【文章內(nèi)容簡介】 休眠甚至關閉的系統(tǒng)通電啟動，完成更新，然后恢復其先前狀態(tài)。通過這種方式，使得在夜間關閉的計算機仍然可以對它們應用新的軟件更新，這樣做可以幫助組織節(jié)省資金，并減少管理員在宿主服務器方面的維護工作量。Configuration Manager同時包含集成的防病毒軟件Endpoint Protect，為私有云中的物理主機和虛擬機提供安全保護。 自服務門戶私有云的使用者通過使用System Center Service Manager管理自服務門戶網(wǎng)站來直接管理被分配的虛擬機實例。如申請?zhí)摂M資源，開/關虛擬機，暫停虛擬機，進行虛擬機快照等操作。同時可以通過此門戶網(wǎng)站提供的ActiveX控件直接連接到特定的虛擬機實例上，從而在虛擬機環(huán)境中進行任意的操作。 數(shù)據(jù)備份為各項目組提供的開發(fā)測試用虛擬機中保存著項目相關的大量有用信息，如果一旦丟失后果不堪設想。因此私有云解決方案中的備份方案是整個解決方案的一個重要環(huán)節(jié)。本模塊中使用微軟的System Center Data Protection Manager來實現(xiàn)對宿主服務器和虛擬機的系統(tǒng)、數(shù)據(jù)的備份。使用 Integration Services HyperV VSS使得 DPM 備份數(shù)據(jù)而無需暫停或中斷用戶連接。Data Protection Manager 在文件更改時捕獲每個更改。這些更改存儲在本地文件服務器上，然后由 Data Protection Manager 代理按照管理員定義的計劃發(fā)送到 Data Protection Manager 服務器，例如每小時一次。此方法有時稱為“半連續(xù)數(shù)據(jù)保護”(nearcontinuous data protection)。管理員還可以配置 Data Protection Manager 以其它間隔備份文件。對于長期的備份數(shù)據(jù)存儲，可以將 Data Protection Manager 本身連接到磁帶備份系統(tǒng)。DPM也可備份群集， 并且支持VMM的快速遷移。使用HyperV的虛擬機復制功能，還可以實現(xiàn)虛擬機的整機備份與快速恢復。4. 詳細設計 總體架構設計整個設計方案對于私有云架構進行詳細說明，包括服務器虛擬化資源池設計、服務器群集組設計、私有云平臺管理功能設計、軟硬件選擇等，以及性能、安全性、高可用性等其它非功能因素。l 軟件部分n 活動目錄架構設計。n 私有云系統(tǒng)管理平臺部分，微軟Windows Server HyperV 及系統(tǒng)管理套件SystemCenter來構建虛擬資源池，并進行全面的私有云系統(tǒng)管理。l 硬件部分n 在硬件選擇方面主要會涉及以下三部分u 服務器：在架構設計中，會建設2個高可用群集，分別對應私有云系統(tǒng)管理平臺和應用業(yè)務系統(tǒng)。Windows群集能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬機的高可用性，一旦群集內(nèi)的某臺宿主服務器出現(xiàn)故障，可迅速的將虛擬機遷移到群集其他適宜的節(jié)點上。考慮到服務器虛擬化對高可用性的要求，建議在該群集中，專門預留一到兩個節(jié)點作為專門的備機，以提供更高的高可用性。u 存儲：考慮到要實現(xiàn)私有云平臺的高可用性和高性能，在存儲類型上建議使用SAN或IPSAN。具體所需可用空間，需要對所有虛擬機所需空間計算后得出。u 網(wǎng)絡：網(wǎng)絡部分主要根據(jù)服務器所配網(wǎng)卡數(shù)量，進行物理或者邏輯網(wǎng)絡類型的設計劃分 資源池設計私有云資源池由后端構成群集組的宿主服務器構成，形成計算資源的虛擬化池，提供給虛擬化管理平臺，虛擬桌面和虛擬服務器使用。在本方案中，后端虛擬機池由Windows Server 2012 HyperV來實現(xiàn)，通過服務器虛擬化技術來支持上述虛擬機。Windows Server 2012 HyperV是構建虛擬機池的核心組件，能夠充分利用硬件的虛擬化特性和減少虛擬化中的軟件模擬過程，很大的提高和優(yōu)化了虛擬服務器的性能尤其是在IO方面的性能。