源管理中配7，3479，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz戰略績效管理低配1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz全面計劃和預算低配1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz投資管理低配1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz招商管理1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz外部門戶2*低配48，98052，587IBMeServerxSeries360/2.0GHz/4pIntelXeonMP2.00GHz*44*E5-26202.0GHz電子商務4，8989，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz報銷管理中配24，49031，910IBMeServerxSeries235/3.2GHz/1PIntelXeon-3.2GHz2*E5-26202.0GHz決策支持2*高配2，4499，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*12*E5-26202.0GHz綜合管理（內部門戶/移動辦公）低配14，6949，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz綜合管理（OA/督辦/檔案/情報/審計/法務）7，3479，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHzD.分子公司應用建設客戶關系管理低配7，3479，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz產品管理低配1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz物業及租賃管理利舊交投公司系統建設（綜合運營及客戶管理）低配1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz交投公司系統建設（港口作業系統）中配4，8989，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz小貸擔保系統建設中配2，4499，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz會展管理平臺中配2，4499，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz建開公司系統建設低配1，2249，112IBMeServerxSeries220c/sIntelPentiumIII1.4GHz*1E5-26202.0GHz

內存及存儲資源測算方法以ERP應用系統為例：用戶數：200高峰并發用戶：40數據增長量：900GB/年根據以上條件，我們對內存使用做出如下假設：每個并發占用內存0.03GB操作系統占用內存2GB其他應用軟件占用內存0.5GB合理內存利用率70%由此計算得出所需內存為：（40*0.03+2+0.5）/0.70=5.29GB，根據實際情況，該服務器內存配置建議值為6GB根據以上條件，我們對存儲使用做出如下假設：操作系統占用150GB空間合理存儲占用率70%由此計算得出5年存儲數據量為（900*5+150）/0.70≈6643GB根據測算得出結論：應用系統內存需求為144GB5年存儲需求為37451GB表：內存及存儲測算建議配置單項目名稱預計服務器需求內存（GB）存儲（GB）C.總部應用建設測算數值建議數值測算數值ERP（工程/物資/合同/財務/資產/主數據）2*高配5.292*66643資金管理利舊土地管理中配3.7941643人力資源管理中配4.8661643戰略績效管理低配3.794271全面計劃和預算低配3.794357投資管理低配3.794250招商管理3.794286外部門戶2*低配12.142*16571電子商務4.432*6500報銷管理中配7.868929決策支持2*高配4.002*42357綜合管理（內部門戶/移動辦公）低配6.148571綜合管理（OA/督辦/檔案/情報/審計/法務）4.8662357D.分子公司應用建設客戶關系管理低配4.8661643產品管理低配3.794286物業及租賃管理利舊357交投公司系統建設（綜合運營及客戶管理）低配3.794929交投公司系統建設（港口作業系統）中配4.4368786小貸擔保系統建設中配4.0044500會展管理平臺中配4.0041643建開公司系統建設低配3.794929

