云计算数据中心建设与运营解决方案建议书.docx
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1、电VMware云计算数据中心建设与运营解决方案建议书目录1 概述41.1 项目背景42 VMware云计算数据中心服务调配解决方案概述112.1 方案概览112.2 功能特性152.3 典型应用场景173 云计算数据中心服务调配解决方案技术详解193. 1业务组成元素193.1. 1 蓝图193.2. 2业务组和用户203.1.3 基于角色用户授权203.1.4 资源预留213.1.5 计费213.1 . 6共享基础架构的管理223.2 .7机器资源的生命周期233.2 构成组件243.3 主要功能273. 3.1统的IT服务目录274. 3. 2基础架构服务调配285. 3. 3应用服务调配
2、386. 3. 4 XaaS -以服务的形式提供任何服务434服务调配方法论与规划设计504.1 服务调配方法论504. 1.1关于服务504. 1. 2服务的调配管理524. 1. 3服务设计和开发管理554.2规划设计584. 2.1基础架构服务调配规划597. 2. 2应用服务调配规划745 VMware云计算数据中心运维管理解决方案概述768. 1概述768.2 主要价值808.3 功能特性836 解决方案技术详解859. 1运维可见性与性能管理856. 1. 1产品概览857. 1. 2体系架构878. 1. 3基本功能889. 1. 4典型应用场景926.2 变更、配置与合规性管理
3、1116. 2.1产品概览1127. 2. 2主要价值1128. 2.3功能特性1126.3 性能监控、分析与告警1156. 3.1产品概览1157. 3.2功能特性1168. 3.3典型功能举例1186.4应用依赖关系映射1256. 4. 1产品概览1257. 4. 2功能特性1268. 4. 3典型功能例举1277 运维方法论与规划建议1327.1 运维方法论1327.1. 1容量管理1327.2. 2性能管理1347.3. 3事件与问题管理1387.4. 4配置与合规性管理1437.2 规划建议1457. 2. 1容量与性能管理规划1458. 2. 2配置与合规性管理规划1489. 2.
4、 3性能监控与分析规划15010. 2. 4应用依赖关系映射规划1518 项目管理2438.1 项目管理的重要意义2438.2 项目管理方法2438.3 工程实施进度的管理2458. 3.1项目资源的整合2458. 3. 2进度管理控制2468.4质量管理24611. 4. 1核心质量管理2469 服务说明2479.1 服务承诺2479.2 故障等级及响应时间2489. 2. 1故障等级及响应时间2489. 2. 2电话支持服务2499. 2. 3远程支持服务2499. 2. 4现场支持服务24912. 2. 5驻场支持服务250概述1.1 项目背景不断增长的业务对IT部门的要求越来越高,因此
5、,数据中心需要更为快速的提供 所需要的能力。近些年来,虚拟化在市场中的采用呈现稳定一致的态势,虚拟化的比 例越来越高。从虚拟化利用率的角度来讲,虚拟化的发展可以分为三个阶段:第一阶 段为0-30%,第二阶段为最多70%,第三阶段则达到70%以上,如下图所示。图:虚拟化三个阶段而成本节约贯穿上述所有阶段,第一阶段通过整合在资金开销方面实现节约,第 二阶段则在此基础上通过自动化的管理模式实现了运维开销降低,最后到第三阶段, 又实现了敏捷性的提高。目前,市场上的VMware虚拟化程度大约在65%以上,随着虚拟化比率的不断提 高,也在不断扩大对虚拟化功能的运用范围,开始采用软件定义的存储以及网络与安
6、全模式,从而逐步完全过渡到云计算数据中心。而这转变使得!T部门能够转变管理方式,从本质上被动反应也就是往往需要竭 应付业务需求并面对日益积压的应用请求的部门,转变为主动创新的部门,将节约 的IT资源重新投入到有助于实现关键业务目标的新应用、服务和计划。主动创新的部 门更能与业务目标保持一致,并且对企业的发展、创新和竞争能力起着更为关键的作 用。华北电力作为高校,信息化建设不断发展,目前信息化网络以信息中心为运营维 护单位,覆盖市场计费、生产经营等多套业务系统,服务器资源庞大。虽然该已经完 成了对其数据中心的服务器虚拟化改造,但是,仅仅完成服务器的虚拟化已经远远不 能满足各种业务对其数据中心的新
7、需求了,因此尽快采用虚拟化环境下高效敏捷的管 理解决方案已成为必须。1.2 现状分析华北电是一所区域特色研究型大学,是国家“211工程”重点建设大学、教育 部和广西共建的省部共建高校。目前华北电的数字化校园应用还未全面上线,预计在今年完成应用的上线,数 字化校园应用包含课程规划系统、校园卡系统、认证计费系统和校友录等多个应用系 统。有鉴于此,如何利用更有效的现代信息技术以支撑华北电力信息化的快速发展与 高效管理,构筑能够更好地适应现代化教育信息系统平台,使IT系统真正成为华北电 应对市场变化的竞争武器,是华北电对IT系统进行虚拟化规划改造的主要目标。1.2.1 数据中心环境现状华北电数据中心应
