【正文】 算系統(tǒng)的重要目標是實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心最大程度的資源整合。通過單一控制臺，能夠全方位管理服務器配置－系統(tǒng)身份、固件版本、網(wǎng)卡 (NIC)設置、 HBA 設置和網(wǎng)絡配置文件等，無需 為 個系統(tǒng)組件配備 單獨的管理模塊 。這一功能不僅有助于提高 IT 人員的生產(chǎn)率， 而且 在需要更多資源時能夠快速擴展虛擬池的能力 。 ? 便于擴展：添加新服務器時，只需簡單地將服務器插入機箱， UCSM 會自己發(fā)現(xiàn)新設備，并根據(jù)策略自動或手動地將服務器的網(wǎng)卡， HBA 或虛擬網(wǎng)卡配置好，并聯(lián)如相應的 VLAN 和 VSAN。 刀片服務器及機箱配置： 采用思科 5108 刀片服務器，機箱最多可以安裝 8臺刀片服務器，由 2104XP 通過光纖連至 6120XP，每個 2104XP 有 4 個 10G 上行端口，支持 40G 帶寬，每刀片機箱安裝 1 個，共 40G 帶寬。 4) 使用統(tǒng)一的 UCS Manager 來管理所有硬件，而且能非常簡便和快速地配置和部署新的服務器。 簡化系統(tǒng)管理 在簡化系統(tǒng)管理方面， UCS 除了之前已經(jīng)提到的通過服務器整合帶來的好處之外，還有其他方面優(yōu)點。 2) 在內(nèi)存方面：對虛擬化而言，內(nèi)存比 CPU 更缺，因為每個虛擬機其實在運行的時候，不一定損耗很多的 CPU 周期，但是它會固定消耗很多內(nèi)存資源，而且內(nèi)存和其他資源相比很難 overmit（超標預訂）。其次，由于虛擬機的移動性，使得通過 vMotion 和 DRS 等技術能自動優(yōu)化系統(tǒng)資源。雖然 UCS 從本質上來說，可以認為它就是一組刀片系統(tǒng)。而一個機柜中的所有刀片都能共用一套基礎設施，除了空間利用率更高之外，集中供電效率也遠比單機要高很多。 刀片服務器選型 —— 思科 UCS 刀片服務器的特點 刀片服務器是一種 HAHD(High Availability High Density，高可用高 密度 )的低 成本服務器平臺，是專門為特殊應用行業(yè)和高密度計算機環(huán)境設計的，其主要結構為一大型主體機箱，內(nèi)部可插上許多 “ 刀片 ” ，其中每一塊刀片實際上就是一塊系統(tǒng)母板，類似于一個個獨立的服務器，它們可以通過本地硬盤啟動自己的操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)在一個萬兆以太網(wǎng)統(tǒng) 一陣列中集成了企業(yè)級服務器，提供了虛擬機和虛擬化軟件所需的 I/O 帶寬和功能。通過平衡 CPU 處理能力和經(jīng)濟高效的內(nèi)存配置使虛擬機密度提高時，就能夠更輕松地實現(xiàn)服務器虛擬化的經(jīng)濟優(yōu)勢。 服務器虛擬化為世界各地的數(shù)據(jù)中心帶來了眾多優(yōu)勢，但同時它也向數(shù)據(jù)中心提出了挑戰(zhàn)。虛擬化的實質就是“隔離” —將不同的業(yè)務隔離開來，彼此不能互訪，從而保證業(yè)務的安全需求；將不同的業(yè) 務的資源隔離開來，從而保證業(yè)務對于服務器資源的要求。通過整合，可以將多種業(yè)務集成在同一臺服務器上，直接減少服務器的數(shù)量，有效的降低服務器硬件成本和管理難度。 在 XXXXXXX 云計算平臺 項目中我們則綜合運用了 VMware、 Cisco、 EMC 這三大 IT 巨頭及新興網(wǎng)絡代表 F5 及 Blue Coat 公司的產(chǎn)品，經(jīng)過科學 的 部署周密的規(guī)劃必能將 XXXXXXX 云計算平臺 建設成一個高可靠、高 擴展性、易于管理 且具備良好兼容性的優(yōu)質云計算平臺 。 “虛擬計算環(huán)境聯(lián)盟 ”為各種規(guī)模的組織機構提供了數(shù)據(jù)中心轉型的加速之路，從而幫助他們極大地提高數(shù)據(jù)中心效率，同時大幅降低資本開支和運營費用。 