华为FusionSphere基础架构虚拟化解决方案专选课件
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增量快照/快照Live合并
磁盘扩容 存储自动精简配置（瘦分配） 分布式虚换机/网络安全管控
业界卓越的性能
Tile1
Tile2 Tile3 Tile N
VM VM VM VM VM VM Infra Web IMAP APP DB Idle OS OS OS OS OS OS
……
FusionCompute 高性能虚拟化平台关键技术
灵活的虚拟机配置调整
虚拟机
APP
虚拟资源池
技术特点
•vRAM 在线/离线添加、离线删除 •vCPU 在线/离线添加、离线删除 •vNIC 在线/离线添加、离线删除 •注：vCPU、vRAM在线添加功能不是所有OS都支持。 对于不支持热添加的OS，FusionCompute支持重启虚 拟机生效。
FusionCompute
服务器
物理硬件
存储
网络
安全网关
专业服务
FusionIntegration
机房设施
Fusion Manager
权限控制
业务层 云管理层
业务部署 模板
虚拟平台
物理层
设施层
交流提纲
传统IT发展趋势
华为技术方案和特点
解决方案总览 FusionCompute FusionStorage FusionManager FusionStack FusionIntegration
应用价值
• 根据虚拟机的需求，灵活调整其配置
• 纵向扩展有效保证单个虚拟机QoS • 与横向扩展有机结合，保证集群QoS
根据业务需要，灵活调整虚拟机的CPU、内存、网卡数量配置
兼容行业特殊操作系统
FusionCo mpute 控制域
客户VM
客户VM
客户VM
客户VM
PV后端 驱动
PV驱动
PV驱动
PV驱动
高性能iNIC直通技术，满足数据库、媒体处理等高IO业务虚拟化的要求
分布式虚拟交换机
VM1
VM2
VM3
VM11
VM12
VM13
FusionCompute
FusionCompute
服务器A
虚拟交换机1（Web ） 虚拟交换机2（App）
服务器B
技术特点
•集中配置管理界面，方便用户理解网络 •支持Vlan 、二层安全策略、网络带宽控制等
大内存 页面
避免内存碎片，提升内存存取效率
中国电信研究院性能测试结果（2012年10月T）ile上限
6
4
4
4
3
3
3
2 2
0 VMware
华为
Citrix Microsoft Redhat
中兴
交流提纲
FusionCompute
计算 网络 存储 可靠性 安全 自动化 兼容性
为大规模云计算中心设计的软件架构
应用价值
• 避免虚拟机迁移带来的丢包 • 更灵活的网络策略控制
交流提纲
FusionCompute
计算 网络 存储 可靠性 安全 自动化 兼容性
存储热迁移，避免存储系统维护业务停机
客户机
客户机
FusionCompute
客户机
客户机
FusionCompute
技术特点
•迁移带宽可控，避免对正常业务产生影响 •单服务器并发迁移数量8路 •支持跨集群迁移
不断繁琐的运维
组件数
2001
2005 2010
2010年硬件型号达到15种，
软件种类达到26种
业务上线周期长
• 建设周期长 • 业务部署困难 • 上线新的系统需要几个月
业务系统可靠性低
• 业务系统可靠性参差不齐 • 单点故障，快速定位难，故障
解决时间长，缺乏管控工具
不断拉大的供需差距
2001
2005
虚拟化 基础设施
资源池管理
高可用
根据业务需要， 弹性提供资源
HA冗余机制， 减少故障宕机 时间，提高业 务服务水平
基于“云计算”技术，将基础设施“虚拟化”，是IT的根本解决之道
交流提纲
传统IT发展趋势
华为技术方案和特点
解决方案总览 FusionCompute FusionStorage FusionManager FusionStack FusionIntegration
内存气泡：Hypervisor通过内存气泡 将较为空闲的虚拟机内存释放给内存 使用率较高的虚拟机，从而提升内存 利用率
技术特点与价值
•华为虚拟化平台，通过智能复用以上三种技术将内存复用比提升至150%，领先C等友商
•同等内存资源条件下，虚拟机密度提升150%，降低50%的硬件(内存)采购成本
交流提纲
NUMA 技术
VM启动时，自动选择轻载物理节点，尽量将 VM的 vCPU和内存分配在同一物理节点上，避 免跨节点访问内存，提升效率
Blue = Disk IO Green = Network IO
虚拟平台与硬件
SpecVirt是评估虚拟化环境下服务性能的权威基线测试工 具，在业界具有极高的认可度，由Intel等重量级厂商推广。 相同硬件上,跑的Tile数量越多，Tile的得分越高，代表虚 平台性能越好.
