【正文】 用的容量已全部分配完畢。雖然視頻服務(wù)器和下載服務(wù)器的負(fù)載相對(duì)較高，但是也沒(méi)有充分發(fā)揮硬件平臺(tái)的資源效率。出于經(jīng)濟(jì)效益和管理安全性考慮，針對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化整合已勢(shì)在必行。從存儲(chǔ)的角度來(lái)看，虛擬化技術(shù)可網(wǎng)絡(luò)化、整合磁盤(pán)設(shè)備，并讓多個(gè)服務(wù)器共享磁盤(pán)設(shè)備，從而提高了利用率。在這種環(huán)境下，虛擬化技術(shù)就體現(xiàn)了整合的優(yōu)勢(shì)。用戶(hù)希望能采用各種桌面設(shè)備、筆記本電腦、家用PC和移動(dòng)設(shè)備來(lái)進(jìn)行工作。購(gòu)置新的服務(wù)器是一項(xiàng)漫長(zhǎng)的過(guò)程，這使得IT部門(mén)更加難以應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)快速成長(zhǎng)和不斷變動(dòng)的需求。目 錄1 概述 7 項(xiàng)目背景 7 現(xiàn)狀分析 72 VMware解決方案規(guī)劃設(shè)計(jì) 11 計(jì)算資源規(guī)劃 11 存儲(chǔ)資源規(guī)劃 15 網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃 21 可用性規(guī)劃 24 管理與監(jiān)控規(guī)劃 263 vSphere體系架構(gòu) 30 基于vSphere的虛擬數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu) 30 ESXi體系結(jié)構(gòu) 31 ESXi架構(gòu)和組件 31 VMkernel 32 虛擬機(jī)監(jiān)視器VMM 33 虛擬機(jī) 33 資源分配方式 36 主機(jī)、集群、資源池 36 份額、限制、預(yù)留 374 計(jì)算功能特性 39 虛擬機(jī)計(jì)算性能 39 CPU虛擬化 39 內(nèi)存虛擬化 42 虛擬機(jī)性能 46 關(guān)鍵應(yīng)用虛擬化 46 虛擬機(jī)遷移 48 vMotion簡(jiǎn)介 48 實(shí)現(xiàn)原理與工作機(jī)制 51 向大數(shù)據(jù)擴(kuò)展 52 CPU和內(nèi)存的熱添加和磁盤(pán)的熱擴(kuò)展 53 功能描述 53 工作原理 54 分布式資源調(diào)度DRS 54 功能描述 54 工作原理 55 分布式電源管理DPM 56 功能描述 56 工作原理 56 NVIDIA GRID vGPU 575 網(wǎng)絡(luò)和安全功能特性 59 vSphere標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)（VSS） 60 VSS概念 60 VSS架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)特性 60 vSphere 分布式交換機(jī)（VDS） 61 VDS概念 61 VDS架構(gòu) 61 功能摘要 62 詳細(xì)技術(shù)信息 64 網(wǎng)絡(luò) I/O 控制 (NIOC) 64 功能摘要 65 詳細(xì)技術(shù)信息 66 無(wú)代理終端安全防護(hù) 67 概覽 67 主要優(yōu)勢(shì) 68 vShield Endpoint工作原理 70 vShield Endpoint主要功能特性 706 存儲(chǔ)功能特性 73 虛擬化環(huán)境的存儲(chǔ) 73 vSphere存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu) 75 Storage Distributed Resources Scheduler (DRS) 76 功能概覽 76 詳細(xì)技術(shù)信息 76 基于存儲(chǔ)策略的管理 77 Storage vMotion 79 功能概覽 79 詳細(xì)技術(shù)信息 81 存儲(chǔ) I/O 控制 82 功能概覽 82 詳細(xì)技術(shù)信息 83 Virtual Machine File System (VMFS) 84 功能概覽 84 詳細(xì)技術(shù)信息 86 Storage Thin Provisioning 86 功能概覽 86 詳細(xì)技術(shù)信息 87 存儲(chǔ) API 88 Virtual Volumes 90 vSphere Flash Read Cache 92 VMware FRC介紹 92 VMware特性與優(yōu)勢(shì) 92 vFRC詳細(xì)技術(shù)信息 927 