【正文】 署了虛擬化系統(tǒng)的x86標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器。在提供虛擬計算資源的同時，服務(wù)器上的空閑磁盤空間被組織起來形成一個統(tǒng)一的虛擬共享存儲：虛擬存儲系統(tǒng)。虛擬化存儲在功能上與獨立共享存儲完全一致；同時由于存儲與計算完全融合在一個硬件平臺上，無需象以往那樣購買連接計算服務(wù)器和存儲設(shè)備的專用SAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（FC SAN或者iSCSI SAN）。圖323虛擬化存儲解決方案示意圖虛擬化存儲方案技術(shù)實現(xiàn)方案如下：1) 分布式LUN設(shè)計在虛擬化存儲架構(gòu)中，每臺服務(wù)器同時也是一個存儲節(jié)點。除了安裝平臺軟件的系統(tǒng)盤外，每個節(jié)點上的其他所有磁盤空間（包括系統(tǒng)盤的剩余分區(qū)）都能被用于虛擬化存儲。虛擬化存儲會使整個LUN盡量均勻分布在所管理的全部節(jié)點和物理磁盤上，這樣的設(shè)計使得對LUN的I/O操作能利用整個系統(tǒng)中全部節(jié)點和磁盤的性能。當(dāng)管理員創(chuàng)建一個LUN時，虛擬化存儲并不會馬上為該LUN分配實際的物理存儲空間，而是采用精簡模式，在有數(shù)據(jù)寫入的時候才分配存儲空間。精簡模式使用戶在存儲空間有限時，能按未來的業(yè)務(wù)發(fā)展需要提前規(guī)劃LUN的容量。2) 高可用性設(shè)計用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要為數(shù)據(jù)設(shè)置副本數(shù)量。虛擬化存儲支持用戶為每個LUN設(shè)置2到5個副本，并且使得不同的副本分布在不同的服務(wù)器和物理磁盤上，從而提供最大的容錯性。當(dāng)一個服務(wù)器故障，甚至多臺服務(wù)器故障時，虛擬化存儲仍能正常工作，而且數(shù)據(jù)不丟失3) 高性能設(shè)計虛擬化存儲采用分布式系統(tǒng)設(shè)計，其存儲容量和性能隨著服務(wù)器節(jié)點的增加而線性增加。由于每個LUN都橫跨全部節(jié)點服務(wù)器和物理磁盤，所以每個LUN都可以利用全部服務(wù)器和物理磁盤的性能，從而提供比傳統(tǒng)存儲更高的性能。下面圖示顯示虛擬化存儲的IOPS和吞吐能力隨節(jié)點服務(wù)器數(shù)量的增加而線性增加的狀態(tài)。圖324 IOPS隨著節(jié)點的增加線性增加此外，不同于傳統(tǒng)RAID以專用空閑磁盤作為熱備，虛擬化存儲由系統(tǒng)自動提供熱備空間，并且將熱備空間均勻分布在全部物理磁盤上。這樣當(dāng)數(shù)據(jù)重構(gòu)啟動后，全部節(jié)點服務(wù)器及物理磁盤都可以參與重構(gòu)從而實現(xiàn)最佳的重構(gòu)效率?？梢栽诿總€服務(wù)器節(jié)點上配置RAID卡緩存來增強I/O性能，根據(jù)存儲容量的不同可以配置容量不等的RAID卡緩存。在追求更高性能的時候，還可以在每臺服務(wù)器上配置SSD固態(tài)硬盤作為熱點數(shù)據(jù)高速緩存。4) 自動化管理設(shè)計虛擬化存儲采用無中心架構(gòu)，每個節(jié)點服務(wù)器的角色完全一樣，這樣用戶無需象傳統(tǒng)分布式存儲系統(tǒng)那樣管理元數(shù)據(jù)服務(wù)器。而且整個虛擬存儲系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)采用分布式設(shè)計，由系統(tǒng)自動管理，無需人工干預(yù)。當(dāng)系統(tǒng)擴容時（比如增加物理磁盤或者增加服務(wù)器節(jié)點），用戶只需幾條簡單命令（通過命令行或者圖形化管理界面）將物理部件加入集群，系統(tǒng)上原有的數(shù)據(jù)將自動重新均衡，原有LUN將自動擴展到新的物理設(shè)備上。虛擬化存儲具備強大的自愈能力，一般硬件故障無需人工干預(yù)。物理磁盤或者服務(wù)器節(jié)點故障后，系統(tǒng)可在數(shù)秒內(nèi)自愈，自動恢復(fù)業(yè)務(wù)。