服務器資源需求結論經過之前詳細計算，獲得硬件總需求如下：CPU：26顆內存：144GB存儲：37451GB技術選型方案技術概要在機房空間、輔助設施等進行擴容相對成本較高且施工困難的情況下，要解決有限資源與日益增長的業務需求的矛盾，就需要通過提高現有資源的利用率，降低單系統資源投入，提高單設備的負載能力實現。通過對業界相關技術的了解與比較，針對東城公司的技術解決方案為采用服務器虛擬化技術。虛擬化技術改變在以往的單服務器上直接安裝操作系統并進行應用系統等安裝，直接提供單一操作系統平臺、業務平臺使用的模式，而是利用支持硬件虛擬化的服務器硬件安裝底層虛擬機系統，在虛擬機系統之上安裝多個操作系統，將服務器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器變成幾臺甚至上百臺相互隔離的虛擬服務器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內存、磁盤、I/O等硬件變成可以動態管理的“資源池”。使用該技術避免了單一操作系統環境下布署不同應用系統可能造成的互相影響，也避免了單物理服務器僅用于單個應用系統形成的資源浪費，能夠更合理的統籌分配物理設備的資源，提高資源的利用率，簡化系統管理，實現服務器整合，讓IT對業務的變化更具適應力。技術體系架構為了更好的滿足上述要求，全球虛擬化產品領先廠商VMware公司與融合基礎架構廠商路坦力公司通力合作，共同為用戶推薦了采用VMware虛擬架構軟件的服務器虛擬架構解決方案，該方案將極大的提供服務器整合的效率，大幅度簡化了服務器群管理的復雜性，提高了整體系統的可用性，同時還明顯的減少了投資成本，具有很好的技術領先性和性價比。 + 路坦力提供的“虛擬化計算平臺”是采用內嵌企業級“存儲”的可擴展的基礎服務平臺，可以為VM提供最優化的運行環境。真正融合：無縫的將計算、存儲資源進行整合，提供真正的一體化設備；線性擴展：每次增加一個節點，實現性能、容量的線性擴展；軟件定義：基于通用的X86硬件，由軟件提供所有服務；混合資源：在單一的架構中，為企業內的所有虛擬機、云提供統一的資源調配；該方案包括VMware以下組件：VMwarevSphere企業版VMwarevCenterServer系統拓撲圖在系統建設中，對于基礎硬件設施選擇的主要考慮是可靠性、可用性，以及高性能、安全性和可管理性，還要考慮可擴展性和開放性。因此，我們強烈建議客戶方融合計算資源、存儲資源以及虛擬化平臺于一體路坦力系列產品，完美的實現正真意義上的整合的虛擬化架構。拓撲圖如下：內部邏輯架構如下：具體方案描述服務器設計按照服務器資源需求結論中得出，東城公司5年的硬件資源需求如下：CPU：26顆內存：144GB存儲：37451GB由于路坦力設備的技術特性，至少需要有3臺節點構成，為確保整體系統的高可用性和穩定性，建議采取N+1做冗余，所以選擇4臺NX-1050-64GB節點作為基礎架構。考慮到項目投資保護，我們采取首階段滿足基本架構功能和前期部分性能要求，后期根據應用的擴展和東城公司自身要求，可逐步單獨增加節點服務器的服務器設計方案。預估資源需求狀況對應的設備清單如下表：階段型號數量總資源可用資源CPU(core)內存(GB)存儲CPU(core)內存(GB)存儲TB基礎架構

（必備）NX-1050-64GB4482561600GSSD

16TBHDD161767.59二期增加

(預估)NX-6020-64GB11264800SSD

20TB4449.45三期增加

(預估)NX-6020-64GB224128800SSD

20TB88818.91總資源合計2830835.95由于自身分布式存儲的特性，總資源并不是具體可用資源。A.CPU可用資源計算公式（CPU核數-2[分布式文件系統消耗]）*節點臺數如：（12-8）*4=16B.Cache可用資源計算公式(節點內存容量-16G[分布式虛擬控制器消耗]-4G[虛擬化層預留])*節點臺數如：（64-16-4）*4=176C．存儲資源由于路坦力采用多節點分布式存儲，可以理解為網絡Raid1的模式，可用存儲基本上為硬件存儲資源的一半。具體見3.4.6軟硬件配置清單章節。存儲設計Nutanix分布式文件系統（NDFS）可以將一組節點組成一個統一的分布式存儲平臺。