VMware虚拟化项目设计实施方案.docx

VMware 虚拟化工程设计方案 V- 日期：2键入文档标题VMware效劳器虚拟化平台设计方案卓越运维北京科技3键入文档标题目录工程需求及目标61.1 主机运维治理现状61.1.1 根底设施简洁，现有硬件资源铺张61.1.2 单点故障多，效劳保障水平较低61.1.3 应用环境简洁，系统存在严峻安全隐患71.1.4 软硬件资源安排不合理71.1.5 整体本钱TCO高71.1.6 应用系统软硬件兼容性差71.2 工程建设目标81.3 方案实施目标：8VMware 虚拟化平台10改造后拓扑图10虚拟化平台建设工程系统技术架构11虚拟化平台系统功能架构122.3.1 ESXi网络具体设计12存储划分原则13使用 VMware 虚拟化软件可实现功能15使用多路径策略15使用 VMotion 技术15卓越运维北京科技4键入文档标题建立 CLUSTER，使用 HA 功能15建立 CLUSTER，使用 DRS 功能16VMware FT 取代 MSCS16使用虚拟机克隆技术17虚拟机的 snapshot 的使用17查看图表17工程实施后展望19VMware vSphere5.0 根本功能介绍20卓越运维北京科技5键入文档标题工程需求及目标1.1 主机运维治理现状在近几年内IT建设来取得了重大进展，IT根底设施建设不断完善，各种电子业务信息系统承载上线运行，企业信息资源逐步积存充实。极大地提高了业务治理和办公效率。但是在不断递进的建设中，随着IT根底设施的日益完善和简洁，系统运维保障要求也越来越高。伴随系统规模增长，系统运维效劳保障力气降低是其中比较突出的一个问题大。量生业务 应用系统部署在X86 PC Server平台上。这就使大量的应用系统运行在不同品X牌86架构效劳器上不同操作系统的应用，这些应用种类繁杂、部署分散。如此数量的分散部署效劳器，将会造成众 多问题，主要表现如下：1.1.1 根底设施简洁，现有硬件资源铺张随着信息化进程的不断深入，信息化应用和效劳器的数目不断上升由。于前期建设中缺乏系 统的规划，机房中堆满了不同时期选购的不同的根底设施由。于系统状况简洁，所以很难实现统 一自动化治理。目前主要治理以手工治理为主，治理、维护的工作量格外大。数量太多难以治理， 效劳器和应用的部署时间长，大大降低效劳器重建和应用加载时间需，要大量的IT技术支持人 员。硬件维护需要数天/周的变更治理预备和数小时的维护窗口。同时依据客户前期数据沟通， 企业内现有效劳器中CPU硬件资源利用率最高为50%，而更多的效劳器CPU利用率仅为15%左右。另外内存的利用率大多数效劳器均低于20%。因此造成物理效劳器的硬件资源大量闲置。1.1.2 单点故障多，效劳保障水平较低目前各项应用系统往往承受单独的效劳器部署一，旦效劳器消灭问题就会导致应用瘫痪而。且每台效劳器的利用率都不高，效劳器数量较多，因此故障节点比较多，治理员疲于安装、检修 等治理工作，但照旧无法避开宕机时间的不断加长而；且消灭问题后恢复时间较长，也导致效劳保障水平不断降低，用户满足度不断下降，严峻影响了各项应用系统的的正常开展系。统维护和卓越运维北京科技6键入文档标题升级或者扩容时候需要停机进展，造成应用中断。可用性低，大量分散部署的效劳器难以实现有效的高可用性。1.1.3 应用环境简洁，系统存在严峻安全隐患由于应用需求差异化，各项系统的开发人员水平不全都且承受的开发环境各异权，限配置要 求简洁，而且配置工作均为手工完成且各治理人员执行安全标准不同容，易造成安全隐患。从而 导致效劳器易受攻击，轻则无法连续运行效劳，重则导致数据被攻击者清空造成无法估量的损失1.1.4 软硬件资源安排不合理IT业务进展稳步推动带来用户急剧增加以及信息系统的快速进展，使得效劳器资源突现紧急。各种应用对现有效劳器资源产生了巨大压力同，时大量独立效劳器由于利用率低而造成了资 源闲置，但又无法投入其他应用。1.1.5 整体本钱TCO高包括硬件本钱较高和运营和维护本钱高包，括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力本钱等。1.1.6 应用系统软硬件兼容性差系统和应用迁移到的硬件需要和旧系统兼容的系统特，别是已经使用很长时间的应用很难或者是无法迁移到的效劳器硬件平台上。