VMware虚拟化技术讲解

增加虚拟化层 裸金属架构 每台机器上有多个操作系统和多个应 用负载
虚拟化架构
寄居架构 寄居架构（Hosted Architecture） ） 裸金属架 裸金属架构 (“Bare Metal” Architecture)
例如：GSX Server, 虚拟化 Server, Workstation 安装和运行应用程序 依赖于主机操作系统对设备的支持和 物力资源的管理
通过虚拟化实现资源最大化 实现资源最大化
在线迁移 按需部署
鉴定和量化机会
创建虚拟化基础架构案例时， 问题， 创建虚拟化基础架构案例时，为了识别常见的 IT 问题， 需要询问哪些重要问题？ 需要询问哪些重要问题？ 服务器剧增
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您每月要购买多少台服务器？每个季度？每年呢？ 您每月要购买多少台服务器？每个季度？每年呢？ 服务器？服务器的平均利用率是多少？ 您拥有多少台 x86 服务器？服务器的平均利用率是多少？ 显著降低服务器的购买数量将对您的业务产生怎样的影响？ 显著降低服务器的购买数量将对您的业务产生怎样的影响？ 的服务器整合率） （假设达到 10:1 的服务器整合率） 您的预算中专用于硬件采购的比率是多少？服务器维护呢？ 您的预算中专用于硬件采购的比率是多少？服务器维护呢？ 设施成本呢？这对您的战略和战术有何影响？ 设施成本呢？这对您的战略和战术有何影响？
VMotion
VMotion
VMotion是什么？ VMotion是什么？ 是什么
通过虚拟化 VMotion可以实现虚拟机的动态迁移，而服务不中断。
客户优势：
零宕机时间: 进行有计划的服务器维护和升级迁移工作负载，资源利用率最大化 服务器的持续可用性, 完整的交易集成 支持Fibre Channel和iSCSI SAN环境以及NAS
整合后 整合后 15-30 分钟， 用模板和自部署向导或 分钟， 拷贝虚拟机， 拷贝虚拟机，启动即可
把虚拟机拷贝然后重新启动 [工具已经安装] [应用已经安装，配置] 完成
333服务器替换/年=节省10,000人/小时
部署挑战
从数据中心成本来看... 从数据中心成本来看
能源成本持续增加，正在占有更多的预算 2006年美国数据中心消耗了45亿美金的电能* 建造新的数据中心的成本：假定1000美金每平方尺 碳消耗: 300美金每台服务器
服务器虚拟化的基础概念 化的基
虚拟化将硬件、操作系统和应用程序一同封装一个可迁移的虚拟机档案 文件中 虚拟化后
虚拟化前
未更改过的应用 未更改过的OS 未更改过的 虚拟硬件
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软件必须与硬件相结合 每台机器只能 运行单一的操作系统 每个操作系统有一个或多个应用程序 负载（通常只有一个）
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网络交换机
千瓦时） 功率（千瓦时） 千瓦时） 制冷（千瓦时） 平方英尺） wenku.baidu.com动产（平方英尺）
2
运营成本
为每个工作负 载节省的成本
年以来） （3 年以来）
• 每个应用程序为客户实际节省的成本；代表通常节省的成本 • 包含 虚拟化许可证及支持和订阅服务的预算成本
降低运维 降低运维管理成本
3
生产率、灵活性 与响应度 90–225
•
平均而言， 平均而言，将一个应用程序从一台 服务器迁移到另一台服务器所花的 时间是多少？ 时间是多少？ 当某个关键任务应用程序中断服务时， 当某个关键任务应用程序中断服务时， 每小时的代价是多少？ 每小时的代价是多少？ 一般而言， 一般而言，您的更改管理流程要花多长 时间才能为某个应用程序随后的计划内 停机做好准备？ 停机做好准备？
3
IT 领导者可以说“没问题！” 领导者可以 者可以说 问题！
我们可以交付新的业务服务… 可以交付新的业务服 业务
按时
56
在预算之内
14,235 美元
有保证的 QoS
3,000 万美元
5,694 美元
400 万美元 2 之前 之后 之前 之后 之前 之后
部署新应用程序 所花的天数
* 上述数据来自特定的 虚拟化 客户案例研究
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鉴定和量化机会
确定与基础架构管理
相关的常见问题： 相关的常见问题：
•
平均而言， 平均而言，您目前分配用于服 务器部署的时间是多少？ 务器部署的时间是多少？ 您的员工专用于此活动的时间 百分比是多少？ 百分比是多少？ 您如何管理服务器工作负载？ 您如何管理服务器工作负载？