• 持续购置硬软件，投资压力 大，风险高
• 运维成本不断增加，达到IT 支出的50%
烟囱式业务
• 系统分散，维护复杂，运维 成本高
• 系统独立、资源共享困难
不断降低的效率
70% 60% 50% 40% 30% 20%
10% 0%
2001 2005 2010
30个机房利用率低于50% 280台服务器利用率低于20%
iNIC直通技术满足高IO业务需求
M A C
普通NIC
vNIC VM1
模
拟 交
vNIC VM2
换
机
vNIC VM3
L2
M
分
A
类 排
C
序
引
擎
直通iNIC
Rx1 Rx1 Rx1 Tx1
Rx2 Tx2 Tx2
Rx3 Rx3 Tx3 Tx3 Tx3
L2
vNIC VM1
模
拟 交
vNIC VM2
换
机
vNIC VM3
VRM Web Client
VRM Web Client
集群管理VRM（主备）
VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM
集群管理VRM（主备）
集群管理VRM（主备）
CNA
CNA
CNA
SAN
CNA
CNA
SAN
VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM CNA CNA CNA CNA CNA
内存共享，写时复制
VM1
VM2
VM3
物理内存
内存置换
VM
VM
Disk
VM1 空闲
内存气泡
内存气泡
已使用
VM2 空闲
已使用
内存共享：虚拟机之间共享同一物理 内存空间（蓝色），此时虚拟机仅对 内存做只读操作
写时复制：当虚拟机需要对内存进行 写操作时（红色），开辟另一内存空 间，并修改映射
内存置换：虚拟机长时间未访问的内 存内容被置换到存储中，并建立映射， 当虚拟机再次访问该内存内容时再置 换回来
80,000
华为FusionCompute 3.0关键特性
类别
安装部署
兼容性 易用性
管理节点资源 安装过程 硬件兼容性 OS兼容性
管理系统 虚拟计算
主要功能
虚拟存储
虚拟网络
关键特性
最小2vCPU 2G RAM虚拟机，自带Linux，不需另购Windows操作系统 安全和配置分离，单节点+VRM 40-60分钟可创建虚拟机 兼容业界主流IT厂商服务器、存储、网络硬件 兼容主流Windows、Linux操作系统，以及特殊行业操作系统：比如中标麒 麟操作系统。 完全B/S客户端，免安装，向导式、拖拽式操作，易用性好 热迁移/HA/FT 资源热添加(CPU、内存、网卡、磁盘) 动态资源平衡(DRS) Qos(CPU、内存、网络) 存储热迁移
SAN
SAN
VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM
CNA CNA CNA CNA CNA
SAN
SAN
逻辑集群1
技术特点与价值
逻辑集群2
逻辑集群10 逻辑集群11 逻辑集群20 逻辑集群21
•每个逻辑集群支持100物理机（业界最佳），适用于高性能、大规模业务群部署，降低冗余物理机比例 •每逻辑集群支持3,000台虚拟机 ，适合桌面云等规模大、性能要求不高业务部署 •高可靠性设计，VRM（虚拟化部署或者物理部署）主备部署，保证系统可靠性 •超大容量设计，通过最多16个VRM级连，最大可支持3,200物理机，80,000虚拟机部署（业界最佳）
普通虚拟网卡技术
•软件模拟交换机所有功能，单一中断和队列，导致 VM间频繁切换、整体效率低下
•吞吐量：3.6 Gbit/s
直通智能网卡虚拟技术
•L2分类排序功能卸载到iNIC完成，L2模拟交换机只完成简 单的数据复制工作，每个虚拟机有独立的发送/接收队列 •无损热迁移、内存复用功能 •吞吐量：9.5 Gbit/s
典型应用场景
华为FusionSphere 3.0解决方案
咨询规划
租户
办公系统
ERP系统
FusionStack
计算 存储 网络
Huawei API
负载均衡
迁移
方案设计
DC
部署与业 务迁移
运维优化
VPC
弹性IP
Portal
并行计算
VDC
FusionCompute FusionStorage FusionNetwork
适用场景
存储热迁移
