虚拟化技术详解课件.pptx
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1、 2009 虚拟化 Inc.All rights reserved虚拟化,一切皆有可能虚拟化,一切皆有可能虚拟化技术应用研讨虚拟化技术应用研讨日程表日程表 1 1、虚拟化概述、虚拟化概述 2 2、虚拟化的一些概念、虚拟化的一些概念 3 3、虚拟化技术实现数据中心的整合虚拟化技术实现数据中心的整合 4 4、基于虚拟化技术的业务连续性、基于虚拟化技术的业务连续性 5 5、虚拟化技术的实现原理以及云计算、虚拟化技术的实现原理以及云计算 6 6、虚拟化技术的一些误区、虚拟化技术的一些误区 7 7、桌面虚拟化技术的应用、桌面虚拟化技术的应用 8 8、虚拟化技术的选择及行业案例、虚拟化技术的选择及行业案例
2、 9 9、针对、针对ITIT运维的效率提升运维的效率提升 现状极状极为复复杂 仅仅是是为了了维持持现状就耗去状就耗去 70%以上的以上的 IT 预算算 不到不到 30%的的 IT 预算用于算用于创新新和和实现竞争争优势IT 预算分配预算分配42%基础架构维护基础架构维护30%应用程序维护应用程序维护23%应用程序投资应用程序投资5%基础架构投资基础架构投资您的业务变更速度您的业务变更速度无法超前于无法超前于IT变更速度变更速度3面面临的的问题我我们可以交付新的可以交付新的业务服服务由于数据中心停机导致由于数据中心停机导致的业务损失的业务损失每个应用程序的每个应用程序的基础架构成本基础架构成本部
3、署新应用程序部署新应用程序所花的天数所花的天数按时按时5614,235 美元美元5,694 美元美元2在预算之内在预算之内3,000 万美元万美元400 万美元万美元有保证的有保证的 QoS之前之前之后之后之前之前之后之后之前之前之后之后*上述数据来自特定的 虚拟化 客户案例研究4IT 领导者可以者可以说“没没问题!”来源:Merrill Lynch CIO 调查,2008 年 10 月 28 日来源:Goldman Sachs IT 投资调查,2008 年 11 月 2 日“当前的环境已经使实现虚拟化成为许多 CIO 的第一要务。”“由于 CIO 们正在竭力减少资本投资,控制管理、行政和供电
4、/制冷的成本,因此降低总体拥有成本(TCO)将成为加速实现服务器虚拟化部署的主要动力。”近期的近期的 CIO 调查结果表明:在当前困果表明:在当前困难的的经济环境下,境下,CIO 的当的当务之之急是急是实现虚虚拟化化Virtualization存储服务器虚拟化2000年年 现在现在虚拟化虚拟化(服务器虚拟化、存储虚拟化)(服务器虚拟化、存储虚拟化)Intel架构服务器UNIX服务器网络存储客户端客户端/服务器和服务器整合服务器和服务器整合80年代中期年代中期 90年代年代De-Centralized70年代年代 80年代早期年代早期大机年代大机年代虚虚拟化的化的发展展历史史虚虚拟化的化的发展展
5、历史史 2009 虚拟化 Inc.All rights reserved虚虚拟化的一些概念化的一些概念虚拟化前虚拟化后虚拟化将硬件、操作系统和应用程序一同封装封装一个可迁移的虚拟机档案文件中软件必须与硬件相结合每台机器只能 运行单一的操作系统每个操作系统有一个或多个应用程序负载(通常只有一个)增加虚拟化层裸金属架构每台机器上有多个操作系统和多个应用负载未更改过的应用未更改过的应用未更改过的未更改过的OS虚拟硬件虚拟硬件服服务器器虚虚拟化的化的基基础概念概念例如:ESX Server依赖虚拟层内核代理和帮助应用的服务控制台例如:GSX Server,虚拟化 Server,Workstation安
6、装和运行应用程序依赖于主机操作系统对设备的支持和物力资源的管理寄居架寄居架构构(Hosted Architecture)裸金属裸金属架架构构(“Bare Metal”Architecture)虚虚拟化架构化架构相对于硬件独立相对于硬件独立无需修改即可在任何服务器上运行虚拟机分区分区在单一物理服务器上同时运行多个虚拟机隔离隔离在同一服务器上的虚拟机之间相互隔离封装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虚虚拟技技术:四四大特性大特性按需部署按需部署在线迁移在线迁移通通过虚虚拟化化实现资源最大化源最大化服务器剧增服务器剧增创建虚拟化基础架构案例时,为了