在HyperV 的產(chǎn)品體系結構組件中父分區(qū)負責資源分配和調(diào)度，以及客戶機與物理硬件之間的輸入/輸出 (I/O) 訪問。支持 Windows Hypervisor 的虛擬實例操作系統(tǒng)或“啟發(fā)式”虛擬實例操作系統(tǒng)利用 VMBus 實現(xiàn)更高性能的 I/O，而不支持 Hypervisor 的虛擬實例操作系統(tǒng)則使用模擬的設備。設備模擬可為范圍最廣的一組虛擬實例操作系統(tǒng)提供支持，但性能會受到影響。虛擬機管理程序是非常精簡的軟件層，它充分利用了 Windows Server 驅(qū)動程序支持和硬件輔助的虛擬化技術。不包含第三方代碼或驅(qū)動程序的最小代碼庫可幫助創(chuàng)建更加安全、更加強健的私有云解決方案平臺，HyperV宿主服務器通過內(nèi)置在Windows Server 2012上的集群服務來構建一個虛擬資源池，不同于單臺的HyperV宿主服務器，HyperV宿主服務器群集能夠?qū)崿F(xiàn)：n 可以將多臺宿主服務器的資源進行整合，可以按照宿主服務器資源利用情況合理分配虛擬機；n 良好的擴展性，如果原有數(shù)量的宿主服務器已經(jīng)存在性能瓶頸，計算資源已經(jīng)不能滿足要求，可以非常方便的添加新的宿主服務器到群集組中，從而擴展虛擬機的支持數(shù)量；n 可有效提高虛擬機的高可用性，一旦群集組中某一臺宿主服務器出現(xiàn)故障或需要進行定期運行維護的時候，運行在該宿主服務器上的虛擬機會平滑遷移到群集內(nèi)的其它宿主服務器上宿主機服務器池架構為虛擬桌面系統(tǒng)提供了更高的可用性，以及對硬件的更好利用。實際項目中建議分為至少2個群集組，分別對應應用系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。一旦某一臺在線宿主服務器發(fā)生故障或需要進行日常維護，則該服務器上的虛擬機就會遷移到本群集中的其它宿主服務器中。：n 管理平臺群集：2個節(jié)點的宿主服務器群集組；n 應用業(yè)務系統(tǒng)群集：n個節(jié)點的宿主服務器群集組。 節(jié)點容量設計使用如下計算公式匯總所有需要整合的服務器總資源量?？侰PU 需求=Candidate 1Candidate n 內(nèi)核數(shù)量* CPU速度 (MHz)* CPU 利用率 (%)總內(nèi)存需求=Candidate 1Candidate n(全部內(nèi)存 MB*內(nèi)存使用率 %)+ 32 MB總網(wǎng)絡I/O需求=Candidate 1Candidate nNIC 1NIC n每秒平均接收字節(jié)+每秒平均發(fā)送字節(jié)總磁盤I/O需求=Candidate 1Candidate n平均磁盤讀/sec+ 平均磁盤寫/secl 宿主機服務器可提供資源每臺宿主服務器能夠提供給虛擬機使用的物理資源計算公式：為虛擬機提供的宿主機服務器 CPU 能力=( CPU數(shù)量* 每 CPU內(nèi)核數(shù) 1)*85%為虛擬機提供的宿主機服務器內(nèi)存=宿主機服務器總內(nèi)存 GB 2 GB為虛擬機提供的宿主機服務器磁盤 IO能力=宿主機 IO 每秒基準* .85為虛擬機提供的宿主機網(wǎng)絡 IO能力 =宿主機 IO 每秒基準平均字節(jié)* .85 CPU微軟推薦的CPU虛擬化比例是4：1，比如一個8核CPU的宿主機，能支持最多32個虛擬CPU。雖然CPU比例在架構上沒有明確的限制，但是微軟建議在設計和規(guī)劃虛擬機時遵循這一比例。在此項目中根據(jù)預計虛擬機實例的數(shù)量，建議采用宿主機采用內(nèi)核數(shù)在12核或以上的CPU。 內(nèi)存宿主機有充足的物理內(nèi)存是確保虛擬機運行性能的最基本因素之一。這是因為虛擬機實例必須使用非頁面內(nèi)存。