•存储系统下电维护 •优化虚拟机存储 I/O 性能 •高效管理存储容量（回收存储碎片等）
存储热迁移，让业务部署更为灵活
华为FusionSphere基础架构虚拟化解决方案
交流提纲
传统IT发展趋势 华为技术方案和特点 典型应用场景
传统IT基础架构面临的问题
问题
<30%
服务器资源利用率低、成本高
购买硬件
安装软件
业务调试
消耗时间
业务扩展、上线时间长
数周
烟囱式发展，缺乏弹性
数小时、数天 业务故障恢复周期长
中外运实例
IT投资持续增加
2010
中外运每年业务需要IT投 入增长率为20%
我们的共同使命
降低硬件平台系统开销
弹性资源池
让业务部署更弹性
让业务部署更快捷
降低业务中断时间
基础架构“虚拟化”是解决之道
减少服务器数据， 提升服务器利用 率、降低能耗
数量整合
资源弹性
业务快速上线、 自动化管理， 为客户提供更 优质的服务
快速上线、自动化
典型应用场景
华为FusionCompute 3.0主要参数
关键指标
每VM最大支持vCPU (Virtual SMP) 每VM最大支持内存 每VM最大虚拟磁盘容量 每VM虚拟磁盘数量 每VM虚拟网卡 每服务器最大逻辑CPU核 每服务器最大物理内存 每服务器最大上电虚拟机
参数
64 1 TB 64TB 11
QoS精细化资源管控，保障 VIP 用户利益
BT下载
Web
Oracle
普通用户
白银VIP
黄金VIP
FusionCompute
FusionCompute
私有云业务场景
•以企业/运营商内部应用的重要程度设置资源优先级
IDC出租场景
•以客户的重要程度设置资源优先级
支持CPU、内存、网络多维度QoS 控制，满足灵活Qos控制需求
PV驱动
FusionCompute
客户VM PV驱动
客户VM
定制化…
PV驱动
兼容一个新的操作系统，需要厂商提供配套的PV驱动程序，华为具备PV驱动开发能力。 FusionCompute除了兼容主流的Windows、Linux操作系统之外，还兼容国家中标麒麟 操作系统。并具备定制特殊操作系统的能力。
内存复用技术，提高50%虚拟机密度
8 160 2 TB 256
华为FusionCompute 3.0主要参数
关键指标
单逻辑集群支持的HA/DRS物理机 单逻辑集群支持虚拟机 单VRM支持逻辑集群 单VRM支持物理机 单VRM支持虚拟机 VRM最大级连数量 级连VRM最大支持物理主机
级连VRM最大支持虚拟机
参数
100 3,000
32 200 5,000 16 3,200
SpecVirt官网发布数据对比
厂商
华为 VMware
硬件
IBM X3850 IBM X3850
Tile上限
40 39
得分
3890 3824
/virt_sc2010/results/specvirt_sc2010_perf.html
网卡直通 每个虚拟网卡拥有单独队列，直通物理网卡
FusionCompute
计算 网络 存储 可靠性 安全 自动化 兼容性
网络自适应优化，小包提高效率达30%
2000
1500
1000
500
0 优化前（虚拟平台） 优化后（虚拟平台） 优化前（客户机）
优化后（客户机）
CPU(% )
Rx(kp ps)
技术特点
•网卡接收网络报文时，采用自适应中断聚合技术， 批量接收网络小包，减少中断次数，可提高10%的 小包 • 优化单线程网络报文处理机制，采用多线程、无锁 技术，提高并发性能，可提高30%的小包接收/发送 性能
项目 Rx(kpps) CPU(%)
优化前 (虚拟平台)
538.9
306.4
优化后 (虚拟平台)
1676.0
607.3
优化前 (客户机)
314.2
506.1
优化后 (客户机)
508.4
527.2
应用场景
• 网络游戏、QQ等（大量512B以内网络小包，要求 低时延)
提升实时性网络小包业务的处理效率达30%
磁盘扩容 存储自动精简配置（瘦分配） 分布式虚换机/网络安全管控
业界卓越的性能
Tile1
Tile2 Tile3 Tile N
VM VM VM VM VM VM Infra Web IMAP APP DB Idle OS OS OS OS OS OS
……
FusionCompute 高性能虚拟化平台关键技术