7、识别常见的创建虚拟化基础架构案例时,为了识别常见的 IT 问题,问题,需要询问哪些重要问题?需要询问哪些重要问题?您每月要购买多少台服务器?每个季度?每年呢?您每月要购买多少台服务器?每个季度?每年呢?您拥有多少台您拥有多少台 x86 服务器?服务器的平均利用率是多少?服务器?服务器的平均利用率是多少?显著降低服务器的购买数量将对您的业务产生怎样的影响?显著降低服务器的购买数量将对您的业务产生怎样的影响?(假设达到(假设达到 10:1 的服务器整合率)的服务器整合率)您的预算中专用于硬件采购的比率是多少?服务器维护呢?您的预算中专用于硬件采购的比率是多少?服务器维护呢?设施成本呢?这对您的战略
8、和战术有何影响?设施成本呢?这对您的战略和战术有何影响?鉴定和量化机会鉴定和量化机会确定与基础架构管理确定与基础架构管理 相关的常见问题:相关的常见问题:平均而言,您目前分配用于服平均而言,您目前分配用于服务器部署的时间是多少?务器部署的时间是多少?您的员工专用于此活动的时间您的员工专用于此活动的时间百分比是多少?百分比是多少?您如何管理服务器工作负载?您如何管理服务器工作负载?14鉴定和量化机会鉴定和量化机会确定与自动化流程和灵活性确定与自动化流程和灵活性相关的常见问题:相关的常见问题:平均而言,将一个应用程序从一台平均而言,将一个应用程序从一台服务器迁移到另一台服务器所花的服务器迁移到另一
9、台服务器所花的时间是多少?时间是多少?当某个关键任务应用程序中断服务时,当某个关键任务应用程序中断服务时,每小时的代价是多少?每小时的代价是多少?一般而言,您的更改管理流程要花多长一般而言,您的更改管理流程要花多长时间才能为某个应用程序随后的计划内时间才能为某个应用程序随后的计划内停机做好准备?停机做好准备?15鉴定和量化机会鉴定和量化机会 2009 虚拟化 Inc.All rights reserved虚虚拟化技化技术实现数据中心的整合数据中心的整合提高生产率、运维管理提高生产率、运维管理灵活性和响应度灵活性和响应度3减少数据中心的运营成本(例减少数据中心的运营成本(例如:供电如:供电/制冷
10、)制冷)2减少物理基础架构的成本减少物理基础架构的成本1正确正确 IT 投资投资服务器服务器100080$5,816网络交换机网络交换机8410$296功率功率(千瓦时)(千瓦时)40752$759制冷制冷(千瓦时)(千瓦时)50964$949不动产不动产(平方英尺)(平方英尺)2053257$431为每个工作负为每个工作负载节省的成本载节省的成本(3 年以来)年以来)$8,251*之前之后节省的开支 每个应用程序为客户实际节省的成本;代表通常节省的成本 包含 虚拟化许可证及支持和订阅服务的预算成本虚拟化将服务器、存储及网络连接基础架构整合到一起,旨在安全地实现更高的利用率。物理基础架构1运营
11、成本2为每个工作每个工作负载节约的的总成本成本 每个管理员的工作负载3075使用 虚拟化 之前使用 虚拟化 之后90225来源:IDC 和 虚拟化 TAM 计划生产率、灵活性与响应度3相同的人数完成更多的工作=节省运营成本提高生产率的动力:瞬间调配动态修补零宕机维护内置高可用性自动进行灾难恢复降低运降低运维管理成本管理成本333服务器替换/年=节省10,000人/小时3-10 天硬件采购天硬件采购20-40 小时,为一台服务器安装操作小时,为一台服务器安装操作系统和应用程序系统和应用程序硬件上架及安装安装操作系统及补丁配置安全设置,域和用户权限配置网络(IP地址,DNS名字等)配置存储(and
12、 SAN settings if appropriate)安装必要的系统管理代理、备份代理、和其他必要的系统软件安装和配置应用软件测试应用安排宕机时间/数据迁移15-30 分钟,分钟,用模板和自部署向导或用模板和自部署向导或拷贝虚拟机,启动即可拷贝虚拟机,启动即可把虚拟机拷贝然后重新启动工具已经安装应用已经安装,配置完成整合前整合前整合整合后后依赖硬件可用性易发生人为错误标准化困难审核困难需要数天,甚至数周部署挑战部署挑战虚拟架构优势:快速统一部署服务器虚拟架构优势:快速统一部署服务器能源成本持续增加,正在占有更多的预算2006年美国数据中心消耗了45亿美金的电能*建造新的数据中心的成本:假定