8、用涉及了校园卡、邮件系统、课程计划系统、A系统等多个 应用基础架构,在本次项目的硬件架构设计中基本采用了 X86架构服务器以实现硬件 的集中统管理;同时初期规划建设个高效可靠而易于管理维护的虚拟化平台架构, 作为未来系统多应用平台的整体弹性部署基础架构。这样就使得未来业务系统的部署 能够根据实际业务量大小对运行该应用的虚拟机资源进行在线动态调整与增加,以提 高未来快速部署应用系统的效率及实现基础架构平台的高效管理维护,同时提高X86 服务器平台的髙可用性、降低应用业务系统的整体建设成本,并逐步探索和积累云计 算基础架构平台的运营管理经验。传统服务器与应用对的部署方式对资源的有效利用及系统的管理
9、维护带来了 很多难以解决的问题,包括:1、扩展性因为每台服务器存储都为本地直连,这就造成了所有的计算资源(CPU,内存), 网络资源和存储资源在虚拟化环境中无法进行转移和调配,从而形成了本地的资源“孤岛”,而无法通过有效的手段在线扩展。本地存储的扩展能力有限,随着应用数据对于数据量以及I/O性能要求逐渐增加, 本地磁盘会逐渐受限于缓存大小,磁盘转速,磁盘数量,容量等扩展能力的限制将无 法持续满足需求。2、可用性因为当前环境下每个服务器都是单机运行,没有共享存储环境因此未配置为集群 环境,系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行,造成应用中断。没有集群的高可用环境支持,每个服务器的故障(人为或者意
10、外)会造成其上运 行的应用停顿,并且在其他服务器上运行的与此服务器上的应用具有相互依存关系的 应用也会受到影响,造成可用性整体下降。通过本地RAID卡构建的本地存储的可用性差,本地存储通常没有配置热备盘, 而且构建RAID的类型有限。3、灵活性差由于没有统计算、网络和存储资源,这就造成了应用无法统一有效的快速部署。 例如:在彼此分割的环境下,无法将某台服务器下多余的存储资源、计算资源分配给 其他服务器使用。对于某台服务器的维护和升级等操作,都会造成计划内应用的停机;无法在线迁 移在其上运行的应用到其他服务器上。4、成本高目前因为需要在线的服务器数量较多,服务器的数量多意味着更多的空间占用, 机
11、柜占用,网络交换,网线,耗电,UPS布局以及冷却系统的布局和能耗。管理成本相对较高,因为服务器数量多意味着对现有系统的升级、改造所需要的 管理成本增加;此外一对的应用部署模式,也意味着对于新设备的上线都需要重新 规划网络、服务器等硬件设施,不但需要的考虑的管理成本的增加,交付时间的迟延, 当然也要考虑到每个应用对业务应用上线需要重新服务器部署所造成了空间,硬件, 耗能和冷却系统成本上的增加。5、应用兼容性问题现有环境存在多个应用部署在个物理服务器上的情况,然而不具有虚拟化抽象 层隔离特性的操作系统之上运行的多个应用,该操作系统如进行升级更新或者出现故 障时将同时影响多个应用生产;并且当某个应用
12、造成操作系统稳定性等问题也会影响 在同一平台的其他应用。在个物理服务器上部署的应用,由于服务器物理硬件异构也无法连同底层系统 直接迁移到其他物理服务器上,必须通过备份软件或者应用或第三方的迁移工具。传统的IT系统难以解决上述问题,而在新的基于VMware虚拟化基础平台的系统 部署规划中,能够解决上述这5个问题并带来以下收益:在个构建了弹性资源池的VMware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
13、。虚拟架构可以让n部门达成以下目标:实现35%-75% TCO的节省:通过将整合多个物理服务器到个物理服务器降低 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10,00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
14、 升级。提高服务水平;帮助企业建立业务和n资源之间的关系,使n和业务优先级对 应;将所有服务器作为大的资源统进行管理,并按需自动进行动态资源调配;无中 断的按需扩容。旧硬件和操作系统的投资保护:不再担心旧系统的兼容性,维护和升级等系列 问题。1.2.2 教育教学桌面环境现状1.2.2.1 教师用机目前华北电力教师用机采用便携式笔记本、台式机或家用计算机,主要应用场景 为日常办公,邮件、教学课件演示和教学视频编辑等。其中教师备课、教学课件演示 和日常办公应用场景终端数量较多,而教师需要进行教学演示(如数据库、专科教学 软件等)的应用场景终端数量相对较少。为满足不同科目教学,教师用机应用种类繁多、
