【正文】 ce）等等?？傊?，將服務器、存儲、網(wǎng)絡等資源形成的虛擬架構猶如一臺超級計算機，使最終用戶從關心單個服務器或存儲產(chǎn)品的性能轉變?yōu)殛P心虛擬化解決方案的整體性能。數(shù)據(jù)中心計算池在服務器虛擬化方面，最具有代表意義的是 VMware 云計算操作系統(tǒng)，像vSphere、VIEW。校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案12而作為計算虛擬化的服務器單元，則采用統(tǒng)一計算系統(tǒng)，一體化架構設計。統(tǒng)一計算的作用就是能夠通過一個突破計算、存儲、虛擬化和網(wǎng)絡平臺間孤井的集成架構，來消除人工集成。利用虛擬化，統(tǒng)一計算系統(tǒng)可以整合工作負載，提高利用率，同時還能夠將負載在虛擬池中進行遷移。在傳統(tǒng)上，服務器和虛擬化部署是分離的，這顯然不利用整體資源的應用。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡池目前絕大多數(shù)數(shù)據(jù)中心內部通信網(wǎng)絡仍然主要依賴以太網(wǎng)，而光纖通道(FC)網(wǎng)絡主要用于存儲系統(tǒng)，隨著 10Gb 以太網(wǎng)的成熟，基于以太網(wǎng)的光纖通信技術(FCoE)和新的無損 10Gb 以太網(wǎng)技術開始在數(shù)據(jù)中心流行開來，現(xiàn)在是時候考慮用統(tǒng)一的以太網(wǎng)整合 FC SAN 存儲數(shù)據(jù)流和普通數(shù)據(jù)流了，網(wǎng)絡融合讓數(shù)據(jù)中心能夠保持 FC 存儲的現(xiàn)有投資，同時降低數(shù)據(jù)中心的成本和復雜性，并簡化網(wǎng)絡管理。數(shù)據(jù)中心存儲池云數(shù)據(jù)中心的存儲池實質上是一個網(wǎng)絡化的存儲架構，虛擬化可以自動配置存儲設備及其空間，使用戶能在一個域中使用在物理上分散存在的所有存儲資源，以便跨地區(qū)管理不可預測的事件，如業(yè)務不連續(xù)性、對容量需求的調整等。就傳統(tǒng)定義而言，數(shù)據(jù)中心扮演著一個用來存儲應用和數(shù)據(jù)的靜態(tài)倉庫的角色，而不能提供快速響應、按需提供服務的應用交付。為了解決企業(yè)所面臨的各種壓力，在云計算數(shù)據(jù)中心架構中整合應用交付網(wǎng)絡顯得至關重要。在我們的解決方案中主要考慮虛擬化環(huán)境，結合負載均衡、虛擬環(huán)境安全進行構建。在數(shù)據(jù)中心設計部署思科 UCS 統(tǒng)一計算系統(tǒng)，配置了 8 臺高性能兩路刀片服務器（B200 M2），并且將部署的部分刀片服務器做虛擬化部署。以上所有的高級容錯功能的實現(xiàn)都需要有一個可靠性級別非常高的共享存儲，在此方案中我們選用了 EMC 公司的 VNX5300 統(tǒng)一存儲平臺，其可靠性級別可達到 %并且具備良好的可擴展性。按照以上方案實施完畢后將實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的所有要求，可為 XXX 學院各應用平臺的有力支持。 統(tǒng)一管理平臺校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案14針對“計算池”、“網(wǎng)絡池”、“云存儲池”、“安全及優(yōu)化池”，我們提供統(tǒng)一的管理平臺，可以實現(xiàn)對本架構中的集中管理，具體包括資源管理、監(jiān)控、配置、診斷、故障檢測、審核及統(tǒng)計數(shù)據(jù)收集等方面的管理。隨著服務器規(guī)模的成倍增加，硬件成本也水漲船高，同時管理眾多的服務器的維護成本也隨著增加。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。虛擬化指用多個物理實體創(chuàng)建一個邏輯實體，或者用一個物理實體創(chuàng)建多個邏輯實體。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。網(wǎng)絡不但能讓用戶安全訪問各種數(shù)據(jù)中心服務，還能根據(jù)需要實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)中心組件的部署、互聯(lián)和匯聚，包括各種應用、服務器、設備和存儲。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)。資源池將能更快速地應對迅速變化的業(yè)務情況和工作負載，新服務器資源的添加能在幾分鐘內完成，然后設置并投入使用。通過平衡 CPU 處理能力和經(jīng)濟高效的內存校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案16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。 服務器解耦是將服務器的唯一性屬性如 BIOS、UUID、固件、網(wǎng)卡配置（MAC 地址、VLAN、QoS） 、HBA 配置（WWN、VSAN、帶寬限制）等方面從硬件中抽象成軟件配置，并集中存放，按需加載。同時，服務器解耦后還可實現(xiàn)故障節(jié)點的快速接管和修復，提升了業(yè)務穩(wěn)定性。傳統(tǒng)設計中，每個業(yè)務均要按業(yè)務峰值進行設計，以保障資源供給。 “無狀態(tài)“計算技術校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案17Cisco Unified Computing System 是建立在“無狀態(tài)”計算這一基礎概念上的。這種架構使得用戶可以輕松的從 Platform as a Service (PaaS) 和 Infrastructure as a Service (IaaS)服務轉入云計算模式。 思科 UCS（統(tǒng)一計算系統(tǒng)）思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)是下一代數(shù)據(jù)中心平臺，在一個緊密結合的系統(tǒng)中整合了計算、網(wǎng)絡、存儲接入與虛擬化功能，旨在降低總體擁有成本（TCO） ，同時提高業(yè)務靈活性。它是一個集成的、可擴展的多機箱平臺，在統(tǒng)一的管理域中管理所有資源，如下圖所示：校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案18校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案19 統(tǒng)一交換網(wǎng)絡矩陣虛擬環(huán)境需要一致的 I/O 配置，為資源池中所有服務器的系統(tǒng)管理程序提供統(tǒng)一支持。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。該統(tǒng)一陣列采用“一次布線”部署模式，機箱只通過線纜連接到互聯(lián)陣列一次，I/O 配置的改變只需通過管理系統(tǒng)進行，而無需安裝主機適配器以及對機架和交換機重布線（參見圖 1）。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。它支持以太網(wǎng)和以太網(wǎng)光纖通道(FCoE)，其管理特性使得以太網(wǎng)和 FCoE 等多種流量的管理能獨立進行，支持帶寬管理，且各流量級別間無干擾。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。思科統(tǒng)一計算系統(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。統(tǒng)一交換平臺將這兩種網(wǎng)絡實現(xiàn)在統(tǒng)一的傳輸平臺上，即使用一種交換技術同時實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡功能和遠程存儲。要實現(xiàn)存儲網(wǎng)絡和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的雙網(wǎng)合一，使用思科統(tǒng)一交換平臺實現(xiàn)二者的一體化交換。由于該項技術的簡單性、高效率、經(jīng)濟性，目前已經(jīng)形成相對成熟的包括存儲廠商、網(wǎng)絡設備廠商、主機廠商、網(wǎng)卡廠商的生態(tài)鏈。CiscoUCS6100 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。所有連接到 CiscoUCS6100 系列互聯(lián)陣列的機箱和刀片服務器，均成為單一高可用管理域的組成部分。? 計算網(wǎng)絡設備選型：? 統(tǒng)一交換網(wǎng)絡矩列：由 2 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。XXX 學院網(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。當需要擴展時，只要將新的刀片機箱接入6120XP，6120XP 上內置的管理軟件會自動的發(fā)現(xiàn)新的硬件，可以根據(jù)事先定義好的服務配置腳本對服務器進行設置，如新服務器應該接入那個 VLAN，服務器上的 HBA 卡或應該接入那個 VSAN 都可以在幾分鐘內設置完成。模塊化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。第三是節(jié)省占用空間成本和能源消耗成本，機架式服務器本身要帶電源、光驅、軟驅等一系列基礎設施，不但占用了寶貴的空間更增添了能源的消耗成本。在此方案中我們建議選擇思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)(UCS)。刀片服務器及機箱配置：采用思科 5108 刀片服務器機箱，該機箱最多可以安裝 8 臺半寬兩路刀片服務器，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 2 個，共 80G 帶寬。采用思科 UCS 具有如下優(yōu)勢：? 單一管理入口：所有服務器的配置，更改，以及 VLAN 和 VSAN 的配置和更改都在一個界面內完成，無需登陸多個管理模塊或管理服務器。? 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。 模塊化服務器的統(tǒng)一管理集中、全面的管理，并與統(tǒng)一交換平臺相結合，意味著不再需要人工配置和集成各種獨立組件，就能創(chuàng)建一個高效的虛擬池。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。它從端到端集成系統(tǒng)組件，因此系統(tǒng)能作為單一邏輯實體進行管理。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。CiscoUCSManager 全方位配置服務器以及它在系統(tǒng)中的連接。