VMware虚拟化服务器的构建方法 .doc

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1、VMware虚拟化服务器的构建方法服务器虚拟化整合、集群概念始于上个世纪90 年代末期，它有助于梳理企业内部日益庞大繁杂的IT 工作环境，是全球信息技术发展的新趋势.服务器虚拟化整合、集群概念始于上个世纪90 年代末期，它有助于梳理企业内部日益庞大繁杂的IT 工作环境，是全球信息技术发展的新趋势。它可以使企业有效地利用IT资源、人力资源、机房空间，同时可以增强数据的安全性、方便管理和减少运营成本，也便于将来的灵活扩展。随着企业信息化快速发展，园区网的硬件数量逐年增加，实施应用范围不断扩大，在扩大的同时使得管理效率和成本相应提高，传统的单机管理模式已经很难适应现有的集群环境。如何有效管理和使用近

2、百台的同构或异构集群，使之发挥最大功效是目前应用服务器领域的一个研究热点，服务器虚拟化就是其中广为应用的有效新技术之一。所谓服务器虚拟化就是多个操作系统在同一时间运行在同一台主机上的技术。它将传统服务器应用程序环境封装成可移动的档案文件，利用这种特性可以将不同操作系统的应用服务同时提供给用户，也能方便地实现对旧系统应用程序的支持，增强数据的安全性，延长软件的生命周期，提高对服务器的利用率，降低系统总成本，并针对应用和访问量进行灵活部署，非常适用于企业信息化建设与发展。1、虚拟服务器配置构想如图1 所示，在VMware 软件的服务器上可同时启动多台虚拟服务器，实现多台虚拟机操作系统之间相互切换。

3、利用某台服务器的部分内存、硬盘资源可构建成 “独立” 的虚拟服务器平台，而这些“独立”的虚拟计算机拥有各自的CMOS、硬盘、软驱、光驱、网卡、显卡等硬件，不仅在每一台虚拟的计算机中可以安装当前各种流行的操作系统和应用软件，而且还可以像对待新的服务器那样对其进行分区、格式化等操作，并对原有的硬件都不会产生任何不良影响。Vmware Workstation 对硬件的要求并不高，因此公司采用IBM X 系列的硬件平台来搭建虚拟应用系统服务器，完全可实现一台硬件服务器提供多应用系统平台。1.1 VMware 虚拟服务器的创建方式创建虚拟服务器就是创建一个扩展名为“vmx”的虚拟机配置文件。一般通过选择

4、“自定义” 选项，系统会自行调整虚拟服务器的物理内存大小和硬盘空间，也可以手工再分配物理内存和磁盘空间。Vmware Workstation所建立的硬盘是虚拟硬盘，是在主机硬盘上建立了一个特殊的文件，因此它的最大特点是：在VMware中如何对硬盘进行分区甚至低级格式化都不会影响主机的硬盘分区。而且为了保证系统的兼容性和稳定性，VMware把大部分的硬件设备都虚拟成最标准、兼容性最好的虚拟设备，不需要安装驱动程序。新创建的Windows 2003 Advanced Server虚拟服务器，如图2所示。只是一台用来安装操作系统的裸机，就像刚下生产线的新设备一样。在图右边窗口中显示了虚拟服务器的硬件

5、设备，如内存(Memory)、硬盘(Hard Disk 1)、虚拟光驱(CD-R0M)、软驱(Floppy)、网卡(NIC)等。创建好虚拟机后当Vmware Workstation程序启动时虚拟服务器会从光盘中引导需要的操作系统，因此接下来的安装操作就在普通计算机上安装操作系统完全一样，这里不再赘述。1.2 VMware 虚拟机网络连接方式VMware虚拟机软件提供了三种网络工作模式。(1)桥接模式(bridged)在桥接模式下，需要手工为虚拟系统配置IP地址、子网掩码，而且还要和宿主机器处于同一网段，这样虚拟系统才能和宿主机器进行通信。同时，由于这个虚拟系统是局域网中的一个独立的主机系统，那

6、么就可以手工配置它的网络通讯协议(TCP/IP)配置信息，以实现通过局域网的网关或路由器访问互联网。使用桥接模式的虚拟系统和宿主机器的关系，就像连接在同一个Hub上的两台电脑，想让它们相互通讯，则需要为虚拟系统配置IP地址和子网掩码，否则就无法通信。(2)主机模式(host-only)在主机模式中，所有的虚拟系统是可以相互通信的，但虚拟系统和真实的网络是被隔离开的。在主机模式下，虚拟系统的网络通讯协议(TCP/IP)配置信息(如IP地址、网关地址、DNS服务器等)，都是由主机模式虚拟网络的DHCP服务器来动态分配的。(3)网络地址转换模式(NAT)使用网络地址转换模式，就是让虚拟系统借助网络地