可用性功能 96 VMware High Availability 96 概覽 96 HA詳細(xì)技術(shù)信息 98 VMware Fault Tolerance 100 概覽 101 FT詳細(xì)技術(shù)信息 102 VMware Data Protection 103 功能特性 104 VDP詳細(xì)技術(shù)信息 105 vStorage APIs for Data Protection 107 概覽 107 VADP的主要優(yōu)勢(shì) 107 vSphere Replication 108 概覽 108 VR詳細(xì)技術(shù)信息 1098 管理和自動(dòng)化 116 集中式控制和主動(dòng)式管理 116 vCenter Server體系結(jié)構(gòu)和組件 116 功能概覽 119 自動(dòng)化管理與調(diào)配 120 內(nèi)容庫(kù) 120 Auto Deploy 122 主機(jī)配置文件 123 Update Manager 1239 方案優(yōu)勢(shì)總結(jié) 12510 配置清單及說(shuō)明 127 硬件配置需求 127 虛擬化軟件配置需求 12711 專(zhuān)業(yè)服務(wù) 128 VMware專(zhuān)業(yè)服務(wù)介紹 128 專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)服務(wù)內(nèi)容 128 VMware Accelerate咨詢(xún)服務(wù) 128 技術(shù)咨詢(xún)服務(wù) 129 技術(shù)客戶(hù)經(jīng)理(TAM)服務(wù) 129 專(zhuān)業(yè)服務(wù)實(shí)施流程 130 評(píng)估 131 規(guī)劃與設(shè)計(jì) 131 實(shí)施 132 運(yùn)維 13212 支持服務(wù)概述 133 VMware支持的角色和職責(zé) 133 全球技術(shù)支持服務(wù) 133 自助服務(wù)支持 134 社會(huì)支持 134 其他資源 13513 培訓(xùn)服務(wù) 136 培訓(xùn)課程和認(rèn)證體系 136 VMware精選課程介紹 13814 縮略語(yǔ)解釋 21 概述 項(xiàng)目背景不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)對(duì)IT部門(mén)的要求越來(lái)越高，所以數(shù)據(jù)中心需要更為快速的提供所需要的能力。如果不斷購(gòu)買(mǎi)新的服務(wù)器，又會(huì)增加采購(gòu)成本和運(yùn)作成本，而且還會(huì)帶來(lái)更多供電和冷卻的開(kāi)支，同時(shí)，目前的服務(wù)器還沒(méi)有得到充分的利用。例如，對(duì)于新業(yè)務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)的供應(yīng)和拆除需求，往往就需要消耗大量寶貴的資源和時(shí)間。服務(wù)器價(jià)格急劇下降，服務(wù)器散亂現(xiàn)象仍然存在。應(yīng)用在IT的不同層面，從邏輯層將物理層抽象出來(lái)意味著邏輯組件會(huì)得到更一致的管理。從應(yīng)用的角度來(lái)看，虛擬化技術(shù)將應(yīng)用計(jì)算從用戶(hù)設(shè)備中分離出來(lái)，并在數(shù)據(jù)中心對(duì)應(yīng)用及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，通過(guò)集中化技術(shù)改善了管理和系統(tǒng)的安全性。 現(xiàn)狀分析XXX客戶(hù)數(shù)據(jù)中心目前以X86服務(wù)器為主，運(yùn)行著人力資源、市場(chǎng)計(jì)費(fèi)、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、資產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)管理、郵件、安全等業(yè)務(wù)系統(tǒng)。另外還有一些運(yùn)行邊緣業(yè)務(wù)的服務(wù)器，由于設(shè)備老舊以及所在位置等原因，本次尚未統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。u IBM FastT600陣列上，庫(kù)存管理系統(tǒng)可使用的總?cè)萘繛?340G，現(xiàn)已使用了1340G，使用率為100%；身份認(rèn)證系統(tǒng)可使用的總?cè)萘繛?40G，現(xiàn)已使用了170G，使用率為50%。