15、位置分散、无法进行统一管理, 教学数据分散,教师携带笔记本或USB移动存储带来教学复杂度。1.2. 2.2多媒体教室多媒体教师是教师上课环境,教师通过教师终端播放教学课件、教学视频和教学 演示等,多媒体教室分布较为分散。当前教师上课需携带笔记本或USB移动存储设备 进行教学。1.3. 2.3教学机房教学机房是学生上机主要环境,目前所有教学机房均采用传统PC架构,通过硬 件还原卡进行还原保护,由于教课不同,所需安装应用不同导致教学机房难于管理, 且学生体验较差。1.4. 需求分析1.4.1 数据中心基础构架分析华北电信息中心的虚拟化系统平台构建将分为两个阶段进行。第一阶段主要是 在现有基础上构建
16、有弹性的虚拟化基础平台架构,使得相应的计算、网络和存储资源 能够以抽象化弹性资源池的方式针对用户现有及未来的应用部署提供快速服务支撑, 满足业务系统快速上线与降低信息系统基础架构管理复杂性的要求。在这阶段完成虚拟化架构平台搭建的同时,前期运行在物理服务器上的应用系 统迁移到该统一虚拟化基础架构平台上进行管理与维护,做为整个系统虚拟化运行的 前期应用准备。这些现有的服务器应用均可以通过VMware Converter工具迁移到搭建好的 VMware虚拟化平台基础架构中。第二阶段在原有业务迁移完成后,对未来业务进行逻辑规划和调整,实现院系VDC、教学虚拟服务器和站点容灾等。1.4.2 教育教学桌面
17、架构分析教师用机教师用机需要携带笔记本电脑或USB移动设备到多媒体教室进行教学,非常不方 便,而且需要不断通过USB设备拷贝数据导致经常出现文件损坏和病毒感染。需求:1 .为教师提供虚拟桌面,教师可在虚拟桌面中进行备课或将所需课件上传到虚 拟桌面中;教师不需要携带笔记本或USB移动设备到多媒体教室;教师通过 多媒体教室中的教学终端直接访问其虚拟桌面进行教学。2 .教学应用软件演示虚拟机,为需要进行大型软件演示的教师提供独立虚拟机; 教师不需要带笔记本设备,也不需要通过Workstation等软件来演示;教师直 接通过虚拟桌面远程连接其虚拟服务器进行教学演示;3 .教师虚拟桌面和笔记本统管理,包
18、括物理笔记本、台式机和虚拟桌面的统 管理,包括系统、应用和个性数据;4 .教师虚拟桌面多区域访问,包括各校区多媒体教师、教师办公室和家等;5 .集中数据备份,通过集中备份系统,保证教师教学数据可恢复性;6 .集中防病毒管理,保障全校教学安全。多媒体教室多媒体教师教学终端为远程接入终端和本地备份终端,所有教师通过该终端进行 远程教学虚拟桌面登录,在网络故障时可作为备份本地终端使用,此部分终端数量较 大,分布较广,很难对终端实施管理,建议对终端台式机进行定制化修改,实现统 配置和管理。教学机房教学机房为学生提供上机服务,所有上机课程均需在教学机房完成,由于教学内 容不同需设置不通PC配置的机房负责
19、相应的教学科目,导致教学机房需要严格分类, 另外教学机房需要部署大量教学课程软件,部分会出现冲突情况,难于管理;学生上 机必须固定在教学机房中。2 VMware云计算数据中心服务调配解决方案概述VMware云计算数据中心服务调配解决方案vRealize Automation Center可通过自动交付个性化的IT服务来提高业务敏捷性,本章将介绍该方案。2.1 方案概览正如前面所说,华北电在服务调配方面存在大量的挑战,由于自定义服务过多, 以及对于谁能访问什么服务、在何处调配服务等方面缺乏控制,服务调配非常耗时, 需要大量的人工操作,而且成本高昂。垂直竖井式管理把特定应用和基础架构捆绑在起,而V
20、Mware可以把基础硬件 和应用,以及终端用户服务抽象到种水平的松耦合的层级中,进而打破这种垂直竖 井结构的壁垒。传统n管理服务和资源在复 杂、脆弱、垂直 的体系中束缚在 起,不利于变 更和管理云计算管理服务组件从动态 资源池提取获得, 在横向层次上松 散绑定到服务中业务敏捷性 受到不利影响IT能够跟上 业务畐节奏图:传统竖井n管理向云计算管理转变VMware vRealize Automation Center (vRA)位于 VMware 云计算数据中心的最髙 级管理层面,它不仅可以管理基础计算资源,也可以管理桌面与应用资源。vRA提供 了一个可以跨不同云提供商的,管理和调配虚拟机、云虚拟
21、机和物理机,并管理它们 的生命周期资源的自助式门户。物理虚拟522222222DDqqqQJ2O 022S3Qsnvvaretwo*ch|xvSphw*Myper-VXnSfvr*VMmOMtCKMBUdlvmwareCloud Provtdm图:vRealize Automation Center异构环境可以通过vRA来进行集中化和标准化的调配和管理。对于管理虚拟机,可以对VMware vCloud Director环境、vSphere环境虚拟机进 行管理,并且可以管理 MicrosoftHyper-V、Citrix Xenserver, Redhat KVM 等虚拟化 环境。对于物理机,v
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