7、址转换模式的功能，通过宿主机器所在的网络来访问公网。也就是说，使用网络地址转换模式可以实现在虚拟系统里访问互联网。网络地址转换模式下的虚拟系统的TCP/IP配置信息是由网络地址转换模式虚拟网络的DHCP服务器提供的，无法进行手工修改，因此虚拟系统也就无法和本局域网中的其他真实主机进行通讯。2、虚拟机在WEB 服务器部署目前IBM X3650高配置服务器的软硬件资源(包括计算能力、存储器、外设接口等)，采用分配或共享的方式将划分出来的资源虚拟成为一台或多台应用服务器，这些虚拟服务器拥有自己独立的软、硬件资源，可以像使用普通应用服务器一样进行操作，安装主流的操作系统，且可在此多个虚拟机之间方便地相

8、互切换，如图3所示。2.1 采用虚拟服务器优点对于运行单个应用程序的服务器来说，容错硬件特性(如分组网络接口、多SAN存储适配器及冗余电源和内存)可能会非常昂贵，但如果将这些特性的成本分散到多台虚拟机，它们就变得很经济了。虚拟机具有在任意虚拟化平台之间迁移虚拟机、快照、在资源池中的备用主机上自动重新启动等高级功能特性，因而在它创建的环境中，停机至多不过就是简单的重新启动，对于虚拟服务器上应用系统备份与恢复，只需要备份磁盘上相应的虚拟机文件，一旦发生服务器硬件损坏，重新搭建虚拟机平台，利用所备份的虚拟机文件进行快速部署、恢复，免去了重新安装调试的重复性繁琐工作，大大缩短了服务器应急响应恢复时间。

9、2.2 采用虚拟服务器的必要性企业每年都会大量购买新的服务器来满足业务发展对于信息技术不断增长和扩大的需求。英特尔芯片的WEB 服务器由于其相对的低廉价格，因此，这就造成了一种普遍存在的现象，在网络中心机房可以看到不同厂商、不同品牌、不同架构的服务器在运行。各个应用系统独立配置服务器虽然可以立即、有效地解决IT 需求，但这种对有效基础硬件资源无法控制的方法有它愈发明显的缺点。这种非集中控制的分布式服务器环境，会产生许多不良的后果：服务器容量无法优化配置，居高不下的维护成本，低效的空间利用率，所有这些问题最终会造成公司为客户提供的是低质量的服务。特别是面对如今全球低迷的经济环境，因此需要积极地寻

10、找减少相关资产，人力和运作成本的方法、提升系统维护的效率，快速部署新的系统来满足公司运行的需要。研究利用建立虚拟服务器技术对服务器整合不仅提供了一种控制那些分散资源的服务器的方法，同时增加它们的利用率，减少复杂程度和相关维护成本，从而提高对公司各应用系统的应用效果,使企业信息化软、硬件成本降低40%，生产环境整合比达到(1015):1,开发测试环境整合比达到(1520):1，而每个服务器的平均利用率从5%15%提高到60%80%,运营成本降低70%80%(其中包括了数据中心空间、机柜、网线、耗电量、冷气空调和人力成本等), 从而有效地实现企业信息化应用系统的高可用性,并显著降低实施成本。VMw

11、are服务器虚拟架构解决方案 VMware公司简介VMware公司成立于1998年，它将虚拟机技术引入到工业标准计算机系统中。VMware在1999年，首次交付了它的第一套产品，VMware Workstation，在2001年，通过发布VMware GSX服务器和VMware ESX服务器而进入了企业服务器的市场领域。2003年，随着具有开创意义的VMware VirtualCenter和VMware VMotion技术的破土而出，VMware通过引入一系列数据中心级的新功能，建立了在虚拟化技术领域中的领导地位。在2004年，VMware又通过发布VMware ACE产品进一步将这种虚拟架构

12、的能力延伸到企业级的桌面系统中。在2005年发布的VMware Player，以及在2006年早期发布的VMware Server产品，使得VMware第一个将免费的具有商业级可用性的虚拟化产品引入到那些新进入虚拟化世界的用户中。在2006年6月发布的最新的VMware Infrastructure 3，成为行业里第一套完整的虚拟架构套件，在一个集成的软件包中，包含了最全面的虚拟化技术、管理、资源优化、应用可用性以及自动化的操作能力。当前，全球有超过2万个公司用户，以及4百万个最终用户，涵盖各行各业、大中小企业等正在应用着VMware公司的软件，包括99%的Fortune 100公司。通过部署