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14
鉴定和量化机会 确定与自动化流程和灵活性 相关的常见问题： 相关的常见问题：
例如：ESX Server 依赖虚拟层内核 代理和帮助应用的服务控制台
虚拟技术: 四大特性
分区 隔离
在单一物理服务器上同时运行 多个虚拟机
在同一服务器上的虚拟机之间 相互隔离
封装
相对于硬件独立
整个虚拟机都保存在文件中，而且 可以通过移动和复制这些文件的方 式来移动和复制该虚拟机
无需修改即可在任何服务器上 运行虚拟机
面临的问题
IT 预算分配
5% 基础架构投资
现状极为复杂 状极为复杂 仅仅是 仅仅是为了维持现状就耗去 70% 以上的 IT 预算 算用于创 不到 30% 的 IT 预算用于创新 实现竞争 和实现竞争优势
23% 应用程序投资
42% 基础架构维护
30% 应用程序维护
您的业务变更速度 无法超前于 IT 变更速度
虚拟架构优势： HA提高了系统的可用性 虚拟架构优势： 虚拟化 HA提高了系统的可用性
经济有效的适用于所有应用的高可用解决方案
功能
X
• 当服务器故障时，自动重新启动虚拟
机
优势
• 经济有效的适用于所有应用的高可用 • 不需要独占的stand-by 硬件 • 没有集群软件的成本和复杂性
虚拟架构优势： VMotion减少计划内宕机时间 虚拟架构优势：用VMotion减少计划内宕机时间
• 数据中心产生大量的CO2
满满一个机架的刀片服务器 = 20-25 kW = 加州30个家庭顶峰用电量
• 美国数据中心 = 450亿度电, 1.5%的总消耗量*
数据中心电力消耗和2000年相比增加了一倍还多
• 每台服务器移走或者关掉可以减少大约12.5吨的CO2排放
大约相当于马路上减少1.5辆汽车(12,000哩 @ 20 哩每加仑)或者每年植55颗树
虚拟化， 虚拟化，一切皆有可能
——虚拟化技术应用研讨 ——虚拟化技术应用研讨
© 2009 虚拟化 Inc. All rights reserved
日程表
1、虚拟化概述 2、虚拟化的一些概念 3、虚拟化技术实现数据中心的整合 4、基于虚拟化技术的业务连续性 5、虚拟化技术的实现原理以及云计算 6、虚拟化技术的一些误区 7、桌面虚拟化技术的应用 8、虚拟化技术的选择及行业案例 9、针对IT运维的效率提升 针对IT运维的效率提升 IT
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虚拟化技术实现数据中心的整合 化技术实现数据中心的整合 术实现
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正确 IT 投资
1
减少物理基础架构的成本
2
减少数据中心的运营成本 例如：供电/制冷） （例如：供电/制冷） 提高生产率、 提高生产率、运维管理 灵活性和响应度
虚拟化 对其产生的影响
硬件成本节省 数据中心空间、电力和制冷 成本节省 70-80% 2 年节省 800 万美元 运营效率 服务器重建和应用程序载入 时间从 20-40 小时缩短到 15-30 分钟 每年节省 10,000 工时
基于虚拟化技术的业务连续性
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Virtualization
服务器 存储 虚拟化
De-Centralized
大机年代 客户端/服务器和服务器整合 客户端 服务器和服务器整合 虚拟化
（服务器虚拟化、存储虚拟化） 服务器虚拟化、存储虚拟化）
虚拟化的发展历史 化的发
虚拟化的一些概念
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为每个工作负载节约的 为每个工作负载节约的总成本 个工作负载节约
虚拟化将服务器、存储及网络连接基础架构整合到一起， 旨在安全地实现更高的利用率。
之前 之后 节省的开支
服务器
1
物理基础架构
1000 84 407 509 2053
80 10 52 64 257
$5,816 $296 $759 $949 $431 $8,251*
硬件上架及安装 安装操作系统及补丁 配置安全设置，域和用户权限 配置网络(IP地址, DNS名字等) 配置存储(and SAN settings if appropriate) 安装必要的系统管理代理、备份代理、和其 他必要的系统软件 安装和配置应用软件 测试应用 安排宕机时间/数据迁移
依赖硬件可用性 易发生人为错误 标准化困难 审核困难 需要数天，甚至数周
资源池
业务需求
围绕业务进行组织和规划…而不是您的硬件! 围绕业务进行组织和规划…而不是您的硬件!