因為非頁面內(nèi)存不能以頁面文件的方式存儲在硬盤上，所以宿主機必須有足夠的的物理內(nèi)存來支撐虛擬機實例的運行，宿主機物理內(nèi)存的需求總量除分配給每臺虛擬機實例使用之外還需要按照以下因素保留給宿主機系統(tǒng)：n Hypervisor需要300MBn 被分配給每個虛擬機的第一個1GB內(nèi)存需要32MB保留給宿主服務器n 運行在根分區(qū)的宿主機操作系統(tǒng)需要至少2G對于虛擬服務器群集中的宿主機，預估每個群集節(jié)點運行的虛擬機的平均數(shù)量是4臺，按照每臺虛擬服務器內(nèi)存設置16G計算，宿主機所需內(nèi)存數(shù)量詳細計算如下：所需內(nèi)存= + 2 + 16*4 + *4 = 建議在每臺宿主機上至少配置96G內(nèi)存?？紤]到今后擴展，建議每臺服務器配置128G內(nèi)存。 磁盤由于所有的虛擬桌面均放置在后端存儲上，因為對于宿主服務器上本地硬盤容量要求不高，主要為了滿足本地Windows Server 2012安裝的空間要求。服務器本地磁盤可用容量建議大于120G。 網(wǎng)卡Windows Server 2012提供了一系列網(wǎng)絡優(yōu)化特性，如TCP載荷轉移（TCP Offload）虛擬機隊列VMQ和巨型幀（Jumbo Frame），上述功能較大地改善了網(wǎng)絡性能，同時提升了CPU使用率，進而提升了系統(tǒng)整體的性能。對于HyperV群集，所有的節(jié)點必須具備相同數(shù)量的網(wǎng)卡，同時這些網(wǎng)卡必須連接到相同的網(wǎng)絡。HyperV群集的運行涉及到5個網(wǎng)絡，以下是每個網(wǎng)絡的標準配置：n 網(wǎng)絡1：承載SCVMM和HyperV的管理通訊n 網(wǎng)絡2：承載Live Migration通訊流量n 網(wǎng)絡3：承載群集心跳通訊n 網(wǎng)絡4：承載宿主機和虛擬實例的外部通訊n 網(wǎng)絡5：承載后端存儲流量其中，網(wǎng)絡1和網(wǎng)絡2可以合并，為了最大限度的提升虛擬機的訪問效率及實現(xiàn)網(wǎng)絡冗余，建議每臺服務器上配置4塊萬兆以太網(wǎng)卡。同時配置萬兆以太網(wǎng)交換機。 存儲設計 RAID類型選擇 對于順序讀寫而且寫性能要求高的應用，可選擇RAID 1，或RAID 1/0。如果是順序?qū)懸蟾叩臄?shù)據(jù)，應單獨在一個RAID組中，避免磁頭來回移動。典型的有Oracle的 redo log，Exchange的Transaction log等日志型的數(shù)據(jù)。 對于有備份，沒有容錯要求，讀寫性能要求高的用RAID 0，比如實時數(shù)據(jù)采集。 對于讀要求高于寫要求，容量上有考慮的，隨機寫要求不高的都可以使用選擇RAID 5。如數(shù)據(jù)庫文件。 在本方案中，我們設計Raid5為磁盤陣列方式 IOPS計算 存儲IOPS由三個因素組成，磁盤數(shù)量，磁盤轉速和RAID類型。 以下是磁盤不同轉速的IOPS經(jīng)驗值列表：RPMIOPSSSD6000SAS 15K175SAS 10K125SATA 720075SATA 540050 不同RAID類型的Write Penalty值如下RAIDWrite PenaltyRAID00RAID12RAID102RAID54RAID66即為實現(xiàn)陣列的高可用性，除了RAID 0之外，每塊raid的磁盤都犧牲了部分寫性能。折損的比例公式為 %Read+%Write*（IO Penalty），為了簡化計算我們假定讀寫各為50%，則折損比系數(shù)=*(1+IO Penalty).不同類型RAID的折損系數(shù)為:RAIDPenaltyRAID01RAID1RAID10RAID5RAID6 綜上所述，RAID的IOPS估算方法為（磁盤數(shù)量*磁盤IOPS）/折損系數(shù)。 如果每臺服務器需要運行4個虛擬服務器實例，按照每個虛擬服務器需要100 IOPS，則總的IOPS為400。如果選用15k轉的SAS硬盤，使用RAID 5，則陣列中最低硬盤數(shù)=400* LUN劃分所有虛擬機的鏡像文件均會放置在后端存儲中，對于后端存儲中劃分LUN建議如下： 每個服務器群集組，劃分一個容量為1G 的Quorum LUN充當Windows群集的仲裁卷。 為每個服務器群集組，劃分多個LUN，分別放置該群集的虛擬機以下根據(jù)每個群集的虛擬機負載建議的LUN的劃分 應用系統(tǒng)群集n 群集仲裁卷 1個LUN 容量1GBn 群集共享卷4個LUN 容量為4TB183