13、VMware软件以应对复杂的商业挑战，如资源的利用率和可用性，用户已经明显体验到它所带来的巨大效益，包括降低了整体拥有成本（TCO），高投资回报和增强了对他们的用户的服务水准等。虚拟架构的发展第一代的虚拟化产品通过一个hypervisor或者是主机的架构提供了服务器的分区能力。第二代的虚拟化技术 增加了虚拟化的管理、生产力的规划、物理服务器到虚拟机的迁移已经其他的工具用于整合生产服务器。VMware的第三代虚拟架构（VI3）代表了下一代的虚拟化技术，该虚拟架构重新定义了一个新的IT标杆，它将工业标准服务器和存储虚拟化成了一个整体，聚合成一个动态的可集中管理的资源池，可使任何应用或操作系统保持持

14、续优化和高可用状态。它使得企业有能力去转化、管理和优化他们的IT系统架构。VMware的虚拟架构可以让用户的数据中心被整合成一个单一的包括处理器、存储和网络连接的资源池。 虚拟架构的优势在一个虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。VMware的虚拟架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力来降低企业的IT花费。管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连接和管理资源，以满足商业所需。虚拟架构可以让IT部门达成以下目标： 35%-75% TCO 节省 通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40软件硬件成本；整合比：生产环境10-15 : 1 ，开发

15、测试环境15-20 : 1；每个服务器的平均利用率从5-15%提高到60%-80%；降低70-80%运营成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。 提高运营效率 部署时间从小时级到分钟级， 服务器重建和应用加载时间从 20-40 hrs =15-30 min， 每年节省10,000 人/小时（300台服务器）；以前硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。 提高服务水平 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；将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需自动进行动态资源调配；无中断的按需

16、扩容。 旧硬件和操作系统的投资保护 不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。VMware解决方案综述VMware服务器整合解决方案随着企业的成长，IT部门必须快速地提升运算能力以不同操作环境的新服务器形式而存在。因此而产生的服务器数量激增则需要大量的资金和人力去运作，管理和升级。IT部门需要： 提升系统维护的效率 快速部署新的系统来满足商业运行的需要 找到减少相关资产，人力和运作成本的方法 VMWARE服务器整合为这些挑战提供了解决方案。虚拟构架提供前所未有的负载隔离，为所有系统运算和I/O设计的微型资源控制。虚拟构架完美地结合现有的管理软件并在共享存储（SAN）上改进投资回报率。通过

17、把物理系统整合到有VMWARE虚拟构架的数据中心上去，企业体验到： 更少的硬件和维护费用 空闲系统资源的整合 提升系统的运作效率 性价比高，持续的产品环境整合IT基础服务器运行IT基础应用的服务器大多数是Intel构架的服务器这一类的应用通常表现为文件和打印服务器，活动目录，网页服务器，防火墙，NAT/DHCP服务器等。虽然大多数服务器系统资源的利用率在1015，但是构架，安全和兼容性方面的问题导致必须指定不同的物理平台来运行它们。管理，安装补丁和添加安全策略将花去大量的时间。另外，服务器的衍生组件将导致设备，动力和散热方面的成本上升。因为低服务器的利用率，低CPU的合并和中等I/O的要求，I

18、T基础服务器首选作为虚拟化和相关整合的候选者。虚拟化使得企业能实现： 达到甚至超过每个CPU，4个负载的整合比率 更便宜的硬件和运作成本 在服务器管理方面的重大改进，包含添加，移动，变更，预制和重置 基础应用将变得更强壮和灾难抵御能力整合重要应用服务器根据5个不同的企业使用服务器软件来大幅降低成本的实例，VMWARE出具了一份研究报告。使用服务器TCO模型来分类和计算成本，我们分析显示VMWARE服务器软件帮助这些企业实现： 减少2853的硬件成本 减少7279的运作成本 减少2964的综合成本 客户目标： 整合空闲服务器和存储资源，为新项目重新部署这些资源 提升运作效率 改进服务器的管理灵活

19、性 通过零当机维护改善服务等级 标准化环境和改进安全 灾难状态下，减少恢复时间 更少冗余的情况下，确保高可用性 更有效的适应动态商业的需求 高级备份策略 在技术支持和培训方面降低成本刀片服务器上的VMWARE软件性能优化新的诸如IBM刀片中心和HP ProLiant刀片P系列的刀片服务器长期致力于满足企业IT主管的整合需求。刀片平台提供改良的服务器管理性能和使运作参数最优化，例如减少预制，复杂线缆，动力和散热等方面的开支，并节省机房空间。带虚拟中心的VMWARE ESX服务器部署在刀片平台上能改进刀片的使用率和刀片效价比。除此之外，在预制新的软件服务和维护现有的服务时，VMWARE软件提供更大