思科、 EMC 和 VMware 一直開展著密切的合作，三方有著共同的愿景，即企業(yè) IT 基礎架構的未來是私有云計算。 其中最重要的計算平臺、存儲平臺、云計算操作系統(tǒng)分別為思科產(chǎn)品、 EMC產(chǎn)品、 VMware 產(chǎn)品，這三家公司共同組成了一個從技術、開發(fā)、服務等諸多領域的綜合聯(lián)盟（ VCE 聯(lián)盟，方案后面會有較詳細的介紹），使其兼容性及總體性能達到了最優(yōu)。即能夠實現(xiàn)總硬件資源占用量降低了，而每個業(yè)務得到的服務反而更有充分的資源保證了。 第 1章 XXXXXXX 云計算平臺 詳細設計方案 1. 云計算平臺的 設計目標 云計算 平臺采用 了 具有動態(tài)架構的云計算 操作系統(tǒng)（ VMware vsphere 產(chǎn)品） ，保證信息化的先進性、安全性、開放性、兼容性、共享性、可升級 及 擴充 性 ， 可確保系統(tǒng)實施和 日后 服務的效率和彈性。 3) 綠色環(huán)保： 節(jié)能降耗，最大限度節(jié)省電力消耗。 本方案中無論是應用交付領域、數(shù)據(jù)保護領域、網(wǎng)絡安全及用戶個人數(shù)據(jù)防護方面都設計到了最優(yōu)。私有云是 一種虛擬的 IT 基礎架構，專為一個機構安全地控制和獨立的運行。這樣，組織機構就不用再為究竟是選擇最好的技術，還是選擇端到端的供應商可靠性而勞神。 5. 計算系統(tǒng)設計（ 思科 UCS） 服務器發(fā)展趨勢 在數(shù)據(jù)大集中的趨勢下，數(shù)據(jù)中心的服務器規(guī)模越來越龐大。 服務器整合帶來了巨大的經(jīng)濟效益，同時也帶來了一個難題：多種業(yè)務集成在一臺服務器上，安全如何保 證？而且不同的業(yè)務對服務器資源也有不同的需求，如何保證各個業(yè)務資源的正常運作？為了解決這些問題，虛擬化應運而生。 數(shù)據(jù)中心資源的整合和虛擬化正在不斷發(fā)展，這需要高度可擴展的永續(xù)安全數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡基礎。如果有統(tǒng)一的 I/O 配置和足夠的帶寬，在每臺物理服務器上支持大量 VM，則資源池的管理會較為容易。最后，在統(tǒng)一了網(wǎng)絡接入層，并以相同方式對待虛擬機鏈路與物理服務器鏈路時，能夠更高效、更安全地管理虛擬環(huán)境，并獲得更出色的 QoS。思科擴展內(nèi)存技術為高度虛擬化所需要的大內(nèi)存提供了一種極為經(jīng)濟的配置方法。 刀片式服務器具有四大特點，首先是部署簡單、易于維護，所有的線都連在機柜上，布線只有原來的 1/10 或者 1/20。 思科 UCS 的優(yōu)勢概述 在此方案中我們建議選擇 思科統(tǒng)一計算系統(tǒng) (UCS)。但是 UCS 的出眾之處就是它為虛擬化做了很多優(yōu)化，所以很明顯 UCS 會 比普通刀片系統(tǒng)的更好地為虛擬機的目標服務。 3) 加速應用部署（ Accelerate Application Deployment），由于虛擬機鏡像的移動性，使得通過使用虛擬器件（ Virtual Appliance）等手段能加速部署。既然內(nèi)存對虛擬化是如此的重要，所以 UCS 為此推出它的 Extended Memory（內(nèi)存擴展）技術，通過這種技術能讓一臺薄薄的刀片服務器內(nèi)裝載高達 384GB的內(nèi)存，從而加載更多的虛擬機，同時內(nèi)存也能跑在 1066MHz 的高速下。 1) 通過引入 VNLink 技術改良了之前很難管理的 Virtual Networking，比如使用 Cisco Nexus 1000v 或者 Network Interface Virtulization 技術來替換之前常用但比較麻煩的 Virtual Switch 來管理網(wǎng)絡。 加速應有部署 在這方面， UCS 并沒有做過多的優(yōu)化，因為 這方面主要通過其上的 vSphere來控制。刀片服務器選擇思科 UCSB 系列刀片服務器。 ? 加強故障隔離能力：所有的鏈接都是冗余的，整個系統(tǒng)不存在單點故障，在保證系統(tǒng)的簡潔性的同時，也保證了系 統(tǒng)的安全性。 