虛擬化使應用部署與服務器購買分離開來。數(shù)據(jù)中心就像是一個精確調整的引擎，添加服務器就像是為引擎加油：當虛擬池中的整體工作負載增加，就需要更多服務器來保持所需服務水平。服務配置文件和服務配置文件模板是大幅簡化在系統(tǒng)中添加新服務器這一流程的機制，能在幾分鐘而非數(shù)小時甚或數(shù)天內將新服務器添加到資源池。Cisco UCS Manager 全方位配置服務器以及它在系統(tǒng)中的連接。服務配置文件全面定義服務器及其所有設置。服務配置文件是對服務器進行全面定義，而服務配置文件模板則校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案25是定義如何創(chuàng)建服務配置文件。圖 2. 服務配置文件配置服務器和網(wǎng)絡資源，能使服務器配置在物理服務器間移動通過激活服務配置文件模板，能夠將多個服務器進行完全相同的配置，同時又使它們能在采用唯一標識符的實例中擁有自己的身份（如 UUID、MAC 地址和 WWN） 。當一臺新服務器被添加到思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)時，Cisco UCS Manager 能發(fā)現(xiàn)它并根據(jù)服務器的物理特征，自動應用相應的服務配置文件模板。例如，一個虛擬池可能包括多個 64GB 主內存的服務器，這對于某類應用已經(jīng)足夠，而另一虛擬池中的服務器則可能至少為 192 GB 主內存，以實現(xiàn)最大虛擬機密度。Cisco VNLink 技術能在單一物理鏈路上配置多條虛擬鏈路。當使用校園虛擬化數(shù)據(jù)中心建設技術方案26Cisco UCS M81KR 虛擬接口卡時，從與虛擬機連接（通過直通交換或Hypervisorbypass）的物理接口創(chuàng)建一條虛擬鏈路（參見圖 5） 。雖然進出虛擬機的所有流量都通過各自不同的虛擬鏈路傳輸，但 QoS、VLAN 和訪問控制列表(ACL)等屬性能從單一管理點統(tǒng)一管理。一個虛擬接口與一個物理接口相關聯(lián)，這種關聯(lián)能根據(jù)需要改變?，F(xiàn)在，虛擬機的網(wǎng)絡特性也能隨它們一起在服務器間移動，不必再在多個交換層間進行復雜的協(xié)調。在使用非 Cisco UCS M81KR 接口來傳輸虛擬機網(wǎng)絡流量時，使用 Cisco Nexus? 1000V 系列交換機，在軟件中也能實現(xiàn)相同的管理簡潔性。在大多數(shù)網(wǎng)絡部署中，網(wǎng)絡接入層被分為三個層次，很難控制網(wǎng)絡連接并保證其安全，增加了 VM 到 VM 聯(lián)網(wǎng)的延遲，難以進行高效管理：? 接入層交換機通常屬于數(shù)據(jù)中心基礎設施范疇，由網(wǎng)絡管理員管理，對安全和 QoS 進行高效控制。 ? 虛擬軟件廠商部署的軟件交換機占用 CPU 周期來模擬網(wǎng)絡硬件，其代價就是降低應用性能。 這些環(huán)境中的接入層劃分導致的結果是，在同一刀片服務器中的虛擬機、同一機箱中的虛擬機或不同機箱中的虛擬機之間通信時，采用不同交換設備來實現(xiàn) VM 到 VM 通信。思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)將 VM 到 VM 通信所需的交換機精簡為一個互聯(lián)陣列，由此簡化、加速并保護了交換。 ? 無需在刀片中部署交換機，而是使用 Cisco UCS 2100 系列陣列擴展模塊，它邏輯上是互聯(lián)陣列的一部分，將所有流量從刀片服務器傳輸?shù)缴嫌位ヂ?lián)陣列。此技術由支持導向 I/O的 Intel 虛擬化技術提供。這些卡采用靈活配置的 I/O，使 Cisco UCS Manager 能創(chuàng)建多達128 個（其中 8 個預留，供系統(tǒng)使用）以太網(wǎng) NIC 或光纖通道 HBA 的任意組合，其身份（MAC 地址和 WWN）可動態(tài)編程。Cisco UCS Manager 與 VMware vCenter 軟件共用，能夠協(xié)調虛擬機及它們直接與之通信的接口的創(chuàng)建和移動。端口配置文件的名稱與 VMware ESX 服務器中的端口組名稱相對應。虛擬接口卡向Cisco UCS Manager 詢問具有相同名稱的端口配置文件，然后虛擬機就能使用預期的設備來連接網(wǎng)絡。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。而無需通過數(shù)小時甚或數(shù)天繁瑣、耗時且易于出錯的人工配置，來準備服務器及其接口、固件和設置。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。此平臺將計算、網(wǎng)絡、存儲訪問和虛擬化統(tǒng)一到一個綜合系統(tǒng)中，進行集中管理，并使用VMware ESX 服務器等虛擬化軟件進行協(xié)協(xié)調。思科擴展內存技術為高度虛擬化所需要的大內存提供了一種極為經(jīng)濟的配置方法。思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)繼承了思科長期以來的優(yōu)秀創(chuàng)新傳統(tǒng)，在架構、技術、合作關系和服務方面都進行了出色創(chuàng)新。快速響應 直接更換物理備件，開機即可。6 管理功能 需要專門的KVM 操作、安裝系統(tǒng)需要現(xiàn)場 網(wǎng)絡“KVM” 所有的一切操作皆通過網(wǎng)絡完成7 擴展能力 不具備全局擴展能力 無統(tǒng)一管理設備，無法全局擴展利用思科6100 管理