5) 按需擴展虛擬化存儲是一種可橫向擴展（Scaleout）的分布式架構(gòu)，當(dāng)云平臺需要更多計算和存儲資源時，只需以服務(wù)器為單位進行擴容，即能實現(xiàn)計算與存儲資源的同步擴展，而無需象傳統(tǒng)存儲陣列那樣，哪怕是擴容一個硬盤，也需要再購買整套存儲設(shè)備。采用每次增加一臺節(jié)點服務(wù)器的擴容方案，虛擬化存儲存儲容量可從幾個TB逐步擴展到幾千TB。新加入的節(jié)點服務(wù)器將在業(yè)務(wù)不中斷的情況下，自動納入統(tǒng)一資源池，極大縮短擴容部署時間。6) 管理簡便虛擬化存儲系統(tǒng)采用采用無中心分布式架構(gòu)，無需人為設(shè)置管理節(jié)點，從而避免了傳統(tǒng)集群存儲系統(tǒng)復(fù)雜的元數(shù)據(jù)服務(wù)器管理。系統(tǒng)具備強大的自愈能力，一般硬件故障無需人工干預(yù)。一個節(jié)點故障后，系統(tǒng)能自動自愈，用戶只需選擇合適的時間窗口更換故障件即可使整個系統(tǒng)恢復(fù)到原樣。當(dāng)增加一個服務(wù)器節(jié)點時，無需中斷業(yè)務(wù)，該節(jié)點的存儲空間將自動納入整個系統(tǒng)，系統(tǒng)中已有的數(shù)據(jù)將自動重新均衡分布。這一切都無需人工干預(yù)。由于整個系統(tǒng)具備強大的自我管理能力，用戶在使用虛擬化存儲提供的存儲資源時，只需簡單的創(chuàng)建、刪除存儲資源（iSCSITarget、LUN），查看存儲資源使用情況，以及通過日志了解系統(tǒng)運行狀況，管理十分方便。 網(wǎng)絡(luò)資源池構(gòu)建服務(wù)器虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)使得計算服務(wù)提供不再以主機為基礎(chǔ)，而是以云主機為單位來提供，同時為了滿足同一物理服務(wù)器內(nèi)云主機之間的數(shù)據(jù)交換需求，服務(wù)器內(nèi)部引入了網(wǎng)絡(luò)功能部件虛擬交換機vSwitch（Virtual Switch），如下圖所示，虛擬交換機提供了云主機之間、云主機與外部網(wǎng)絡(luò)之間的通訊能力。，正式將“虛擬交換機”命名為“Virtual Ethernet Bridge”，簡稱VEB，或稱vSwitch。圖325云主機交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)vSwitch的引入，給云平臺基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的運行帶來了以下兩大問題：云主機的不可感知性問題物理服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)的連接是通過鏈路狀態(tài)來體現(xiàn)的，但是當(dāng)服務(wù)器被虛擬化后，一個主機內(nèi)同時運行大量的云主機，而此前的網(wǎng)絡(luò)面對這些云主機的創(chuàng)建與遷移、故障與恢復(fù)等運行狀態(tài)完全不感知，同時對云主機也無法進行實時網(wǎng)絡(luò)定位，當(dāng)云主機遷移時網(wǎng)絡(luò)配置也無法進行實時地跟隨，雖然有些數(shù)據(jù)鏡像、分析偵測技術(shù)可以局部感知云主機的變化，但總體而言目前的云主機交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)無法滿足虛擬化技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提出的要求。為了解決上述問題，本次方案的解決思路是將云主機的所有流量都引至外部接入交換機，也就是XX的VEPA方案，此方案將所有的流量均經(jīng)過物理交換機，因此與云主機相關(guān)的流量監(jiān)控、訪問控制策略和網(wǎng)絡(luò)配置遷移問題均能在物理交換機上得到很好的解決，此方案最典型的代表是EVB標(biāo)準(zhǔn)。 