13、1000美金每平方尺碳消耗:300美金每台服务器*EPA report to Congress on Data Center Energy Efficiency,July 2007“未来五年,多数数据中未来五年,多数数据中心都将为耗电付出昂贵代心都将为耗电付出昂贵代价,耗电和制冷的花费会价,耗电和制冷的花费会相当于硬件架构的采购成相当于硬件架构的采购成本本”来源于来源于:Gartner,2007年年2月月从数据中心成本来看从数据中心成本来看.数据中心产生大量的CO2满满一个机架的刀片服务器=20-25 kW=加州30个家庭顶峰用电量美国数据中心=450亿度电,1.5%的总消耗量*数据中心电力消
14、耗和2000年相比增加了一倍还多每台服务器移走或者关掉可以减少大约12.5吨的CO2排放大约相当于马路上减少1.5辆汽车(12,000哩 20 哩每加仑)或者每年植55颗树*EPA report to Congress on Data Center Energy Efficiency,July 2007从环境保护的角度来看从环境保护的角度来看虚拟化虚拟化虚拟化改变了数据中心能耗的游戏规则虚拟化改变了数据中心能耗的游戏规则整合之前整合之前整合之后整合之后服务器服务器1,000 台台80 台台存储存储270 TB DAS140 TB SAN 和和 NAS网络网络3,000 个电缆个电缆/端口端口3
15、00 个电缆个电缆/端口端口设备设备200 个服务器机架个服务器机架400 个电源开关个电源开关10 个服务器机架个服务器机架20 个电源开关个电源开关客户示例:领先的北美公共设施公司客户示例:领先的北美公共设施公司虚拟化虚拟化 对其产生的影响对其产生的影响硬件成本节省硬件成本节省数据中心空间、电力和制冷成本节省 70-80%2 年节省 800 万美元运营效率运营效率服务器重建和应用程序载入时间从 20-40 小时缩短到 15-30 分钟每年节省 10,000 工时服务器、存储和网络整合服务器、存储和网络整合 2009 虚拟化 Inc.All rights reserved基于虚拟化技术的业务
16、连续性基于虚拟化技术的业务连续性功能当服务器故障时,自动重新启动虚拟机优势经济有效的适用于所有应用的高可用不需要独占的stand-by 硬件没有集群软件的成本和复杂性经济有效的适用于所有应用的高可用解决方案经济有效的适用于所有应用的高可用解决方案X虚拟架构优势:虚拟架构优势:虚拟化虚拟化 HA HA提高了系统的可用性提高了系统的可用性VMotionVMotion是什么?是什么?通过虚拟化 VMotion可以实现虚拟机的动态迁移,而服务不中断。客户优势:零宕机时间:进行有计划的服务器维护和升级迁移工作负载,资源利用率最大化服务器的持续可用性,完整的交易集成支持Fibre Channel和iSCS
17、I SAN环境以及NASVMotionVMotion虚拟架构优势:用虚拟架构优势:用VMotionVMotion减少计划内宕机时间减少计划内宕机时间虚拟机磁盘存储独立迁移虚拟机磁盘存储独立迁移无需虚拟机停机无需虚拟机停机LUN 独立独立支持光纤通道支持光纤通道 SAN应用程序应用程序操作操作系统系统应用程序应用程序操作操作系统系统应用程序应用程序操作操作系统系统无中断:无中断:刷新到新阵列刷新到新阵列 迁移到不同类别的存储器迁移到不同类别的存储器升级到新文件系统格式升级到新文件系统格式虚拟机粒度,虚拟机粒度,LUN 独立独立虚拟架构优势:用虚拟架构优势:用Storage VMotionStor
18、age VMotion减少计划内宕机时间减少计划内宕机时间虚拟化分布式资源调度(虚拟化分布式资源调度(DRSDRS):按需自动资源调配):按需自动资源调配功能跨资源池动态调整计算资源基于预定义的规则智能分配资源优势使IT和业务优先级对应 动态提高系统管理效率自动化的硬件维护动态负载均衡和连续智能优化,保证所有应用需要的的资源动态负载均衡和连续智能优化,保证所有应用需要的的资源资源池资源池业务需求业务需求围绕业务进行组织和规划围绕业务进行组织和规划而不是您的硬件而不是您的硬件!实现节能的绿色计算:实现节能的绿色计算:DPMDPM智能化的电源管理智能化的电源管理是虚拟化 DRS功能的进一步延伸与服
19、务器管理硬件配合实现智能化的电源管理优化虚拟机的实际运行位置,达到耗电最小化的目的可以为大中型计算中心节省大量的电力资源,显著降低用电成本资源池资源池业务需求业务需求下电Thesefeaturesarerepresentativeoffeatureareasunderdevelopment.Featurecommitmentsmustnotbeincludedincontracts,purchaseorders,orsalesagreementsofanykind.Technicalfeasibilityandmarketdemandwillaffectfinaldelivery.始终在线,容