u EMC CX4480陣列上，下載服務(wù)器可用總?cè)萘繛?000G，現(xiàn)已使用了2000G，使用率為100%；生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)可用總?cè)萘繛?80G，現(xiàn)已使用了800G，使用率為82%。通過(guò)對(duì)XXX客戶(hù)服務(wù)器和存儲(chǔ)現(xiàn)狀的分析，目前IT基礎(chǔ)架構(gòu)有以下幾個(gè)問(wèn)題亟待解決：u 服務(wù)器的利用率低。其次是當(dāng)硬件需要維護(hù)、升級(jí)或出現(xiàn)硬件故障時(shí)，上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)均會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的中斷，影響業(yè)務(wù)的連續(xù)性，其中包括一些重要業(yè)務(wù)系統(tǒng)，一旦中斷服務(wù)影響很大，未來(lái)數(shù)據(jù)中心搬遷時(shí)會(huì)更加麻煩。例如：由于各種資源數(shù)據(jù)庫(kù)不同公司分別開(kāi)發(fā)，需要的運(yùn)行的軟硬平臺(tái)很多時(shí)候不能保證兼容。u 對(duì)業(yè)務(wù)需求無(wú)法做到及時(shí)響應(yīng)，靈活性差。2 VMware解決方案規(guī)劃設(shè)計(jì)虛擬化技術(shù)的引入大大減少了需要維護(hù)和管理的設(shè)備，如服務(wù)器、交換機(jī)、機(jī)架、網(wǎng)線、UPS、空調(diào)等。圖：數(shù)據(jù)中心整體架構(gòu)圖服務(wù)器虛擬化后，我們搭建了虛擬化集群，并統(tǒng)一進(jìn)行管理。本章節(jié)接下來(lái)的部分，將從計(jì)算，存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)，可用性，管理與監(jiān)控五個(gè)方面對(duì)XXX客戶(hù)的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行全面高效的規(guī)劃設(shè)計(jì)。216。虛擬CPU的數(shù)量不得超過(guò)主機(jī)上物理CPU核心（或超線程）的數(shù)量。u 資源池CPU和內(nèi)存份額設(shè)置不能用于配置虛擬機(jī)優(yōu)先級(jí)。如果系統(tǒng)磁盤(pán)和數(shù)據(jù)磁盤(pán)需要相同的I/O特征（RAID級(jí)別、存儲(chǔ)帶寬和延遲），應(yīng)將它們一起放置在一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。確保為虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)中的每個(gè)虛擬機(jī)啟用了防病毒、反間諜軟件、入侵檢測(cè)和防火墻。為便于管理，應(yīng)為DNS配置每個(gè)ESXi主機(jī)的主機(jī)名和IP地址。u 使用一個(gè)或多個(gè)啟用了vSphere HA和DRS的集群，以增加可用性和可擴(kuò)展性。我們使用容量規(guī)劃工具對(duì)XXX客戶(hù)數(shù)據(jù)中心里的1000款不同的應(yīng)用進(jìn)行了采樣評(píng)測(cè)，以獲取這些應(yīng)用對(duì)CPU和內(nèi)存的需求情況，具體的分析結(jié)果如下所示。u CPU和內(nèi)存的估算需要預(yù)留20%的空間用于突發(fā)的計(jì)算能力過(guò)量。所有虛擬機(jī)的CPU峰值頻率需求量= 需要的ESXi主機(jī)個(gè)數(shù)每臺(tái)ESXi主機(jī)的可用CPU根據(jù)上述公式，XXX客戶(hù)為了使這1000款應(yīng)用可以在CPU峰值時(shí)正常運(yùn)行所需的ESXi主機(jī)個(gè)數(shù)是：509,670MHz (CPU頻率總體需求量)= 個(gè)ESXi主機(jī)30,720MHz (每臺(tái)主機(jī)的可用CPU頻率)下面這個(gè)公式用來(lái)估算可以滿足數(shù)據(jù)中心中這些虛擬機(jī)在內(nèi)存峰值時(shí)正常運(yùn)行所需的ESXi主機(jī)個(gè)數(shù)。上述對(duì)計(jì)算資源的規(guī)劃可以滿足虛擬機(jī)環(huán)境資源突發(fā)時(shí)的資源溢出要求。存儲(chǔ)資源規(guī)劃的目標(biāo)是戰(zhàn)略性地協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)應(yīng)用與存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)，以降低成本、改善性能、提高可用性、提供安全性，以及增強(qiáng)功能，同時(shí)將應(yīng)用數(shù)據(jù)分配到相應(yīng)的存儲(chǔ)層。