为了更好的解决上述传统物理效劳器部署应用方式所造成的弊端并，支持企业内现有IT根底 环境优化，因此急需建设一套成熟、完善、高效的X86架构主机治理系统-效劳器虚拟架构解决方案来解决以上问题。卓越运维北京科技7键入文档标题1.2 工程建设目标VMware效劳器虚拟化建设的总体目标是：通过虚拟化软件，将硬件资源共享成资源池， 按需安排资源，动态调度资源，以合理利用冗余的硬件资源，节约效劳器选购数量，保障应用运行的稳定性和数据的安全性。通过建设一套成熟、完善、高效的X86主机治理系统，对现有效劳器资源进展整合，对将来效劳器资源进展合理规划，提高效劳器整合的效率，大幅度简化了效劳器群治理的简洁性，提高了整体系统的可用性，同时还明显的削减了投资本钱，具有很好的技术领先性和性价比。实现以下目标：(1) 改善根底设施的治理方式，极大降低治理工作量，节约效劳器治理、维护本钱。(2) 降低单点故障，增加了数据安全性和灾难恢复力气，提高效劳保障水平；(3) 降低各项应用系统治理简洁性，削减系统安全漏洞，缩短宕机时间；(4) 缓解因效劳器资源利用率不高而导致的整体资源紧急问题；(5) 机房整体本钱节约，包括：机房空间、空调、电力、人员治理本钱等(6) 提高运营效率(7) 提高效劳水平(8) 旧系统的投资保护(9) 整合 IT 根底效劳器(10) 整合重要应用效劳器(11) 基于虚拟机的集群冗余简化(12) 不依靠原始硬件的数据恢复(13) 故障转移效劳器的整合和自动化(14) 在同一物理硬件上运行多种操作系统1.3 方案实施目标：本次工程将建设一个符合应用三层构造表现层、中间件、数据库的虚拟化平台，重点包括效劳器、网络、存储等设备的虚拟化整合策略及安全、网络和备份等的设计策略。 将卓越运维北京科技8键入文档标题数假设干业务系统运行在VMware虚拟化平台之上，并供给将来几年内业务扩展的资源需求。使用VMware vSphere企业版供给的HA高可用性、vMotion在线迁移、DRS动态资源调度等高级功能为这些业务在部署到虚拟化平台后消退打算内业务停机时间，并最大限度地 削减打算外业务停机时间。通过VMware 网络nic teaming、存储多路径策略保证从物理链路角度避开单点故障隐患。结合vCenter治理中心为虚拟机供给ESXi效劳器及虚拟机统一化治理、精简部署、性能监控、报警提示等诸多功能。卓越运维北京科技9键入文档标题VMware 虚拟化平台改造后拓扑图注：一个 vCenter Server 实例可治理多台 VMware ESXi Server 主机。主要的组件有：Ø ESXi Server 效劳器主机群 ESX Server 供给一个虚拟化层，收集物理主机的处理器、内存、存储器及网络资源，并将其安排至多台虚拟机。您可以使用 ESX Server 运行和配置虚拟机、安装操作系统以及运行应用程序。Ø vCenter Server 此效劳器安装于 Windows 计算机上，可集中治理VMware ESX Server 主机。vCenter Server 允许使用 VMware vSphere 的高级功能， 如 VMware High Availability (HA 高可用性)、Fault ToleranceFT 容错 和VMotion动态迁移。卓越运维北京科技10键入文档标题VI Client VI Client 安装在 Windows 计算机上，它是用于 VMware vSphere 的主要用户界面。VI Client 有两个功能：运行虚拟机的把握台。vCenter 主机和 ESX Server 主机的治理界面。虚拟化平台建设工程系统技术架构依据VMware虚拟化工程需求及目标，结合其他工程虚拟化平台实施阅历并，考虑到现有效劳 器的状况，建议承受2-3台4颗CPU 、64GB内存、4块千兆网卡的效劳器安装VMware的企业版ESXi 5 虚拟化软件，每台主机配置两块HBA卡，连接共享存储，形成存储冗余链路，防止存储单点故障。配置一台windows效劳器可使用虚拟机，安装VMware治理效劳器vCenter，创立生产环境的群集，设定为共享的资源池，按需安排资源，动态调度资源，用于运行生产环境的虚拟机，保证业 务的连续性。