灵活的虚拟机配置调整
虚拟机
APP
虚拟资源池
技术特点
•vRAM 在线/离线添加、离线删除 •vCPU 在线/离线添加、离线删除 •vNIC 在线/离线添加、离线删除 •注：vCPU、vRAM在线添加功能不是所有OS都支持。 对于不支持热添加的OS，FusionCompute支持重启虚 拟机生效。
FusionCompute
服务器
物理硬件
存储
网络
安全网关
专业服务
FusionIntegration
机房设施
Fusion Manager
权限控制
业务层 云管理层
业务部署 模板
虚拟平台
物理层
设施层
交流提纲
传统IT发展趋势
华为技术方案和特点
解决方案总览 FusionCompute FusionStorage FusionManager FusionStack FusionIntegration
应用价值
• 根据虚拟机的需求，灵活调整其配置
• 纵向扩展有效保证单个虚拟机QoS • 与横向扩展有机结合，保证集群QoS
根据业务需要，灵活调整虚拟机的CPU、内存、网卡数量配置
兼容行业特殊操作系统
FusionCo mpute 控制域
客户VM
客户VM
客户VM
客户VM
PV后端 驱动
PV驱动
PV驱动
PV驱动
高性能iNIC直通技术，满足数据库、媒体处理等高IO业务虚拟化的要求
分布式虚拟交换机
VM1
VM2
VM3
VM11
VM12
VM13
FusionCompute
FusionCompute
服务器A
虚拟交换机1（Web ） 虚拟交换机2（App）
服务器B
技术特点
•集中配置管理界面，方便用户理解网络 •支持Vlan 、二层安全策略、网络带宽控制等
大内存 页面
避免内存碎片，提升内存存取效率
中国电信研究院性能测试结果（2012年10月T）ile上限
6
4
4
4
3
3
3
2 2
0 VMware
华为
Citrix Microsoft Redhat
中兴
交流提纲
FusionCompute
计算 网络 存储 可靠性 安全 自动化 兼容性
为大规模云计算中心设计的软件架构
应用价值
• 避免虚拟机迁移带来的丢包 • 更灵活的网络策略控制
交流提纲
FusionCompute
计算 网络 存储 可靠性 安全 自动化 兼容性
存储热迁移，避免存储系统维护业务停机
客户机
客户机
FusionCompute
客户机
客户机
FusionCompute
技术特点
•迁移带宽可控，避免对正常业务产生影响 •单服务器并发迁移数量8路 •支持跨集群迁移
不断繁琐的运维
组件数
2001
2005 2010
2010年硬件型号达到15种，
软件种类达到26种
业务上线周期长
• 建设周期长 • 业务部署困难 • 上线新的系统需要几个月
业务系统可靠性低
• 业务系统可靠性参差不齐 • 单点故障，快速定位难，故障
解决时间长，缺乏管控工具
不断拉大的供需差距
2001
2005
虚拟化 基础设施
资源池管理
高可用
根据业务需要， 弹性提供资源
HA冗余机制， 减少故障宕机 时间，提高业 务服务水平
基于“云计算”技术，将基础设施“虚拟化”，是IT的根本解决之道
交流提纲
传统IT发展趋势
华为技术方案和特点
解决方案总览 FusionCompute FusionStorage FusionManager FusionStack FusionIntegration
内存气泡：Hypervisor通过内存气泡 将较为空闲的虚拟机内存释放给内存 使用率较高的虚拟机，从而提升内存 利用率
技术特点与价值
•华为虚拟化平台，通过智能复用以上三种技术将内存复用比提升至150%，领先C等友商
•同等内存资源条件下，虚拟机密度提升150%，降低50%的硬件(内存)采购成本
交流提纲
NUMA 技术
VM启动时，自动选择轻载物理节点，尽量将 VM的 vCPU和内存分配在同一物理节点上，避 免跨节点访问内存，提升效率
Blue = Disk IO Green = Network IO
虚拟平台与硬件
SpecVirt是评估虚拟化环境下服务性能的权威基线测试工 具，在业界具有极高的认可度，由Intel等重量级厂商推广。 相同硬件上,跑的Tile数量越多，Tile的得分越高，代表虚 平台性能越好.