NDFS對于虛擬化平臺軟件而言就是一個集中存儲，與任何其他集中式存儲陣列一樣工作，且提供更為簡單便捷的存儲管理，無需像傳統集中存儲那樣再配置LUN、卷、或者Raid組。虛擬化環境中所有的IO操作都將由本地節點上的NutanixCVM接管，以提供極高的性能。下圖顯示的是Nutanix分布式系統邏輯示意圖：例如使用4個NX-1050系列節點，每臺NX-1050系列節點本地配置1塊400GBSSD磁盤、4塊1TBSATA磁盤。總共磁盤裸容量為17.6TB。按照默認數據2副本方式保存，整個集群提供的實際可用容量為8TB左右。存儲性能需求據以往經驗及用戶習慣分析，一般用戶對IO性能要求在50IOPS左右，以200個用戶計算，共需要1000IOPS。單個Nutanix節點可提供12000的IOPS，3節點集群可提供將近36000的IOPS。完全可以滿足需求。網絡設計下圖為Nutanix推薦的網絡拓撲圖：網絡設計考慮如下表：類型設計備注物理服務器之間的通訊網絡10Gb以太網雙鏈路冗余每個節點通過兩條萬兆鏈路分別連接兩臺萬兆交換機，保證網絡設備和鏈路的冗余度。Nutanix建議用戶使用萬兆網絡互聯物理節點，當發生密集的寫IO時，萬兆網絡能保證提供足夠帶寬滿足節點之間的IO同步流量。客戶端與虛擬服務器之間的通訊網絡、虛擬服務器對外服務網絡1Gb以太網雙鏈路冗余每個節點通過兩條千兆鏈路分別連接兩臺千兆交換機，保證網絡設備和鏈路的冗余度。用戶訪問桌面，或者虛擬服務器對外提供服務時，通過千兆鏈路可以實現與后端存儲流量隔離。硬件管理網絡(IPMI)100Mb以太網每個節點都有獨立的百兆鏈路，用于連接專門的管理網絡，實現管理網絡與業務網絡、存儲網絡分離。可以最大限度保證管理的靈活性和安全性。備份設計TimeStream備份是Nutanix平臺自帶的存儲層面、基于虛擬機粒度的備份恢復功能。用戶可以針對每個虛擬機設置不同的備份策略，包括備份計劃和備份保留周期，TimeStream會自動通過存儲快照方式對虛擬機進行備份。所有TimeStream的快照均是基于存儲層面的，與虛擬化層面（例如vSphere）的快照不同，存儲層面的快照不會影響虛擬機的性能，對于虛擬化軟件是完全透明的。傳統的備份方式通過網絡傳輸備份數據，需要特定的備份窗口以免影響業務正常運行。TimeStream備份可以與傳統的備份策略互補，既能保證對于重要的虛擬機進行高頻度備份又不會占用額外的網絡帶寬。例如：對于普通應用虛擬機可以使用傳統的備份方式每周進行全備，將備份數據保留在外部存儲（例如磁帶庫中）；同時使用TimeStream備份進行每天甚至每12小時的備份，數據直接保留在存儲上以便快速恢復。對于比較重要的應用虛擬機可以使用傳統備份每周全備、每天增量的方式，將備份數據保留在外部存儲（例如磁帶庫中）；同時使用TimeStream備份進行每2小時甚至每小時的備份，數據直接保留在存儲上以便快速恢復。容災規劃Nutanix容災功能，分為兩個級別：MetroDR和DR。都是基于虛擬機快照的方式將更新數據異步復制到遠程的Nutnaix集群中。MetroDR可以實現RPO接近于“零”（需要裸光纖支持），即便是標準DR也能實現RPO為1小時（基于網絡帶寬和更新數據量），滿足絕大多數異地容災的業務需求。Nutanix容災支持雙向、一對多、多對一各種不同的復制模式。并且可以通過Nutanix自帶的管理界面激活容災中心的虛擬機進行容災演練。不再需要額外繁瑣的災難恢復計劃，基于鼠標點擊即可完成容災切換。下圖顯示的是多個數據中心之間使用Nutanix容災方案的全局拓撲：使用Nutanix解決方案可以在項目初始即確定今后的容災規劃，而無需在今后專門立項重復設計整體容災架構。依據用戶規模和分支機構數量，通過簡單靈活的軟件配置，將已有分支機構的虛擬化環境遠程容災到總部數據中心，逐步形成星型的容災架構。VMware功能設計本方案中，選擇VMwarevSphere企業版和VMwarevCenterServer。其主要功能參考下圖：軟硬件清單考慮到本項目的實際情況，從投資保護的角度來考慮，我們僅提供基礎架構所需要的設備軟硬件清單，今后根據實際情況，由東城公司自行選擇增加服務器節點和VMware授權便可。根據上述需求，選擇4節點NX-1050-64GB，每節點包含CPU12核，64G內存，1*400GBSSD，4*1TBHDDs。產品和配置數量NX-1050（4個節點）1臺每節點配置：CPU：2顆6核E5-2620/2.0GHzMEM：64GBDISK：1塊400GBSSD+4塊1TBHDDNET：2個10GbE+2個1GbE+1個10/100BASE-TArista系列萬兆以太網交換機2臺Arista7050-52萬兆以太網交換機，支持52個10GBase-XSFP+端口VMware軟件費用vSphereEnterpriseEdition6CPU+1vCenter1套方案優勢從最小規模起步Nutanix集群可以從3個節點起步，并最終擴展至上百個節點。