在整体构造中，物理效劳器都将安装和配置VMware第五代虚拟架构套件-vSphere企业版软件，利用物理效劳器强大的处理力气，生成多个虚拟效劳器，每一个虚拟效劳器，从功能、性能 和操作方式上，等同于传统的单台物理效劳器，在每个虚拟效劳器上，再安装配置或直接迁移应用类操作系统，进而直接应用其上的应用软件，实现当前办公类应用的整体虚拟。化为确保网络的安全性，建议每台物理效劳器上配4置块以上千兆物理网卡，承受网络冗余的 部署，主机的每两块物理网卡做nic teaming，做nic teaming的2块网卡分别连接到冗余的两个网络交换机上，其中一条链路消灭故障对应用无影响。本方案承受了SAN构造的集中存储，建 议每台物理效劳器上配置2块HBA卡，每块HBA卡分别连接两个光纤交换机上，保证有一条光纤链路故障后，另一条光纤链路正常使用。由VMware虚拟架构套件生产出来的虚拟机封装文件都存放在SAN存储阵列上。通过共享的SAN存储架构，可以最大化的发挥虚拟架构的优势，进展在线地迁 移正在运行的虚拟机，进展动态的资源治理，以及假设有单台的物理效劳器故障，其它的物理服 务器可以马上接收其上运行的操作系统。卓越运维北京科技11键入文档标题推举配置数量CPU：2 CPU内存：16G；硬盘：6 x 600GB15KSAS；2-3类型设备名称虚拟化根底效劳器硬件存储光纤适配卡：双口FC HBA卡。电源：双电源。FC SAN 架构1-2FC SAN光纤交换机 8G光纤存储交换机依据客户环境/可选1千兆以太网交换机vSphere软件软件1000M交换机依据客户环境/可选1ESXi+vCenter4+1操作系统虚拟化平台系统功能架构1Windows Server 2023 R22.3.1 ESXi网络具体设计VMPort GroupsVMVLAN2vmnic1VMVLAN1vmnic4VMvSwitch1ESX HostService consolevmnic0VMkernel: VMotionvSwitch0vmnic3网络连接示意图卓越运维北京科技12键入文档标题网络环境建议为1000M网络或者以上带宽. 物理效劳器配置4块网卡,分别做如下使用:vmnic0和vmnic2:nic teaming绑定连接到 vSwitch0,在vSwitch0上设置治理网端口组和Vmotion端口组.vmnic1和vmnic3:nic teaming绑定连接到vSwitch1,在vSwitch1上设置虚拟机端口组,虚拟机端口组即虚拟机配置网络的接入选项.由于虚拟机网络为生产网络,建议承受双交换机冗余网络.网卡编号用途网卡类型IP地址vmnic0/vmnic2SC、Vmotion网络1000建立SC治理端口组,配置治理ip.建立vmotion网络端口组,配置私有做NIC TeamingMbpsipvmnic1/vmnic3VM做NIC Teaming1000Mbps建立VM对外进展通信的网络存储划分原则卓越运维北京科技13键入文档标题存储拓扑图考虑到现有业务应用中一局部为对存储读写I/O性能要求较高的数据库业务，因此建议客户选择光纤存储，依据虚拟机的需求进展存储规划，实现虚拟化以后，效劳器的本地硬盘需求量减 少，可考虑将节约下来的磁盘部署到光纤存储容，量缺乏的局部购硬盘来补充，为了更好运行 这些业务虚拟机，建议客户预留10%-20%额外空间用于存放虚拟机交换文件使用。ESX效劳器使用两块的HBA卡，通过光纤网络连接到存储的两个存储处理器下。面是在vmware 中存储配置的留意事项：Ø 多台ESX构成一个cluster，为了ESX 级别的HA 和虚拟机的Vmotion，cluster内的全部ESX 效劳器必需共享全部的LUN 存储，建议在LUN 上划分VMFS 的文件系统供虚拟机使用， VMFS是群集文件系统，一个VMFS 支持多台ESX 同时进展读写。Ø 各个VM 以磁盘文件方式存储在VMFS 的文件系统上。Ø VMFS 文件系统的容量缺乏的时候，可以通过扩展LUN 增加VMFS 的容量，但尽量不使用LUN 扩展技术，即保持一个LUN 上划分一个VMFS。Ø 一个LUN上建议创立的VM 不多于16 个，防止VMFS的磁盘卷锁工作过于频繁。