Edge Virtual Bridging（EVB）是由XX制定一個新標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已提交IEEE ，并成為國際通用標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決vSwitch的上述局限性，其核心思想是：將云主機產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量全部交給與服務(wù)器相連的物理交換機進行處理，即使同一臺物理服務(wù)器云主機間的流量，也將發(fā)往外部物理交換機進行查表處理，之后再180度調(diào)頭返回到物理服務(wù)器，形成了所謂的“發(fā)卡彎”轉(zhuǎn)發(fā)模式，如下圖所示：圖326 EVB/VEPA基本架構(gòu)EVB標(biāo)準(zhǔn)中定義了云主機與網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，使得云主機在變更與遷移時通告網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)管系統(tǒng)，從而可以借助此標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心全網(wǎng)范圍的網(wǎng)絡(luò)配置變更自動化工作，使得大規(guī)模的云主機云計算服務(wù)運營部署自動化能夠?qū)崿F(xiàn)。將支持EVB的vSwitch嵌入虛擬化軟件，是為云平臺基礎(chǔ)架構(gòu)提供最優(yōu)化的虛擬化管理技術(shù)方案，該產(chǎn)品通過將云平臺IT資源的整合，不僅能夠達到提高服務(wù)器利用率和降低整體擁有成本的目的，而且能簡化勞動密集型和資源密集型IT操作，顯著提高系統(tǒng)管理員的工作效率。多租戶的隔離問題由于云主機及服務(wù)器數(shù)量的增多，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案需要保證多個租戶使用的資源能夠有效的隔離，XX以O(shè)verlay的虛擬化方式用來支撐云與虛擬化的建設(shè)要求，并實現(xiàn)更大規(guī)模的多租戶能力。Overlay的本質(zhì)是L2 Over IP的隧道技術(shù)，XX相應(yīng)的技術(shù)方案稱為Vxlan，目前在服務(wù)器的vSwitch、物理網(wǎng)絡(luò)上技術(shù)框架已經(jīng)就緒。Vxlan網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有多種實現(xiàn)，就純大二層的實現(xiàn)，可分為主機實現(xiàn)方式和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方式；而在最終實現(xiàn)Vxlan與網(wǎng)絡(luò)外部數(shù)據(jù)連通的連接方式上，則有多種實現(xiàn)模式，并且對于關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)部件將有不同的技術(shù)要求，包括基于主機的Vxlan虛擬化網(wǎng)絡(luò)、基于物理網(wǎng)絡(luò)的Vxlan虛擬化兩種大的實現(xiàn)方式。在已經(jīng)進行虛擬化的環(huán)境下我們將采用基于主機的Vxlan虛擬化網(wǎng)絡(luò)方案，如下圖所示：圖327 基于主機的Overlay虛擬化網(wǎng)絡(luò)Vxlan運行在UDP上，物理網(wǎng)絡(luò)只要支持IP轉(zhuǎn)發(fā)，則所有IP可達的主機即可構(gòu)建一個大范圍二層網(wǎng)絡(luò)。這種vSwitch的實現(xiàn)，屏蔽了物理網(wǎng)絡(luò)的模型與拓?fù)洳町?，將物理網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)實現(xiàn)與計算虛擬化的關(guān)鍵要求分離開來，幾乎可以支持以太網(wǎng)在任意網(wǎng)絡(luò)上的透傳，使得云的計算資源調(diào)度范圍空前擴大。另外由于Vxlan把 12 bit 的 VLAN tag 擴展成了 24 bit，這樣能實現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)VLAN 4096的數(shù)量，解決了VLAN數(shù)量不足的問題，滿足更多的租戶隔離需要。