3個節點的入門包就位之后，集群能夠以一次添加一個節點的方式逐步進行擴展。給集群添加節點是一個完全動態的過程，無須停機，并可在2次點擊之后完成。Nutanix產品手冊上針對每個型號的節點都明確標注了可以容納的虛擬機數量，用戶可以以此為參考非常輕松地預測虛擬化環境的投入規模。例如，入門級產品每個節點支持15個虛擬機，最小集群規模可以支持45個虛擬機；中端產品每個節點支持100-115個虛擬機，最小集群規模可以支持300-345個虛擬機。并且Nutanix產品支持在同一集群中混合不同型號節點，使得用戶能靈活掌握并輕松規劃整個虛擬化環境的基礎架構。橫向擴展優勢Nutanix給虛擬化環境帶來的重要差異化因素之一就是，基礎設施在進行擴展時其性能仍然保持不變。在大多數傳統的存儲環境中，最佳性能僅出現在第一天，因為應用程序或工作負載越來越多，導致性能隨著時間的推移不斷下降，直至需要進行叉車式升級，采用全新的存儲陣列。下圖說明了Nutanix的橫向擴展的優勢，當集群中桌面數量從300個擴展到3000個時，應用程序的打開時間保持不變：性能優勢Nutanix解決方案在數據中心虛擬化環境中的主要優勢之一就是性能，而性能優勢是通過傳統的服務器和存儲架構實現的。在傳統的架構中，時延是因為每次訪問存儲都需要通過網絡而造成的。通過NFS和iSCSI等協議提供存儲本身沒有問題，但網絡會增加時延。Nutanix可提供NFS協議的優勢及其易用性，而通過所謂的“無網絡NFS”消除了網絡時延。Nutanix分布式文件系統直接對虛擬機進行檢測，然后將特定虛擬機的所有數據存放到本地物理服務器上。因此，虛擬機不是通過網絡、而是通過高速內部總線訪問其數據。并且所有節點標配SSD磁盤，提供極高的IOPS以滿足虛擬化環境各種類型應用需求，無論是虛擬桌面還是服務器虛擬化場景。更為重要的是，每個節點的SSD磁盤并非有每個節點單獨使用，而是在整個集群范圍內作為一個整體使用。言下之意，不會由于單個節點本地的SSD耗盡而導致其性能急劇下降。當出現這種極端情況時，節點會使用集群中其他節點的SSD空間。因為即使跨網絡訪問其他節點SSD磁盤也會比訪問本地SATA磁盤快很多。因此極端最差情況時性能也與使用傳統集中存儲架構時服務器通過網絡訪問數據的場景相當。其實不會出現這種極端情況，因為當SSD利用率超過一定閾值后，Nutanix的CVM會自動發現并將最少訪問的數據從SSD遷移到SATA上，以保證SSD有足夠容量滿足突發的IO請求。這一自動熱分層技術對虛擬化主機而言完全透明。用戶無需關心數據保存在哪里，這完全由CVM依據數據訪問頻度而自動調度。新西蘭塔拉那基（TaranakiDistrictCouncilofNewZealand）利用這種技術對傳統的服務器和存儲基礎設施進行改造，創建起了自己的虛擬化環境，極大地提高了性能。數據保護和可靠性Nutanix平臺使用復制因子（RF-ReplicationFactor）和校驗和（checksum）來保證當節點或者磁盤失效時，數據的冗余度和可用性。當數據寫入SSD時，會被“同步”復制到另1個或者2個NutanixCVM的SSD之中（依賴RF設置為2或者3），當這個操作完成之后，此次寫操作才被確認（Ack）。這樣能確保數據至少存在于2個或者3個獨立的節點上，保證數據的冗余度。所有節點都參與數據的復制操作，這樣能消除“熱點節點”，并保證線性的性能擴展。當數據被寫入時，同時計算該數據塊的校驗和，并且作為數據塊元數據中的一部分進行存儲。隨后數據塊在保證滿足RF的前提下，被“異步”推送到HDD中。當發生節點或者磁盤失效，數據塊會重新在所有節點間進行復制以滿足復制因子的設置。任何時候，讀取數據塊并同時計算其校驗和以確保數據塊有效。當數據塊檢查結果不匹配校驗和時，副本數據將會覆蓋該無效數據塊。在Nutanix分布式文件系統中（NDFS），我們使用了一些關鍵技術來確保：數據在100%時間內都是可用的（即“強一致性”），并且保證NDFS擴展到超大規模數據量時依然可靠。這就是文件系統元數據強一致性的Paxos算法。NDFS使用一種“環狀”的Key-Value結構的分布式數據庫來保存重要的元數據。為了確保元數據的可用性和冗余度，也同樣引入了復制因子（RF）。一旦一條Metadata記錄被寫或者更新后，這條記錄將同時寫到“環”中的另一個節點，然后被復制到n個其他節點（n決定與集群的大小）。集群中大多數（majority）節點必須同意才能commit一條記錄，這就是強一致性的Paxos算法。