双活数据中心方案.doc
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1、精品文档,仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除2016年9月上海恒巍信息科技有限公司多链路/双活数据中心建设解决方案XX平台数据中心设计文档版本:修订内容修订日期修订人v 1.0目录目录31总述51.1XX平台双活数据中心建设需求51.1.1目前平台架构存在的问题51.1.2XX平台数据中心目标架构62XX平台数据中心设计62.1私有云设计概述62.1.1服务器虚拟化应用72.1.2VDI桌面虚拟化应用82.1.3网络服务虚拟化应用112.1.4计算资源需求122.2存储规划设计132.2.1数据的安全性和系统的高可靠性132.2.2系统的高性能142.2.3系统的可扩展性/可扩充性142.
2、2.4系统的多平台支撑能力142.2.5灵活性和系统管理的简单性142.2.6存储的虚拟化152.2.7存储容量规划152.3跨数据中心网络设计162.3.1流量调度162.3.2业务连续性172.3.3健康状态检查172.3.4故障切换182.3.5业务优化加速203应用服务控制与负载均衡设计203.1功能介绍203.2应用优化与应用交付设计213.3XX平台数据中心应用优化方案223.3.1应用优化223.3.2数据库应用优化234数据中心安全设计244.1网络准入控制244.2VDI虚拟桌面安全管理254.3智能的监控、分析和威胁响应255数据中心运维保障体系建设265.1运维监控系统建
3、设方案265.2监控管理275.2.1网络监控285.2.2服务器监控295.2.3应用监控295.2.4数据库监控296采购需求306.1硬件部分306.2软件部分316.3实施部分321 总述1.1 XX平台双活数据中心建设需求1.1.1 目前平台架构存在的问题XX平台目前数据中心托管在某IDC机房,由于机房提供的单链路网络较不稳定,应用层面目前也没有做负载均衡和、冗余与容灾设计,网站存在多处单点故障风险。数据中心的各项服务均不能满足724小时的无故障运行,无法支撑与保障业务连续运行。因此而造成应用程序性能较低,故障率高的影响。随着各类业务应用对IT需求的深入发展,业务部门对资源的需求正以
4、几何级数增长,传统的IT基础架构方式给运营人员和未来业务的扩展带来巨大挑战。具体而言存在如下问题:l 资源利用率低:传统架构方式容易造成底层资源之间的竞争,普遍的现象就是忙的设备不堪重负,闲的设备资源又空闲更多,二者相互之间又无法借用和共用,反而互相干扰,没有充分发挥服务器和网络设备的性能,以至于影响了程序本身的性能,造成网站与移动应用体验不佳。l 扩展性差:现有架构都各自独立不能纵向与横向扩展,无法满足业务的弹性扩展,如在业务峰值时,弹性的扩充资源。并且在高峰过后,归还该扩展的资源。l 架构传统无法满足业务高可用性:XX平台主要运营的是互联网业务,传统的网络与服务器架构模型无法满足互联网应用
5、,高并发、高吞吐、大数据增长的业务模式,无法满足跨数据中心级别的冗余与容灾。l 运维管理难:没有建立集中式的运维体系,缺乏立体式的多层监控。碰到故障时难以第一直接发现故障原因。缺少自动化的性能分析、优化工具与方法1.1.2 XX平台数据中心目标架构XX平台多活数据中心的建设模式采用“分应用主备模型”。两个数据中心的应用根据业务不同来划分主从对外提供服务,两个数据中心都处于活动状态,都能独立工作且互为备份。两个数据中心之间通过稳定、低延时的私有专线连接实现数据与配置的同步。本案中所有互联网应用服务器都以生产数据中心为主,办公数据中心作为备份,当生产数据中心故障或者网络中断时,办公数据中心有能力接
6、管用户访问,对外提供服务;而虚拟桌面和其他办公应用则主要建立在办公数据中心,一旦数据中心故障,呼叫中心的用户可以访问到数据中心的备用系统。两个数据中心之间通过专线进行互联,“分应用主备模型”的双活数据中心可充分盘活企业闲置资源,保证业务的连续性,帮助用户接入最优节点,提高用户访问体验。见参考图1:生产数据中心 生产数据中心1 办公数据中心生产数据中心2应用B备份系统应用A应用A备份系统应用B应用A访问应用B访问Clients图12 XX平台数据中心设计2.1 私有云设计概述XX平台设计的目标是建立一套可扩展与伸缩,稳定高效的私有云,建立私有云可以使上层业务应用仅仅根据自己所需的计算资源占用要求