為了使得Vxlan Overlay網(wǎng)絡(luò)更加簡化運行管理，便于云的服務(wù)提供，使用集中控制的模型，將分散在多個物理服務(wù)器上的vSwitch構(gòu)成一個大型的、虛擬化的分布式Overlay vSwitch（如下圖所示），只要在分布式vSwitch范圍內(nèi)，虛擬機在不同物理服務(wù)器上的遷移，便被視為在一個虛擬的設(shè)備上遷移，如此大大降低了云中資源的調(diào)度難度和復(fù)雜度。圖328 分布式Overlay vSwitch對于計算資源豐富的數(shù)據(jù)中心，Overlay網(wǎng)絡(luò)使得虛擬機不再為物理網(wǎng)絡(luò)所限制。 虛擬化管理平臺CAS CVM虛擬化管理系統(tǒng)是CAS虛擬化平臺的核心組件之一，主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心內(nèi)的計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲等資源池的管理和控制，對上層應(yīng)用提供自動化服務(wù)。CVM平臺可以集中管理數(shù)千臺物理服務(wù)器和數(shù)萬臺云主機，通過一個統(tǒng)一的管理平臺來對所有相關(guān)任務(wù)進行集中管理，管理員僅需要鍵盤和鼠標(biāo)便可實現(xiàn)云主機的部署、配置和遠(yuǎn)程訪問等操作。虛擬化管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能：基于集群的集中管理、共享存儲管理能力、虛擬交換機管理、資源使用狀況監(jiān)控。①基于集群的集中管理；CAS CVM虛擬化管理系統(tǒng)將服務(wù)器主機和云主機都組織到集群中，單個集群支持5000臺以上的物理機，1PB以上的分布式共享文件系統(tǒng)存儲，另外單個集群支持的并行任務(wù)調(diào)度數(shù)量不低于十萬級。提供了清晰的分層結(jié)構(gòu)視圖，直觀地展示了數(shù)據(jù)中心、主機池、集群、主機和云主機之間的關(guān)系，大大簡化了資源管理的工作量?；诩哼M行集中管理的好處在于：利用集中化管理功能，管理員能夠通過統(tǒng)一的界面對整個IT環(huán)境進行組織、部署、監(jiān)控和配置，從而降低管理成本。由多臺獨立服務(wù)器主機聚合形成的一個具有共享資源池的集群不僅降低了管理的復(fù)雜度，而且具有內(nèi)在的高可用性，通過監(jiān)控集群下所有的主機，一旦某臺主機發(fā)生故障 ，CAS CVM虛擬化管理系統(tǒng)就會立即響應(yīng)并在集群內(nèi)另一臺主機上重啟受影響的云主機，另外支持集群的在線擴容，從而為用戶提供一個經(jīng)濟有效的高可用性解決方案。②共享存儲管理CAS CVM虛擬化管理系統(tǒng)中的虛擬機文件系統(tǒng)是一種優(yōu)化后的高性能集群文件系統(tǒng)，允許多個計算節(jié)點同時訪問同一虛擬機存儲。 由于虛擬架構(gòu)系統(tǒng)中的虛擬機實際上是被封裝成了一個檔案文件和若干相關(guān)環(huán)境配置文件，通過將這些文件放在SAN存儲陣列上的文件系統(tǒng)中，可以讓不同服務(wù)器上的虛擬機都可以訪問到該文件，從而消除了單點故障。③虛擬交換機管理虛擬交換機是用軟件實現(xiàn)的IP報文轉(zhuǎn)發(fā)與控制模塊。在物理環(huán)境中，物理服務(wù)器通過物理交換機連接到網(wǎng)絡(luò)，在云平臺中，云主機通過虛擬交換機連接到網(wǎng)絡(luò)。為了讓維護人員直觀易懂，在的虛擬化管理系統(tǒng)里會對虛擬交換機有一個直觀易懂的管理界面。CAS虛擬交換機在設(shè)計時將整個虛擬交換機以物理交換機的面板呈現(xiàn)，并通過綠色的，閃爍的端口表示云主機連接虛擬交換機的vNIC，每一個閃爍的綠色端口都表示一個活動的虛擬端口，可以顯示端口名稱、連接端口的云主機名稱、云主機vNIC對應(yīng)的MAC地址等。④性能狀況監(jiān)測，包括如下監(jiān)測參數(shù)；物理服務(wù)器性能狀態(tài)監(jiān)測：提供物理服務(wù)器CPU和內(nèi)存等計算資源的圖形化報表及運行于其上的云主機利用率TOP 5報表，為管理員實施合理的資源規(guī)劃提供詳盡的數(shù)據(jù)資料。