20、的灵活性和响应能力。部署在刀片服务器上的VMWARE虚拟中心通过管理虚拟和实体主机，让用户连续的整合负载，进而优化硬件使用率和降低成本。虚拟构架把可用的硬件看成普通的资源池，因此，在资源规划分配阶段能确保灵活性。在某一负载达到峰值的情况下，任务能轻松地重新分配。预制一个新的负载无须部署一个新的刀片。除此之外，虚拟构架帮助我们降低购买新刀片底座的成本。有了VMWARE您能：灵活而恰当的控制您当前的运算能力由于更高的系统利用率，节省超过35的运作成本使您的基础构架能实现按需动态预制，高可用性和灵活管理 VMware商业连续性解决方案每年成百上千的全球数据中心遭遇重大的服务中断。这些商业运行将受到用

21、户错误，病毒，硬件故障和自然灾害等问题的影响。当前商业连续性处于企业IT策略的最前沿，并且从管理层到CEO的所有人都非常重视它。成功的商业连续性策略元素包含： 应用程序可用计划 包含监控和平台冗余的预防措施 数据保护 灾难恢复策略 有效的人员计划 使用虚拟构架，IT管理员能改进商业连续性的所有方面，例如： 由于主备服务器之间的硬件独立性，使得灾难恢复更快而花费不多 排除计划内的硬件当机，并明显的减少计划内的软件当机 管理所有虚拟机和监控宿主机的单点控制技术 为了实现捕捉和恢复，完全的把主机压缩到文件里去 简化和可重复的自动程序基于虚拟机的集群冗余简化为了实现高可用性，企业使用中间软件例如微软和

22、Veritas的集群软件，把两台服务器绑定在一个热备环境。即使运行在服务器上的应用程序有集群感知能力，万一主服务器遭遇硬件或软件错误，这样的安排仍然会导致非应用程序当机。冗余能消除单点失败。随着IT对企业运作而言变得更加重要，高水平的服务普遍成为企业的需求，越来越多的应用则被要求高度可用。然而，为了实现如上所述的高可用性集群，就像很多服务器运行应用一样，企业需要预备和管理两次。有了虚拟化，IT管理员能在运行重要应用的实体机和同等配置的虚拟机上创建集群。在待机状态下，虚拟机并不消耗计算机资源，并且能以非常高的比例整合到一个或几个实体平台上去。结果，企业无须在硬件数量或管理和安装补丁上投入双倍的人

23、力和物力，从而实现高可用性。冗余的方式将由2N变为N+1。实体到虚拟的集群和实体到实体的集群一样都支持同样的集群软件。同时，节省的成本能为更多的负载实现高可用性并签署更多的高水平服务协议。无须原硬件的数据恢复大多数企业IT部门使用常用的备份软件，例如Tivoli Storage Manager, Legato Networker, 或者Veritas NetBackup来创建数据和应用程序备份。既然备份策略能抵御用户错误和某些情况下的软硬件故障，比较长的恢复时间和多恢复点是能被接受的。然而，为了获得备份所带来的好处，企业必须确保数据确实能被恢复。业余备份，专业恢复？为了测试数据恢复，IT管理员

24、需要为每个已备份的主机提供一台测试的失败转移服务器，安装操作系统，安装备份代理，尝试在测试失败转移服务器上调整Windows注册表和其他系统配置。如果系统调整成功，备份服务器和备份代理才能被用来测试数据恢复。预制新的服务器和调整Windows注册表是一个漫长的手工过程并且有时并不可能。这样，在不同的失败转移服务器实现数据恢复是存在疑问的。这些问题将被虚拟失败转移硬件给解决了。此外，操作系统安装，备份代理的安装和Windows注册表的调整只需做一次。此后，一个完整的已配置的VM模板将被存储在VM模板库内。Vmware软件能确保企业： 为灾难后的测试和恢复，消除硬件资源方面的障碍 避免系统和备份代