7、来对CPU、内存、I/O等实现自由调度,而无须考虑该应用所在的物理关联和位置。业务应用运行所依赖的物理计算环境通过网络实现连接,互连CPU和内存,实现真正意义上彻底的实现服务私有云化。2.1.1 服务器虚拟化应用为了使服务器资源能够集成在一起,形成私有云,统一对外提供计算服务,必需部署软件的虚拟化系统来整合成云,本案采用VMware vSphere产品来搭建服务器虚拟化与桌面虚拟化,形成统一底层架构平台。因此在私有云数据中心内,服务器虚拟化软件平台是该系统最为核心的组成内容。虚拟化软件平台分为虚拟化业务平台和管理平台两个部分,业务平台部署在物理服务器计算资源上,实现计算资源一虚多的虚拟化业务需
8、求;而管理平台则通常会部署在统一管理平台组件内部,对业务平台所在物理服务器计算资源进行统一调度部署。服务器虚拟化平台主要提供分区、隔离、封装和迁移4个关键特性。分区:在单一物理服务器上同时运行多个虚拟机。隔离:在同一服务器上的虚拟机之间相互隔离。封装:整个虚拟机都保存在文件中,而且可以通过移动和复制这些文件的方式来移动和复制该虚拟机。迁移:运行中的VM可实现动态迁移到不同物理机的虚拟平台上。设计原则:l 灵活性:通过封装 vCenter 服务器为虚拟机, vCenter 可以方便地从一台 ESX 主机迁移到另一台 ESX 主机,满足硬件设备维护需要。l 快照:虚拟机快照能够被备份和归档利用,当
9、需要为 VCMS 打补丁和升级时实现最小恢复时间。l 高可用性( HA):利用这种虚拟化架构平台的高可用性级别的功能去确保任意时间内管理功能的可用性。本次项目主要组件: vCenter Server 1 台 vCenter 服务器安装在虚拟机上,数据库安装在外部的数据库服务器上 数据库高可用 项目中一共有 2 个数据库需求: 1 台 vCenter 服务器, 1 台事件服务器。 需要搭建数据库高可用环境,数据库搭建MirrorESXi 主机 支持所有的虚拟服务器和虚拟桌面,数据中心3台 Dell R730服务器 vSphere HA 互联网业务所有的虚拟机都放置在同一个 HA 中,每个应用群集
10、各自为一个 HA,虚拟桌面业务所有虚拟机防止在另一个HA中,能做到故障切换组件说明: vSphere VMware - 提供强大的服务器虚拟化功能,平台稳定,性能可靠 vCenter - 集中管理工具,集中管理 vSphere ESXi,提供高可用性功能VMware vCenter 服务器将被安装到一台专用的虚拟机上,并且该 vCenter 虚拟机的克隆作为冷备恢复可用性方案。当出现 vCenter 虚拟机操作系统级或应用软件级别的故障时,使用冷备虚拟机进行最新数据的数据库恢复,从而实现 vCenter 服务器高可用性方案。2.1.2 VDI桌面虚拟化应用在建立的私有云构建为XX平台搭建虚拟桌
11、面以提高办公效率,降低TCO。为了保持平台的一致性与可扩展性,本案采用Vmware Horizon View结合瘦客户机来实现虚拟桌面环境搭建。本次项目主要组件 vSphere For Desktop View Manager组件说明:vSphere VMware - 提供强大的服务器虚拟化功能,平台稳定,性能可靠View Manager - 是企业级虚拟桌面管理器,是 VMware View 的关键组件。 IT 管理员使用VMware View Manager 作为中心控制点,支持最终用户安全灵活地访问其虚 拟桌面和应用程序,并利用与 VMware vSphere 之间的紧密集成,帮助用户以