20、量按需分布的数据中心X 自动资源保证自动资源保证动态负载均衡持续负载优化 增加可用性增加可用性自动化支持所有应用 容量按需分配容量按需分配 不中断扩展 弹性,重新配置+始终在线,容量按需分配的数据中心X即使出现硬件故障,也可以避免发生独立于应用程序和操作系统的停机。零停机、零数据丢失!虚拟化虚拟化 FT高级容错技术高级容错技术操作系统操作系统应用程序应用程序版权所有 2005 虚拟化,Inc.保留所有权利。版权所有 2005 虚拟化,Inc.保留所有权利。虚拟机的无代理、基于磁盘的备份和恢复 虚拟机或文件级别的恢复增量备份和消除重复数据以节约磁盘空间为虚拟机提供快速、简单和完整的数据保护 通过
21、 vCenter 实现集中式管理 经济高效的存储管理 消除重复数据消除重复数据存储设备存储设备ESX操作系统操作系统应用程序应用程序操作系统操作系统应用程序应用程序虚拟化虚拟化 Data Recovery虚拟化 Consolidated Backup 的新一代发展用于虚拟机的集中式脱离主机备份备份服务器上无额外软件支持虚拟机的增量、差异和完整映像备份和恢复为 Windows 和 Linux 虚拟机提供文件级备份支持提供不会对 虚拟化 ESX 造成负载的高效备份*注意:vSphere4.0包括并支持VCB1.5U1。只有支持用于数据保护的vStorageAPI的产品方可使用新功能用于数据保用于数
22、据保护的的 vStorage API生产站点灾备站点VirtualCenterSite Recovery ManagerVirtualCenterSite Recovery ManagerDatastore GroupsArray ReplicationDatastore GroupsXSite Recovery Manager(SRM)Site Recovery Manager(SRM)演示演示1)服务器整合与数量控制:特别是一个操作系统运行一个应用的情况2)支持过时操作系统和应用;重新安排旧式应用程序 3)整合没有服务水准(SLA)定义的应用/或者提高服务水准4)解决机房环境问题:散热、电
23、力、冷却和占地面积5)提高整个计算平台的平均利用率6)提供x86平台的业务连续性:宕机、在线数据迁移、容灾等7)即时部署、快速交付,智能、动态资源调配8)简化系统平台和基础架构9)提高数据中心安全性10)开发和测试环境的快速部署、重新调配以及高效率资源利用11)大量桌面系统的集中管理及降低采购成本桌面虚拟化典型应用场景典型应用场景 2009 虚拟化 Inc.All rights reserved虚虚拟化技化技术的的实现原理以及云原理以及云计算算虚虚拟化之后化之后 数据中心的物理拓扑数据中心的物理拓扑结构构光纤通道光纤通道存储阵列存储阵列iSCSI存储阵列存储阵列NAS存储阵列存储阵列vCent
24、er Mgmt ServervSphereClient终端终端服务服务光纤通道光纤通道交换机交换机光纤光纤 IP 网络网络虚拟化 ESX 4.0VMVMVMVMVM服务器组服务器组 1服务器组服务器组 2服务器组服务器组 3Web浏览器浏览器vCenter 扩展扩展整合补丁程序/升级数据保护自动化vCenter 加载项加载项 业务连续性基础架构管理应用程序管理企业桌面ESX/ESXiApplication vServices数据中心基础架构数据中心基础架构外部云外部云Cloud vServices虚拟机和虚拟设备虚拟机和虚拟设备vCenter Infrastructure vServicesv
25、Sphere 体系结构体系结构vSphere API存储网络安全性 设备ESX 4.0 组件概述件概述VMkernel集群VM File System设备驱动程序存储栈vSwitch(数据 I/O 板)网络堆栈Virtual SMPVMMVMMVMMVMM物理硬件物理硬件服务控制台服务控制台hostd管理代理和接口其他外围 I/O定期负载平衡器资源管理PSA虚虚拟化化 引引领专有云有云计算算时代代1999客户端客户端管理程序管理程序2000服务器服务器管理程序管理程序2003虚拟基础架构虚拟基础架构2009+2009+云计算云计算操作系统操作系统虚拟化虚拟化内部和外部云内部和外部云计算的基础计
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