u 構(gòu)建模塊化存儲(chǔ)解決方案，該方案可以隨時(shí)間推移不斷擴(kuò)展，以滿足組織的需求，用戶(hù)無(wú)需替換現(xiàn)有的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)。u 允許集群中的所有主機(jī)訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。u 對(duì)于光纖通道、NFS和iSCSI存儲(chǔ)，可對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計(jì)，以降低延遲并提高可用性。單個(gè)NFS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的容量取決于將訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的每個(gè)虛擬機(jī)所需的空間，乘以在延遲可接受的情況下可以訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的虛擬機(jī)數(shù)量。保留10%到20%的額外容量，用于容納快照、交換文件和日志文件u 為促進(jìn)對(duì)iSCSI資源的穩(wěn)定訪問(wèn)，應(yīng)該為iSCSI啟動(dòng)器和目標(biāo)配置靜態(tài)IP地址。216。每臺(tái)vSphere服務(wù)器到存儲(chǔ)的連接示意圖如下所示。u 根據(jù)應(yīng)用的需要設(shè)置LUN的RAID結(jié)構(gòu)，如對(duì)于隨機(jī)讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)庫(kù)如Oracle、SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，建議在LUN級(jí)別采用RAID10結(jié)構(gòu)，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)日志通常為連續(xù)寫(xiě)或恢復(fù)時(shí)連續(xù)讀，建議在LUN級(jí)別采用RAID5結(jié)構(gòu)。u 磁盤(pán)陣列的選擇應(yīng)該滿足整個(gè)虛擬化環(huán)境最大IOPS的吞吐量需求，并配置足夠的存儲(chǔ)處理器、緩存和端口數(shù)。若VM需要直接訪問(wèn)存儲(chǔ)卷，如NTFS或EXT3，應(yīng)在存儲(chǔ)中另外創(chuàng)建一LUN，以RDM方式映射到VM，VM以裸磁盤(pán)方式使用。雖然將來(lái)仍然可以利用vmkfstools等工具在線擴(kuò)充VMFS，但是仍然無(wú)法避免上述虛擬機(jī)磁盤(pán)跨LUN使用的問(wèn)題。一個(gè)典型的存儲(chǔ)分層實(shí)例如下圖所示。層接口應(yīng)用速度RAID磁盤(pán)數(shù)注釋1光纖通道 電子郵件 Web 服務(wù)器 客戶(hù)資源管理15K RPM10810 VMs/VMFS 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)2光纖通道 薪酬管理 人力資源15K RPM5415 VMs/VMFS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3光纖通道 測(cè)試 開(kāi)發(fā)10K RPM5415 VMs/VMFS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表：存儲(chǔ)分層實(shí)現(xiàn)216。一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)群集中可以混用不同大小和I/O能力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，還可以混用來(lái)自不同陣列和供應(yīng)商的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。u 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)群集中不能包含跨多個(gè)數(shù)據(jù)中心共享的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。