12、安全托管服务形式交付桌面。 VMware View Manager 具有极强的可扩展性和可靠性,它使用基于 Web 的直观管理界面创建和更新桌面映像、管理用户数据、实施全球策略等,从而同时代理和监控数以万计的虚拟桌面。View Manager 组件:o VMware View Connection Server 管理对虚拟桌面的安全访问,与o VMware View Agent 提供会话管理和单点登录功能o VMware View Client 支持 PC 和瘦客户端上的最终用户通过 VMwareView Connection Server 连接到虚拟桌面使用。o View Client wi
13、th Local Mode,即使网络发生中断也可以访问虚拟桌面,不会影响 IT 策略的实施。o VMware View Administrator 允许管理员进行配置设置、管理虚拟桌面和设置桌面的权限以及分配应用程序虚拟化桌面的优势:VMware桌面虚拟化解决方案可以在以下方面大大降低我们的桌面管理成本:将用户的操作系统集中运行在数据中心,并对其进行统一的管理及维护,大大降低了IT管理人员的运维成本图2加快了系统部署的时间,管理员可以在数分钟内部署用户桌面将交将使用。使用VMware独有的Composer功能,可以将整个企业的桌面系统进行单实例的管理及维护。同时大大降低了对后端存储扩容的压力。
14、应用,系统补丁的安装、管理、升级等,也只需要操作一次,即可以让所有用户进行使用。延长用户桌面PC使用寿命,降低桌面更新的采购成本,维护桌面的费用大大降低。更灵活快捷的服务业务,如果新添加用户,只要硬件资源仍然充足,可以通过简单的配置,在一分钟只能为用户提供出一台桌面系统,而无需传统的复杂的桌面准备工作,而只需要一台统一的简单的终端设备,就可以让用户访问。提供高可扩展性,在架构设计合理和硬件充足的前提下,可以快速的将桌面交付用户;当硬件不足的情况下,只需要将新的物理服务器加入VMware的资源池中即可。因为在桌面虚拟化环境的边缘很少发生计算执行过程,所以计算体系结构对终端设备处理能力的依赖性降低
15、。这为 IT 人员创造了一个大幅降低终端硬件成本的机会。他们可以将现有 PC 作为虚拟桌面终端设备重新加以利用,从而延长现有 PC 的生命周期,或者使用瘦客户端设备代替老化的 PC,这种瘦客户端设备的生命周期通常是标准 PC 的两倍。以更少的资源、时间和资金完成更多任务。通过将桌面基础架构集中到 VMware View,IT 人员可以跨桌面映像和应用程序的整个生命周期对其进行调配、维护和监控,不仅更加快捷轻松,而且可以降低成本。通过减少支持来电次数和终端用户停机时间,提高了整个工作场所的工作效率。2.1.3 网络服务虚拟化应用传统网络是不具备虚拟机意识的,即在网络上传递的信息是无法区别它是来自
16、于哪个虚拟机,也无法在网络上根据虚拟机来提供相应的网络服务,当虚拟机迁移,也没有相应的网络跟踪手段保证服务的全局一致性。通过DistributedvSwitches(vDS或vNDS)支持一个交换机在多个宿主上配置使用。具有相同配置的vSwitch必须在每一个宿主上创建,以便支持如VMotion的特性。当一个VM从一个宿主移动到另一个宿主时,它需要发现另一个宿主的网络名称和相同的配置才能建立连接。在每一个宿主上配置每一个vSwitch是非常费时的过程,而如果并非所有配置都一样的,通常就会出现VMotion兼容问题。图3vDS与标准交换机非常相似,但是标准vSwitch是在每一个宿主上单独配置,
17、而vDS是使用vCenterServer进行集中配置。每个vCenterServer最多有16个vDS,每个vDS最多可以连接64个宿主。vDS通过vCenterServer创建和维护,但是它们的运行并不依赖于服务器。如果vCenterServer变得不可用,vDS不会丢失它们的配置。当一个vDS在vCenterServer中创建时,每一个宿主上会创建一个隐藏的vSwitch与vDS连接,它位于本地VMFS卷的名为.dvsData的文件夹中。2.1.4 计算资源需求根据不同类型的用户分配不同的虚拟内存和 CPU,通常情况下数据库服务器 对CPU和内存的要求比较高,资源的占用率大,数据库服务器启