Cisco UCS Manager 是思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。 Cisco UCS Manager 內(nèi)嵌在兩個 互聯(lián)陣列中 。一般在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中存在兩種網(wǎng)絡：傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)局域網(wǎng)和使用光纖存儲交換機的存儲交換網(wǎng)絡。當前在以太網(wǎng)上融合傳統(tǒng)局域網(wǎng)和存儲網(wǎng)絡唯一成熟技術標準是 Fiber Channel Over Ether 技術（ FCoE），它已在標準上給出了如何把存儲網(wǎng)(SAN)的數(shù)據(jù)幀封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)進行轉發(fā)的相關技術協(xié)議。 Cisco UCS 6100 系列提供線速、低延時、無丟包萬兆以太網(wǎng)和以太網(wǎng)光纖通道（ FCoE）功能。 ? 計算網(wǎng)絡設備選型： ? 統(tǒng)一交換陣列：由 1 臺思科 6120XP 組成統(tǒng)一交換平臺，是數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡的骨干，并且由它實現(xiàn)對所有刀片服務器的設置。 青島膠建集團企業(yè)網(wǎng)絡的業(yè)務應用特點決定了目前的數(shù)據(jù)中心必須有很強的擴展能力，而同時又不能增加系統(tǒng)管理的難度和復雜性。這兩種功能的實現(xiàn)使得思科 UCS在數(shù)據(jù)中心部署時即可簡化物理的安裝、布線又可大大的節(jié)省日后的維護成本，提高數(shù)據(jù)中心的高可靠、快速響應的能力。無需配置傳統(tǒng)的服務器硬盤 RAID 配置、安裝操作系統(tǒng)、從存儲上調整 LUN 和新服務器的關聯(lián)、配置新裝系統(tǒng)的網(wǎng)絡、存儲、管理權限 … …等諸多工作。 幾乎每個人都知道虛擬化的優(yōu)勢： ? 整合工作負載；提高利用率；降低運營、投資、空間、耗電和冷卻等。 ? 使用虛擬化軟件的高可用性和災難恢復功能，來解決本地和跨地區(qū)故障問題。該系統(tǒng)包含一個低延時無丟包萬兆以太網(wǎng)統(tǒng)一陣列，以及多臺企業(yè)級x86 架構服務器。思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)以一個低延時無丟包的 10Gbps 統(tǒng)一網(wǎng)絡陣列為基礎，能夠滿足這一需要。所有流量都路由到中央服務器互聯(lián)，隨后以太網(wǎng)和光纖通道流量可獨立傳輸?shù)奖镜胤钦暇W(wǎng)絡。在虛擬化軟件使用基于光纖通道的共享存儲的環(huán)境里，就無需再部署冗余 HBA 卡、 收發(fā)器、電纜和上游交換機端口，這些成本相當于一個小型服務器。 Cisco UCS Manager 是思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。 Cisco UCS Manager 內(nèi)嵌在配置成高可用集群的兩個互聯(lián)陣列中。 Cisco UCS Manager 基于角色和策略的管理模式允許企業(yè)繼續(xù)執(zhí)行已有的獨立式管理。同時，高級管 理員能夠將精力更多地集中于關鍵業(yè)務問題，而不必關注各系統(tǒng)配置細節(jié)。類似的，當工作負載需求降低，應該直接關閉部分服務器，藉此根據(jù)實際工作負載需要，精確控制功耗和碳排放量。它能設置或配置唯一用戶 ID (UUID)、 BIOS 和固件版本；包括 MAC 地址、 VLAN 和服 務質量（ QoS）設置在內(nèi)的 NIC 配置；包括全球名稱（ WWN）、 VSAN、帶寬限制和固件版本在內(nèi)的 HBA 配置；以及包括 VLAN、 VSAN、 QoS 和以太通道設置在內(nèi)的上行鏈路端口配置。