Ø LUN 不宜过小，由于划分VMFS 时，至少500M 的LUN 空间作为metadata存储空间，而当LUN 较大时，该预留空间也根本不会增大。Ø LUN 空间的划分时，要为虚拟机快照预留出一局部空间，虚拟机的在线备份是要依靠于快照技术的。如不频繁使用快照，且虚拟机不会带快照运行很长时间，一般预留20%以下即可。注：以上效劳器建议配置凭借诸多工程阅历结论：根本可满1足5-20台虚拟机日常运行工作(该虚拟机个数为阅历估值，每台宿主机上能够运行虚拟机个数主要依据宿主机配置及虚拟机上业务应用占用硬件资源有关)。每一台虚拟机可以视同为传统意义的物理效劳器运行一个相关应 用如：邮件系统、ERP、网站等应用,从而大大提高物理效劳器硬件资源的使用率。卓越运维北京科技14键入文档标题使用 VMware 虚拟化软件可实现功能使用多路径策略VMware的VC 效劳和 ESXi 效劳器支持网络和存储的冗余。本方案中虚拟机的生产网络都实行双路冗余。这样保证某条路径消灭故障时，另一条路径可自动接收过来。实现物理链路冗余及 负载均衡的工作。使用 VMotion 技术VMotion 技术使可以智能的治理效劳器的工作负载V。Motion 允许系统治理员将正在运行的虚拟机迁移到不同的物理效劳器。通过迁移虚拟机可以对物理效劳器维护实现零宕机如对物理效劳器进展日常维护、添加物理CPU、内存等硬件设备，以至物理硬件上运行的应用无中断效劳。用vmotion实现虚拟机迁移建立 CLUSTER，使用 HA 功能使用 VMware HA 实现经济高效、独立于硬件和操作系统的应用程序可用性。保证了硬件效劳器消灭故障，运行在物理效劳器上的应用虚拟机自动迁移到其E他SXi主机之上。保证当物理服 务器消灭意外宕机状况时，应用虚拟机上的业务很多据中断卓越运维北京科技15键入文档标题建立 CLUSTER，使用 DRS 功能使用VMware DRS将可用资源与预定义的业务优先事务协调起来，同时使用VMware分布式资源调度程序优化劳动力密集型和资源密集型操作。VMware FT 取代 MSCSVMware 容错 (FT) 使全部虚拟机在患病效劳器硬件故障时可以做到不停机、数据不丧失可用性。对特定虚拟机启用FT 可使该虚拟机的另一个副本在另一个ESX 主机上以 lockstep 同卓越运维北京科技16键入文档标题步模式运行。此设置可以在两个虚拟机之间进展瞬时的状态故障切换并，消退因任意一个主机上硬件故障所引起的效劳中断。使用虚拟机克隆技术可以创立一个虚拟的模版，为了虚拟机部署被作为一种打算内的灾难恢复策略这。样当虚拟机本身的系统消灭故障时如病毒侵袭使操作系统瘫痪，可以把模版快速的转化成虚拟机，从灾难中恢复过来。能够快速部署虚拟机使虚拟的宕机时间最小化或者根本的避开使。用虚拟机模版快速重建虚拟机。虚拟机的 snapshot 的使用为虚拟机做快照，防止虚拟机在布置应用后消灭不稳定状况在，部署应用前先为虚拟机做快照，假设应用部署不成功的话，可以快速将虚拟机恢复到快照前状态。查看图表假设干图表视图是预先配置的。图表视图 是定义图表所显示数据的设置集合可。以定制预先配置的视图的设置，或者创立全的视图。图表以线图或堆栈图的方式显示数据堆。栈图仅限于显示关于一个衡量指标的数据，但可以为多个清单对象绘制关于该衡量指标的数据。查看性能图表：图1 VI Client 显示虚拟机的 性能 (Performance)选项卡。卓越运维北京科技17键入文档标题从菜单中选择一个选项以查看不同的图表。预先配置的图表包括：Ø CPU 以 MHz 为单位显示所选清单对象的CPU 使用状况。对于群集、资源池、主机和虚拟机可用。Ø 内存 (Memory) 显示安排给所选清单对象的内存量对。于群集、资源池、主机和虚拟机可用。Ø 磁盘 (Disk) 显示所选清单对象的存储性能聚合统计信息对。于主机和虚拟机可用。Ø 网络 (Network) 显示所选清单对象的网络性能聚合统计信息。对于主机和虚拟机可用。Ø 系统 (System) 对于主机和虚拟机可用。Ø 群集效劳 (Cluster Services) 对于 DRS/HA 群集以及属于 DRS 群集的主机可用。卓越运维北京科技18键入文档标题工程实施后展望依据虚拟化平台建设组成分析，VMware提出将原有“业务需求推动效劳器选购”的原则，转变为“资源需 求推动虚拟化平台选购”的原则。