实现节能的绿色计算：DPM智能化的电源管理 实现节能的绿色计算：DPM智能化的电源管理
• 是虚拟化 DRS功能的进一步延伸 • 与服务器管理硬件配合实现智能化的电源管理 • 优化虚拟机的实际运行位置，达到耗电最小化的目的 • 可以为大中型计算中心节省大量的电力资源，显著降低用电成本
“未来五年，多数数据中 未来五年，
心都将为耗电付出昂贵代 价，耗电和制冷的花费会 相当于硬件架构的采购成 本” 来源于: Gartner, 2007年 2月
* EPA report to Congress on Data Center Energy Efficiency, July 2007
从环境保护的角度来看… 从环境保护的角度来看…
虚拟化分布式资源调度（DRS）：按需自动资源调配 虚拟化分布式资源调度（DRS）：按需自动资源调配 ）：
动态负载均衡和连续智能优化，保证所有应用需要的的资源 动态负载均衡和连续智能优化，
功能 • 跨资源池动态调整计算资源 • 基于预定义的规则智能分配资源 优势 • 使IT和业务优先级对应 • 动态提高系统管理效率 • 自动化的硬件维护
每个应用程序的 基础架构成本
由于数据中心停机导致 的业务损失
4
调查结果表明 在当前困难 经济环境下 果表明： 境下， 的当务 近期的 CIO 调查结果表明：在当前困难的经济环境下，CIO 的当务之 急是实现 实现虚 急是实现虚拟化
“当前的环境已经使实现 虚拟化成为许多 CIO 的 第一要务。”
“由于 CIO 们正在竭力减少资本 投资，控制管理、行政和供电/制冷 的成本，因此降低总体拥有成本 （ TCO）将成为加速实现服务器虚拟化 部署的主要动力。”
* EPA report to Congress on Data Center Energy Efficiency, July 2007
虚拟化改变了数据中心能耗的游戏规则
虚拟化
服务器、 服务器、存储和网络整合
客户示例： 客户示例：领先的北美公共设施公司
整合之前 服务器 存储 网络 设备 1,000 台 270 TB DAS 3,000 个电缆 端口 个电缆/端口 200 个服务器机架 400 个电源开关 整合之后 80 台 140 TB SAN 和 NAS 300 个电缆 端口 个电缆/端口 10 个服务器机架 20 个电源开关
相同的人数完成更多的工作 = 节省运营成本 提高生产率的动力： 瞬间调配 动态修补 零宕机维护 内置高可用性 自动进行灾难恢复
30–75
使用 虚拟化 之前
使用 虚拟化 之后
每个管理员的工作负载
来源：IDC 和 虚拟化 TAM 计划
虚拟架构优势： 虚拟架构优势：快速统一部署服务器
整合前 3 - 10 天硬件采购 20-40 小时，为一台服务器安装操作 小时， 系统和应用程序… 系统和应用程序
来源：Merrill Lynch CIO 调查，2008 年 10 月 28 日 来源：Goldman Sachs IT 投资调查，2008 年 11 月 2 日
虚拟化的发展历史 化的发
70年代 – 80年代早期 年代 年代早期
80年代中期 – 90年代 年代中期 年代
2000年 – 现在 年
Intel架构服 务器 UNIX服务器 存储 网络
虚拟架构优势： VMotion减少计划内宕机时间 虚拟架构优势：用Storage VMotion减少计划内宕机时间
应用程序 应用程序 应用程序 操作 系统 操作 系统 操作 系统
• 虚拟机磁盘存储独立迁移
无需虚拟机停机 LUN 独立 支持光纤通道 SAN
无中断： 无中断：
刷新到新阵列 迁移到不同类别的存储器 升级到新文件系统格式 虚拟机粒度， 虚拟机粒度，LUN 独立