服務配置文件就像是課程示例，服務配 置文件模板則定義課程，即定義創(chuàng)建服務配置文件的策略。借助這一功 能，能夠快速、簡便地向不同虛擬池添加服務器。提高虛擬系統(tǒng)中的虛擬機密度的傳統(tǒng)方式是，購買更昂貴、更大 型的四路服務器。從處理器的內(nèi)存通道角度來看，該項技術將四個物理上獨立的 DIMM 映射為單一邏輯 DIMM（參見圖 3）。根據(jù) 2020 年 8 月公開的 內(nèi)存價格，該選項能夠節(jié)約 60%的內(nèi)存成本。 使用虛擬接口和 Cisco VNLink 技術進行聯(lián)網(wǎng) 傳統(tǒng)的刀片服務器為部署虛機環(huán)境增加了不必要的成本、復雜性和風險。這些軟交換機常常超出了網(wǎng)絡管理員的控制范圍，經(jīng)常由服務器管理員配置。這種方法為系統(tǒng)中的所有網(wǎng)絡通信提供了單一控制和管理點（參見圖 4）： ? 單一接入層交換機，即 Cisco UCS 6100 系列互聯(lián)陣列，支持虛擬機間的所有網(wǎng)絡流量傳輸，而無論虛擬機位于何處，為網(wǎng)絡流量提供了單一控制和管理點。 圖 4. 思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)提供了單一控制和管理點，不再劃分網(wǎng)絡接入層 (一 ) Cisco VNLink 技術 思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)中的每臺服務器都通過一條或多條物理鏈路連接到互聯(lián)陣列。這使得對于虛擬機的網(wǎng)絡連接的管理能像管理物理服務器的物理鏈路一樣進行。當一個虛擬機從一臺服務器移動到另一臺服務器，該 VM 的虛擬鏈路所連的虛擬接口只要簡單地與另一個物理端口建立關聯(lián)就可以了。 圖 5. Cisco VNLink 技術支持每虛擬機鏈路，它們的管理和移動獨立于物理鏈路 (二 ) 采用 Cisco UCS M81KR 虛擬接口卡的 Cisco VNLink 技術 當服務器配置了 Cisco UCS M81KR 虛擬接口卡時，思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)能發(fā)揮最大功效。 Cisco UCS Manager 中的端口配置文件定義了虛擬機所使用的 NIC 配置，在創(chuàng)建 VM 或將 VM 移動到另一服務器時，靈活地引導管理器配置虛擬機所需的接口。 (三 ) 總結 服務器虛擬化為世界各地的數(shù)據(jù)中心帶來了眾多優(yōu)勢，但同時它也向數(shù)據(jù)中心提出了挑戰(zhàn)。通過平衡 CPU 處理能力 和經(jīng)濟高效的內(nèi)存配置使虛擬機密度提高時，就能夠更輕松地實現(xiàn)服務器虛擬化的經(jīng)濟優(yōu)勢。該系統(tǒng)在一個萬兆以太網(wǎng)統(tǒng)一陣列中集成了企業(yè)級服務器，提供了虛擬機和虛擬化軟件所需的 I/O 帶寬和功能。 XXXXXXX 云計算平臺計算部分具體設計 在了解了思科物理 刀片 服務器的優(yōu)點和競爭優(yōu)勢之后， 在 XXXXXXX 云計算平臺的計算部分我們將采用下列的具體設計 （下述內(nèi)容僅為具體設計表述，具體的產(chǎn)品硬件及特色介紹我們將在下一章節(jié)體現(xiàn)） ： 1) 根據(jù)項目的 實際情況選配了兩款 思科服務器，這兩種服務器將來將策略性的分配為服務器虛擬化和桌面虛擬化。這兩臺物理服務器可整合約 64 臺高性能服務器或者約 256 臺虛擬桌面（這些數(shù)值為根據(jù)以往經(jīng)驗的保守估算值，實際的整合比可能高于此數(shù)值，要根據(jù)具體的運算業(yè)務來定）。萬一思科 UCS(刀片服務器 )壞掉那么我們僅需要重新插入一臺新的備機就可以了，在思科 6100XP的控制下思科刀片服務器可與存儲上的“本地硬盤”自動的關聯(lián)，從而自動的啟動系統(tǒng) ，而不需要傳統(tǒng)的服務器更換備機