圖329 物理服務(wù)器性能狀態(tài)監(jiān)測云主機性能狀態(tài)監(jiān)測：提供云主機CPU、內(nèi)存、磁盤I/O、網(wǎng)絡(luò)I/O等關(guān)鍵資源進行全面的性圖330云主機性能狀態(tài)監(jiān)測虛擬交換機狀態(tài)監(jiān)測：提供虛擬交換機上各個虛端口的流量統(tǒng)計與模擬面板圖形化顯示。虛擬網(wǎng)卡性能狀態(tài)監(jiān)測：提供進出云主機虛端口流量的圖形化實時顯示。圖331虛擬網(wǎng)卡性能狀態(tài)監(jiān)測 IaaS服務(wù)IaaS服務(wù)，提供硬件和軟件基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。具體可包括：云主機與云硬盤，云存儲，云網(wǎng)絡(luò)、云負(fù)載均衡、云防火墻和云安全增值服務(wù)。1) 云主機和云硬盤服務(wù)云主機功能上支持主流的服務(wù)器操作系統(tǒng)，如Windows Server系列和主要Linux發(fā)行版，支持在線交付、在線管理、遠(yuǎn)程登陸、快照管理、在線遷移等功能。云主機CPU主頻為INTEL XeonE52620 。云主機根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的負(fù)載量可提供不同的配置模板，如基礎(chǔ)型云主機（1個vCPU，2G內(nèi)存）可部署桌面級應(yīng)用及基礎(chǔ)架構(gòu)類應(yīng)用，如Word、瀏覽器、DNS、MS AD等；標(biāo)準(zhǔn)型云主機（2個vCPU，4G內(nèi)存）可部署Web Server，文件服務(wù)等；大內(nèi)存型（4個vCPU，8G或12G內(nèi)存）云主機可部署郵件系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)器、輕量級數(shù)據(jù)庫應(yīng)用等；高計算型云主機（8個vCPU，16G內(nèi)存）可部署高性能數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫等。除了以上標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)配置以外，還支持用戶根據(jù)業(yè)務(wù)性能要求自定制配置。云主機系統(tǒng)盤默認(rèn)配置容量為：Linux系統(tǒng)盤20G；云主機Windows系統(tǒng)盤40G。云主機通過集群技術(shù)保障高可用，當(dāng)云主機所在的物理服務(wù)器故障時，可快速切換到其他狀態(tài)正常的服務(wù)器上，切換時間小于30分鐘。通過動態(tài)資源調(diào)度技術(shù)自動進行負(fù)載均衡，云主機可在線自動遷移到其他物理服務(wù)器上，期間應(yīng)用不會產(chǎn)生任何影響。云硬盤提供云主機數(shù)據(jù)盤，單獨選配，以100GB為最小單位增加。云硬盤以分布式存儲vStor作為載體。云硬盤設(shè)置3份數(shù)據(jù)副本同時在線，保障數(shù)據(jù)高可靠，%。同時vStor支持快照功能，可對云硬盤任一時刻的數(shù)據(jù)進行快照，含快照制作，快照回滾，快照恢復(fù)等。2) 云存儲服務(wù)支持集群技術(shù)和分布式文件系統(tǒng)，提供對象存儲服務(wù)。對于對象存儲來講，不光是解決了數(shù)據(jù)存儲的問題，同時它還解決了數(shù)據(jù)安全性的問題。存儲通常已經(jīng)依賴于客戶端和私有網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證來保護系統(tǒng)的安全性，不管在文件服務(wù)器內(nèi)用的是FC SAN或SCSI陣列。對象存儲體系結(jié)構(gòu)在每一個級別上都提供了安全性：存儲系統(tǒng)對存儲設(shè)備的認(rèn)證；存儲系統(tǒng)對計算節(jié)點的認(rèn)證；存儲系統(tǒng)對計算節(jié)點命令的認(rèn)證；所有命令都經(jīng)CRC的完整性檢查；數(shù)據(jù)和命令經(jīng)由IP的私有性。這樣的安全水平使得租戶可以用更經(jīng)濟高效，可管理并容易訪問的IP網(wǎng)絡(luò)，作為存儲的傳輸工具，同時還提高了