• 持续购置硬软件，投资压力 大，风险高
• 运维成本不断增加，达到IT 支出的50%
烟囱式业务
• 系统分散，维护复杂，运维 成本高
• 系统独立、资源共享困难
不断降低的效率
70% 60% 50% 40% 30% 20%
10% 0%
2001 2005 2010
30个机房利用率低于50% 280台服务器利用率低于20%
iNIC直通技术满足高IO业务需求
M A C
普通NIC
vNIC VM1
模
拟 交
vNIC VM2
换
机
vNIC VM3
L2
M
分
A
类 排
C
序
引
擎
直通iNIC
Rx1 Rx1 Rx1 Tx1
Rx2 Tx2 Tx2
Rx3 Rx3 Tx3 Tx3 Tx3
L2
vNIC VM1
模
拟 交
vNIC VM2
换
机
vNIC VM3
VRM Web Client
VRM Web Client
集群管理VRM（主备）
VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM
集群管理VRM（主备）
集群管理VRM（主备）
CNA
CNA
CNA
SAN
CNA
CNA
SAN
VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM CNA CNA CNA CNA CNA
内存共享，写时复制
VM1
VM2
VM3
物理内存
内存置换
VM
VM
Disk
VM1 空闲
内存气泡
内存气泡
已使用
VM2 空闲
已使用
内存共享：虚拟机之间共享同一物理 内存空间（蓝色），此时虚拟机仅对 内存做只读操作
写时复制：当虚拟机需要对内存进行 写操作时（红色），开辟另一内存空 间，并修改映射
内存置换：虚拟机长时间未访问的内 存内容被置换到存储中，并建立映射， 当虚拟机再次访问该内存内容时再置 换回来
80,000
华为FusionCompute 3.0关键特性
类别
安装部署
兼容性 易用性
管理节点资源 安装过程 硬件兼容性 OS兼容性
管理系统 虚拟计算
主要功能
虚拟存储
虚拟网络
关键特性
最小2vCPU 2G RAM虚拟机，自带Linux，不需另购Windows操作系统 安全和配置分离，单节点+VRM 40-60分钟可创建虚拟机 兼容业界主流IT厂商服务器、存储、网络硬件 兼容主流Windows、Linux操作系统，以及特殊行业操作系统：比如中标麒 麟操作系统。 完全B/S客户端，免安装，向导式、拖拽式操作，易用性好 热迁移/HA/FT 资源热添加(CPU、内存、网卡、磁盘) 动态资源平衡(DRS) Qos(CPU、内存、网络) 存储热迁移
SAN
SAN
VM VM VM VM VM VM VM VM VM VM
CNA CNA CNA CNA CNA
SAN
SAN
逻辑集群1
技术特点与价值
逻辑集群2
逻辑集群10 逻辑集群11 逻辑集群20 逻辑集群21
•每个逻辑集群支持100物理机（业界最佳），适用于高性能、大规模业务群部署，降低冗余物理机比例 •每逻辑集群支持3,000台虚拟机 ，适合桌面云等规模大、性能要求不高业务部署 •高可靠性设计，VRM（虚拟化部署或者物理部署）主备部署，保证系统可靠性 •超大容量设计，通过最多16个VRM级连，最大可支持3,200物理机，80,000虚拟机部署（业界最佳）
普通虚拟网卡技术
•软件模拟交换机所有功能，单一中断和队列，导致 VM间频繁切换、整体效率低下
•吞吐量：3.6 Gbit/s
直通智能网卡虚拟技术
•L2分类排序功能卸载到iNIC完成，L2模拟交换机只完成简 单的数据复制工作，每个虚拟机有独立的发送/接收队列 •无损热迁移、内存复用功能 •吞吐量：9.5 Gbit/s
典型应用场景
华为FusionSphere 3.0解决方案
咨询规划
租户
办公系统
ERP系统
FusionStack
计算 存储 网络
Huawei API
负载均衡
迁移
方案设计
DC
部署与业 务迁移
运维优化
VPC
弹性IP
Portal