18、动或者业务高峰对计算资源是极大的挑战,分配8vCPU和16G内存应用与代理服务器 分别使用4vCPU结合8G与4G内存组成分布式高性能群集虚拟桌面 用户对于运算资源的需求相对比较低。一般情况下有播放 720p 视频需求, Windows7 64bit 的用户我们建议使用2vCPUs虚拟化资源类型VDI桌面应用服务器A应用服务器B数据库服务器RAM3GB8G4G16GCPU2vCPUs4vCPU2vCPU8vCPU交付VM数量3015154小计(RAM)90906064本案需要部署3台DELL R720服务器, 每台配备2颗E5-2620v3服务器CPU,至少需要284内存。为了保证硬件一致性与
19、宿主机的稳定,取整采购288G( 16G单根内存), 其中生产环境采购192G, 办公环境补充96G内存,以整体满足本次项目中跨数据中心容灾及可迅速弹性扩展的计算资源要求。2.2 存储规划设计2.2.1 数据的安全性和系统的高可靠性本系统负责完成对业务系统的支持,对系统的高可靠性有着很高的要求。作为该系统核心的存储平台的高可靠性则更是重中之重。由于采用了集中存储的方案,所有的信息存储,信息管理及信息共享均集中存储于统一的平台之上,存储平台的任何故障会造成巨大的影响。因此存储平台的数据安全性和系统高可靠性尤为重要。另外本案存储的架构充分考虑到了跨数据中心级别的容灾迁移,企业关键核心将在业务空闲时
20、段进行跨站点的数据备份,以满足容灾需要图42.2.2 系统的高性能存储系统要存储大量的在线数据信息,支持更多服务器的在线业务并发写要求。由于总的数据量会很大,如何在这么大数据量情况下满足这么多客户机的并发访问,整个存储系统的性能也是一个非常关键的要求。而且考虑到将来业务的增长,数据量还会持续增加,客户机的数量也会继续增加,系统的性能还应能很好的适应未来的扩充和扩展的需要2.2.3 系统的可扩展性/可扩充性作为集中存储的基本要求,存储系统应能支持巨大的存储容量,可以集中存储不同平台的企业数据,从而使企业在保留分布式处理好处的同时实现核心信息的集中存储和集中管理。随着时间的推移、技术的发展以及环境
21、的变化,业务系统的数据量会飞速增长,许多新业务系统会不断产生,因此对存储系统的可扩展性有很高要求。尽管我们在本方案中已经充分考虑了系统存储容量空间的预留,但随着业务的发展,对存储系统的可扩展性要求仍将非常迫切。这主要表现在对存储系统容量的平滑扩充以及对新的主机(HOST)系统的平滑连接,以尽量减少对已有正常业务的影响。2.2.4 系统的多平台支撑能力本系统是一个多层的体系结构,在集中的存储平台之上要为数据库服务器,应用服务器和其他服务器提供统一的存储方案。这不可避免的涉及到存储系统的多平台支持能力。作为应用服务器可能会采用Linux服务器,作为其它服务器可能会采用的是Windows等。作为集中
22、存储的基本要求,存储系统必须能够同时连接不同的服务器平台,以满足数据集中的需要。2.2.5 灵活性和系统管理的简单性由于存储系统的数据量非常大,如何有效的管理大量的数据,包括数据备份/恢复,都对存储系统的管理提出了巨大的挑战。系统管理人员需要有高效的方法实现全面的存储系统监控,包括实时数据性能监视、错误监测、错误状态识别等等。另外作为集中的存储平台,由于前端需要连接的服务器数量很多,如何在多个服务器平台之间对容量进行灵活的划分和调度也是为存储系统的管理提出了巨大的挑战。2.2.6 存储的虚拟化DELL SCv2000s系列存储设备将存储资源虚拟成一个“存储池”,这样做的好处是把许多零散的存储资
23、源整合起来,从而提高整体利用率,同时降低系统管理成本。与存储虚拟化配套的资源分配功能具有资源分割和分配能力,可以依据服务的要求对整合起来的存储池进行划分,以最高的效率、最低的成本来满足各类不同应用在性能和容量等方面的需求。特别是虚拟磁带库,对于提升备份、恢复和归档等应用服务水平起到了非常显著的作用,极大地节省了企业的时间和金钱。除了时间和成本方面的好处,存储虚拟化还可以提升存储环境的整体性能和可用性水平,这主要是得益于“在单一的控制界面动态地管理和分配存储资源”。在当今的企业运行环境中,数据的增长速度非常之快,而企业管理数据能力的提高速度总是远远落在后面。通过虚拟化,许多既消耗时间又多次重复的
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