這確保了Nutanix平臺數據的“可靠性”。與傳統架構的對比使用Nutanix計算存儲融合的一體化平臺，替代了傳統的服務器加集中存儲的架構，使得整個架構更清晰簡單。下表列舉了使用Nutanix產品和傳統集中式存儲架構的對比：Nutanix計算存儲融合平臺傳統集中存儲架構性能盡可能提供本地吞吐，并使用SSD保證應用IO需求。不存在性能瓶頸隨著訪問集中存儲的服務器越來越多，性能瓶頸將日益凸顯橫向擴展可以簡單的在集群中增加節點以擴展集群規模和性能由于架構限制，無法實現橫向擴展高可用性可以通過三副本的方式容忍最多兩個節點同時故障，并且硬件故障時數據重建速度快，性能幾乎不受影響通過raid技術實現高可用性，但面對硬件故障時，性能下降嚴重。安裝配置開箱即用的部署方式，只需20分鐘即可完成安裝配置需要準備大量安裝實施前的信息收集和整理工作，并且由專人進行安裝部署，最少需要2天時間管理維護統一WEB界面管理，維護方便無需配置LUN、卷、Raid組需要專門存儲管理軟件，配置復雜。需要廠商支持。空間占用使用Nutanix架構：4臺NX-1050，包含4節點（包含服務器和存儲）總共占用空間2U使用傳統架構：4臺2路服務器至少占用4U，存儲至少需要3U總共占用空間7U耗電使用Nutanix架構：4臺NX-3050,耗電1150W電費：0.8元/千瓦時運行五年電費支出約：4萬元使用傳統架構：4臺服務器平均每臺服務器耗電800W計算，存儲耗電1500w，總共耗電4700W電費：0.8元/千瓦時運行五年電費支出約為：16萬元P2V遷移的優勢VMwarevCenterConverter可將物理機轉換為虛擬機。借助這種P2V轉換軟件，可以將基于Windows和Linux的物理機及第三方映像格式自動轉換為VMware虛擬機。對于本項目中的NC服務器及其他服務器的遷移，可以采用該工具軟件進行P2V轉換。使用轉換向導設置轉換任務，使用ConverterStandalone組件執行所有克隆任務。以下工作流程是遠程熱克隆的流程，在此流程中克隆的物理機不會停機。第一步：ConverterStandalone為轉換準備源計算機。ConverterStandalone在源計算機上安裝代理，該代理創建源卷的快照。第二步：ConverterStandalone在目標計算機上準備虛擬機。ConverterStandalone在目標計算機上創建了一個虛擬機，然后代理將源計算機中的卷復制到目標計算機中。第三步：ConverterStandalone完成轉換過程。代理會安裝所需的驅動程序來允許操作系統在虛擬機中引導，并且會對虛擬機進行自定義（例如，更改IP信息）。第四步：ConverterStandalone從源計算機卸載該代理（可選）。虛擬機準備在目標服務器上運行。附錄：Nutanix產品介紹Nutanix的發展歷程Nutanix的創始人正是創建谷歌分布式系統的那些人，該公司為企業數據中心提供云環境中常見的可擴展性、可用性、簡單性和高性能。下圖顯示了傳統數據中心與谷歌數據中心的外觀差異。大多數云提供商實施的是所謂的軟件定義數據中心。在傳統的數據中心，當管理員需要更多存儲器時，便購買存儲器；當需要更多計算能力時，便購買服務器；當需要安全性時，便購買防火墻；諸如此類。而在軟件定義數據中心，你只有服務器：當你需要更多存儲容量時，便調用存儲服務；當你需要更多計算能力時，同樣的服務器便為你調出各種應用程序；當你需要其它基礎設施服務時，便可按照自己的需要調用和停用各種服務。因此，在軟件定義數據中心，硬件不再是至關重要的組件，數據中心的所有事項均在軟件層進行控制和界定，因此能夠實現前所未有的簡便性、可擴展性和自動化。圖SEQFigure\*ARABIC1：傳統數據中心對比谷歌數據中心Nutanix架構和軟件定義存儲Nutanix將融合基礎設施、橫向擴展架構和軟件定義存儲的各種優勢結合在一起，可提供極佳的數據中心虛擬化體驗，而其成本僅為傳統服務器和存儲器的一小部分。每一臺Nutanix服務器均包含CPU、內存、網絡、SSD或閃存、以及HDD存儲功能。Nutanix存儲控制器是一臺虛擬機，運行于每臺服務器上，可將本地存儲轉換成為共享存儲。Nutanix完整集群中的所有可用存儲均作為單一的文件系統提供，稱為Nutanix分布式文件系統。圖2：Nutanix計算存儲完整架構盡管沒有專門的SAN或NAS，Nutanix仍然能夠無縫提供高可用性、DRS和容錯等企業虛擬化功能。為了將性能最大化，Nutanix存儲控制器將特定虛擬機的所有數據保存在同一服務器上，從而將時延最小化，而將SSD閃存的優勢最大化。圖3：Nutanix軟件定義型存儲控制器Nutanix與傳統架