25、理的安装，用虚拟机模板来缩短恢复周期 用标准的虚拟化硬件，使得灾难恢复更加可靠和可重复失败转移服务器的整合和自动化对于关联在存储域网（SAN）上重要应用的部署，企业灾难恢复策略通常包含一个灾难恢复的热站，这个站点有在主备之间的完全同步的数据复制。这种策略提供很少的恢复点对象（PRO）。然而，出于恢复时间对象（RTO）的考虑，恢复时间非常依赖于除了数据恢复之外的恢复实体服务器，操作系统，系统参数和应用程序的能力。为了维持较少的恢复时间对象（RTO），硬件和系统的同一配置需要被维护在失败转移站点上。这样的配置无论在初始资本投入阶段还是在项目运作，升级，维护和支持阶段费用都是很昂贵的。这种方案的两个

26、明显缺点在于预制了太多的新服务器以及通常没有可能为数据恢复去调整Windows注册表和对不同的失败转移服务器的其他系统参数进行配置 部署在整个企业内的虚拟构架能确保企业： 避免在失败转移站点上停滞不前 在主备站点上，从服务器整合角度来减少投入成本 使恢复过程自动化，并实现存储管理软件的集成 改进恢复过程的可靠性 VMware测试和开发解决方案CIO们一直处于如何进一步缩短企业应用程序开发和部署周期的压力之下。在预算范围内，及时提供高质量的软件从来就不是件容易的事。基于现代的多层体系和操作系统，浏览器和防火墙的多版本，任务变得更加复杂了。在软件开发过程中的一些问题包括：对有限硬件资源的争夺不匹配

27、的开发和生产环境不恰当的阶段使得部署新应用程序更具风险分布式的开发团队之间的交流问题迁移开发和测试环境到虚拟构架在更低的缺陷方面即刻得到明显的改进。VMWARE软件把完整的测试平台应用程序和数据压缩到文件内。这些文件能在实体主机之间被轻易的存储，暂停，还原和传递。由于通过VMWARE软件的隔离担保，多虚拟测试平台能运行在同一个实体主机上而不互相影响。此外，虚拟构架有许多为测试和开发环境而设计的特定功能，例如系统快照，系统级的调试支持等有了VMWARE软件，企业开发部门能：把单一的实体平台划分成一打隔离的开发环境精确的复制多模块产品环境到虚拟机上去在不同的团队之间共享全部的环境在开发和测试周期内

28、，剔除反复配置的工作使一些以前需要手动干预的测试过程自动化在单一的实体平台上模拟复杂的网络应用在同一物理硬件上运行多操作系统VMWARE虚拟软件能在单一的物理平台上无限多的运行完全隔离的系统环境。如果你是：一个运行两个以上分别运行不同版本Windows或Linux系统的桌面主机程序员建立跨平台分布式软件的开发者由于构建系统软件和驱动程序需要，而导致每次程序崩溃都要重启主机的开发人员频繁地为测试，开发，试验而更改X86服务器和桌面资源的多微软系统的工程管理员在有限硬件资源配置的多系统上测试和检验产品的质量监测工程师由于缺少硬件资源而无法精确的再生客户环境的技术支持专家在不同的系统上运行核心级调试

29、的程序员需要在不同现场。检测产品的外表，质地和功能的质检工程师单一实体平台上配置开发环境现代企业软件应用从属于协议设计，系统环境，版本冲突和硬件依赖的各种变化。如果所有都不是多层应用的话，大多数需要能在产品和开发下，带分布式连通和配置的多个主机，这样必将导致大量的基于X86平台上的开发和测试应用，例如网页服务器，应用服务器或者数据库难于管理。这些经常被限定在一个固定的操作系统和软件版本上，这样使得他们得占据一个很大的空间。有了虚拟构架：有分布式服务器虚拟机的完整网络能运行在同一实体主机同时模拟了一个网络隔离和划分区域确保用户模拟一个真实比例的产品环境模型运行在不同操作系统上的不同组件都将被用来

30、开发和测试网络数据包并不离开实体主机轻而易举地把配置从开发工作站迁移到产品工作站测试和开发环境下的预制库采用了虚拟构架，连同数据和配置的系统信息被捕捉和存储在易于访问的模板库中，以便日后使用。有了虚拟中心所提供的集中式管理，从模板中完成一台虚拟机的部署，只需点几下。这样不但节省了时间，缩短了产品开发周期，而且通过应用标准化的开发环境改进了软件的一致性和品质。考虑以下的案例：一旦安装和配置了应用程序的旧系统将作为组件保存，以后用来重建同样的环境而无须依赖实际的物理硬件。包含复杂操作步骤和知识技能的应用程序配置很难被重建。一旦配置特定应用的企业程序已经完成，对于培训或高可用性目的而言，为以后留存系统快照是非常有用的。需要快速重建客户环境或再现环境缺陷的技术专家现在只需进入库来创建系统环境。