集群名存儲(chǔ) DRS自動(dòng)化是否啟動(dòng) I/O Metric空間使用率I/O 延遲DataClustersW/O啟用全自動(dòng)化是85%15msDataClustersW啟用未自動(dòng)化是85%15ms表：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集群設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃正確的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)對(duì)組織實(shí)現(xiàn)其業(yè)務(wù)目標(biāo)有著積極的影響，它可確保經(jīng)過(guò)授權(quán)的用戶(hù)能夠及時(shí)訪問(wèn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，同時(shí)防止未經(jīng)授權(quán)的用戶(hù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)。在規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，我們主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考量并進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)。u 為了減少爭(zhēng)用和增強(qiáng)安全性，應(yīng)該按照流量類(lèi)型（vSphere管理網(wǎng)絡(luò)（HA心跳互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)）、vMotion在線遷移網(wǎng)絡(luò)、虛擬機(jī)對(duì)外提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)、FT、IP存儲(chǔ)）對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行邏輯分離。u 可以在不影響虛擬機(jī)或在交換機(jī)后端運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的前提下，向標(biāo)準(zhǔn)或分布式交換機(jī)添加或從中移除網(wǎng)絡(luò)適配器。將所有VMkernel網(wǎng)絡(luò)適配器配置為相同MTU。u 對(duì)于物理交換網(wǎng)絡(luò)也應(yīng)該相應(yīng)的進(jìn)行冗余設(shè)置，避免單點(diǎn)故障。u ，避免使用MSI和MSIX模式，因?yàn)檫@會(huì)明顯影響性能。標(biāo)準(zhǔn)虛擬交換機(jī)／分布式虛擬交換機(jī)功能物理網(wǎng)卡端口數(shù)VDS0管理網(wǎng)絡(luò)2VDS1vSphere vMotion2VDS2虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)2表：每臺(tái)服務(wù)器的虛擬交換機(jī)建議上述配置的相關(guān)說(shuō)明如下。采用此方式可以確保遷移主機(jī)可以保留原有的網(wǎng)絡(luò)配置如網(wǎng)關(guān)等，并且建議在網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中啟用通知物理交換機(jī)功能，該功能可以確保遷移主機(jī)通過(guò)反向ARP通知物理交換機(jī)虛擬機(jī)端口的更改，確保新的用戶(hù)會(huì)話可以被正確建立。 網(wǎng)卡綁定服務(wù)器整合會(huì)將各種故障影響混在一起，從而增加對(duì)冗余的需要。在服務(wù)器高可用性上，vSphere內(nèi)置了HA，DRS和vMotion等功能可以應(yīng)對(duì)本地站點(diǎn)多種虛擬機(jī)應(yīng)用計(jì)劃內(nèi)和計(jì)劃外意外停機(jī)的問(wèn)題。這樣可保護(hù)客戶(hù)的虛擬機(jī)、托管平臺(tái)門(mén)戶(hù)/管理應(yīng)用。此外，VMware還建議對(duì)vCenter進(jìn)行配置，使之能夠主動(dòng)將虛擬機(jī)從運(yùn)行狀況不穩(wěn)定的主機(jī)中遷移出來(lái)。這可確保鄰位干擾虛擬機(jī)不會(huì)獨(dú)占存儲(chǔ)I/O資源。無(wú)影響?？墒褂没谪?fù)載的綁定機(jī)制來(lái)避免超額使用網(wǎng)絡(luò)鏈路的情況。vSphere主機(jī)存儲(chǔ)連接對(duì)于每個(gè)LUN或NFS共享，將vSphere主機(jī)配置為至少具有兩個(gè)物理路徑，以防止因單個(gè)存儲(chǔ)路徑故障而影響到服務(wù)。保持工作負(fù)載可訪問(wèn)性VMware vCenter ServervCenter Server 作為虛擬機(jī)運(yùn)行并使用 vCenter Server Heartbeat。此外，如果虛擬機(jī)操作系統(tǒng)故障也可以被VMware HA偵測(cè)