因此效劳器整合后的资源利用而且能在后期资源空闲状况下连续部署的应 用于虚拟化平台之上，建议ESXi效劳器硬件资源利用到70%左右再进展效劳器及VMware产品的购置。随着业务不断的增加迁移到虚拟化平台的现有应用也会逐步增加，使虚拟化群集中ES的Xi主机硬件资源充分利用，同时也会造成资源紧急的状况消灭。因此衍生出在二期虚拟化工程规划ES购Xi主机是否可以与一期的虚拟化平台完善的结合。VMware虚拟化平台只需要在购效劳器上部署VMware 虚拟化层后，即可将部署了虚拟化层的ESXi主机添加到原有群集内，从而将原有资源池中的CPU、内存等硬件资源完成扩容工作。本工程完成后对将来使用将有如下优势：l 易于搬迁虚拟化架构完成后，全部虚拟效劳器都运行在几台主机及存储上大，大简化IT 根底架构规模，因此在搬迁过程中，只需要将存储阵列以及几台硬件效劳器进展安全搬迁即可。l 简化灾备架构及部署本次虚拟化架构健身完成后，将数据中心完全虚拟化，因此可以使V用Mware Site Recovery Manage自r 动 建立备份站点，实现实时同步的灾备功能。SRM建立本分站点过程部署实施相对于传统数据中心灾备的实施更加简洁简洁，可以在很短时间完成整个数据中心的备份站点实施。l 大大降低TCO密级：319键入文档标题通过效劳器整合，把握和削减物理效劳器的数量，明显提高每个物理效劳器及CP其U的资源利用率， 从而降低硬件本钱。降低运营和维护本钱，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力本钱等。l 提高运营效率加快效劳器和应用的部署，大大降低效劳器重建和应用加载时间。主动地提前规划资源增长，这样对客户和应用的需求响应快速，不需要象以前那样，需要长时间的选购流 程，然后进展尝试。不需要象以前那样，硬件维护需要数天/周的变更治理预备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进展快速的硬件维护和升级。l 提高效劳水平帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应。将全部效劳器作为大的资源统一进展治理，并按需进展资源调配。l 旧硬件和操作系统的投资保护不再担忧旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。lVMware vSphere5.0 根本功能介绍VMware vSphere是业内第一个云操作系统，它充分利用虚拟化功能来转换数据中心，从而大幅度简化了云计算根底构造。借助 VMwarevSphere，IT 组织可以通过内外部资源，安全而低风险地交付灵敏牢靠的一代IT效劳。VMware vSphere以 VMware Infrastructure平台成熟的强大功能为依托，用户超过130,000 人，极大地降低了资金和运营本钱，并增加了对交付IT 效劳的掌控力，同时保持了一贯的灵敏性，可以选择任何类型的操作系统、应用程序和硬件。Ø 32 路虚拟 SMP ESX5.0支持虚拟机含有32 个虚拟 CPU，从而可以在 VMware ESX平台上运行更大型的 CPU 密集型工作负载。还可以向虚拟机指派1 到 32 之间任意整数个虚拟CPU。Ø 1TB RAM - 最多可向 ESX5.0虚拟机指派 1TB RAM。密级：320键入文档标题Ø 1TB 主机内存 - ESX5.0支持装备多达 1TB 的 RAM 的系统。Ø 容错 - VMware 容错 (FT) 使全部虚拟机在患病效劳器硬件故障时可以做到不停机、数据不丧失可用性。对特定虚拟机启用FT 可使该虚拟机的另一个副本在另一个ESX 主机上以 lockstep同步模式运行。此设置可以在两个虚拟机之间进展瞬时的状态故障切换并，消退因任意一个主机上硬件故障所引起的效劳中断。Ø 更广泛的设备掩盖范围 - vSphere 5.0支持与客户端连接的USB 设备 ,USB 3.0 设备 , 用于虚拟机把握台访问的智能卡读卡器Ø 存储DRS -通过使用 Storage vMotion供给存储维护模式和存储负载平衡空间或性能密级：321