并行计算
VDC
FusionCompute FusionStorage FusionNetwork
适用场景
存储热迁移
•存储系统下电维护 •优化虚拟机存储 I/O 性能 •高效管理存储容量（回收存储碎片等）
存储热迁移，让业务部署更为灵活
华为FusionSphere基础架构虚拟化解决方案
交流提纲
传统IT发展趋势 华为技术方案和特点 典型应用场景
传统IT基础架构面临的问题
问题
<30%
服务器资源利用率低、成本高
购买硬件
安装软件
业务调试
消耗时间
业务扩展、上线时间长
数周
烟囱式发展，缺乏弹性
数小时、数天 业务故障恢复周期长
中外运实例
IT投资持续增加
2010
中外运每年业务需要IT投 入增长率为20%
我们的共同使命
降低硬件平台系统开销
弹性资源池
让业务部署更弹性
让业务部署更快捷
降低业务中断时间
基础架构“虚拟化”是解决之道
减少服务器数据， 提升服务器利用 率、降低能耗
数量整合
资源弹性
业务快速上线、 自动化管理， 为客户提供更 优质的服务
快速上线、自动化
典型应用场景
华为FusionCompute 3.0主要参数
关键指标
每VM最大支持vCPU (Virtual SMP) 每VM最大支持内存 每VM最大虚拟磁盘容量 每VM虚拟磁盘数量 每VM虚拟网卡 每服务器最大逻辑CPU核 每服务器最大物理内存 每服务器最大上电虚拟机
参数
64 1 TB 64TB 11
QoS精细化资源管控，保障 VIP 用户利益
BT下载
Web
Oracle
普通用户
白银VIP
黄金VIP
FusionCompute
FusionCompute
私有云业务场景
•以企业/运营商内部应用的重要程度设置资源优先级
IDC出租场景
•以客户的重要程度设置资源优先级
支持CPU、内存、网络多维度QoS 控制，满足灵活Qos控制需求
PV驱动
FusionCompute
客户VM PV驱动
客户VM
定制化…
PV驱动
兼容一个新的操作系统，需要厂商提供配套的PV驱动程序，华为具备PV驱动开发能力。 FusionCompute除了兼容主流的Windows、Linux操作系统之外，还兼容国家中标麒麟 操作系统。并具备定制特殊操作系统的能力。
内存复用技术，提高50%虚拟机密度
8 160 2 TB 256
华为FusionCompute 3.0主要参数
关键指标
单逻辑集群支持的HA/DRS物理机 单逻辑集群支持虚拟机 单VRM支持逻辑集群 单VRM支持物理机 单VRM支持虚拟机 VRM最大级连数量 级连VRM最大支持物理主机
级连VRM最大支持虚拟机
参数
100 3,000
32 200 5,000 16 3,200
SpecVirt官网发布数据对比
厂商
华为 VMware
硬件
IBM X3850 IBM X3850
Tile上限
40 39
得分
3890 3824
/virt_sc2010/results/specvirt_sc2010_perf.html
网卡直通 每个虚拟网卡拥有单独队列，直通物理网卡
FusionCompute
计算 网络 存储 可靠性 安全 自动化 兼容性
网络自适应优化，小包提高效率达30%
2000
1500
1000
500
0 优化前（虚拟平台） 优化后（虚拟平台） 优化前（客户机）
优化后（客户机）
CPU(% )
Rx(kp ps)
技术特点
•网卡接收网络报文时，采用自适应中断聚合技术， 批量接收网络小包，减少中断次数，可提高10%的 小包 • 优化单线程网络报文处理机制，采用多线程、无锁 技术，提高并发性能，可提高30%的小包接收/发送 性能
项目 Rx(kpps) CPU(%)
优化前 (虚拟平台)
538.9
306.4
优化后 (虚拟平台)
1676.0
607.3
优化前 (客户机)
314.2
506.1
优化后 (客户机)
508.4
527.2
应用场景
• 网络游戏、QQ等（大量512B以内网络小包，要求 低时延)
提升实时性网络小包业务的处理效率达30%