Vmware服务器虚拟化解决方案

Section 1, 服务器虚拟化设计目标

通过利用VMware虚拟化HP集中存储等成熟技术对现有系统构架进行改造和优化，以达到以下目标：

→  提高服务器利用率

→  提高存储空间利用率

→  高可用性(HA)

→  降低灾难恢复周期(DR)

→  更好的管理和监控系统状况

→  降低IT的总体拥有成本(TCO)

Section 2, 服务器系统目前架构及分析

2.1当前服务器系统状况

2.2现有服务器应用分析

Proliant DL388 G8              U8应用服务器

Proliant DL388 G8              OA应用服务器

Proliant DL388 G8              AD1系统服务器

Proliant DL388 G8              AD2系统服务器

Proliant DL388 G8              DB数据库服务器

…………

目前环境中一共有10台服务器，其中新购买一台安装VMware ESXi 6.5虚拟化系统，运行两台windows2008系统给人事HER应用使用，其他每台服务器安装各自单独应用。

Section 3, 虚拟化设计方案

3.1方案描述

1. 增加2台配置较高的HP 388 G9服务器作为虚拟化服务器，在此服务器上安装VMware Vsphere 6.5，作为虚拟服务器，替换之前的4台单应用服务器

2. 使用原有一台服务器 (Hp 388 G8) 现作为VMware vCenter Server管理服务器用来集中管理VMware Vsphere 6.5（2台HP388 G9）

3. 再用一台替换下的服务器 (HP 388 G8) 作为Backup Server (备份软件管理控制台) 用FC/SAS 直连HP MSA 2040 (新增) 用于集中统一管理备份各服务器和VMware Sphere 5.5服务器上虚拟机文件数据

4．另外两台替换下的服务器 (HP 388 G8) 可以增加相关配件，安装虚拟化跑一些资源要求是很高，重要性不是很高的应用

4. 增加一套HP MSA 2040 FC作为虚拟机数据存储，存放虚拟机文件及数据

5. 每台388 服务器配置2块2端口HBA光千卡，FC光千直接连接HP MSA 2040 FC共享存储形成一个单独的存储网络，2条链路相互做冗余避免单点故障。

注：存储具体容量根据实际环境容量配置

解决方案拓扑图：

服务器以及虚拟机的分配如下

方案配置：

3.2 架构说明

硬件部分：

光纤存储区域网：

搭建一个FC SAN的存储区域网，集中存储服务器中的数据，便于管理，提高服务器的性能。

使用2台HP 388 G9服务器作高可用设计，建议配置双CPU以上的服务器，每个CPU采用10核，64GB内存，2块300GB硬盘，实现Raid 1，冗余电源服务器。

使用现有一台HP DL388 G8作为vCenter管理服务器，配置2颗CPU，16GB内存，2块300GB硬盘，双电源。

使用现有一台HP DL388 G8作为Backup Server管理服务器,集中管理需要备份的各应用服务器数据及VMware Vsphere 6.5中的虚拟机。

使用磁盘阵列存储系统，存放虚拟服务器封装好的文件与其他应用服务器的相关数据。磁盘阵列选择FC SAN架构，选择HP MSA 2040 存储阵列柜。

软件部分:

主要配置以“8+1”方式体现，其中“8”指的是8套VMware 虚拟架构套件企业版（VMware Vsphere 6.5 Standard  Plus）使用授权；“1”指的是1套VMware vCenter Management Server使用授权。

软件说明：

VMware VSPHERE套件按照CPU数量计算lisence，一个lisence管理1个CPU；

按照4台HP服务器计算，每台服务器是2颗CPU，需要采购8套VMware VSPHERE虚拟化套件。

另外需要单独采购一套VMware vCenter管理软件。

3.3  P2V操作（将物理服务器上的系统迁移至虚拟机）

VMware vCenter Converter 可以在多种硬件上运行，并支持最常用的 Microsoft Windows 操作系统版本。通过下载这一功能强大的企业级迁移工具，我们可以将4台现有物理机中的系统快速而可靠地转换为虚拟机，而不会造成任何中断或停机，真正实现冗余系统

3.4  VMware vSphere 功能说明

通过VMware vCenter的管理，使vSphere具有了资源优化和高可用性特征。以下举例几个主要功能说明：

3.4.1  vSphere Vmotion

vSphere vMotion 能在实现零停机和服务连续可用的情况下将正在运行的虚拟机从一台物理服务器实时迁移到另一台物理服务器上，并且能够完全保证事务的完整性。 vMotion 是创建动态、自动化并自我优化的数据中心所需的关键促成技术。

       ·         即时迁移正在运行的虚拟机

       ·         轻松管理和安排实时迁移

即时迁移正在运行的整个虚拟机VMware 客户中 80% 都在生产中部署了 vMotion 技术*，此技术利用服务器、存储和网络连接的完全虚拟化，可将正在运行的整个虚拟机从一台物理服务器即刻迁移到另一台物理服务器中。 虚拟机会保留其网络标识和连接，从而确保实现无缝的迁移过程。 您将能够：

·         在零停机、用户毫无察觉的情况下执行实时迁移

·         持续自动优化资源池中的虚拟机

·         在无需安排停机、不中断业务运营的情况下执行硬件维护

·         主动将虚拟机从发生故障或性能不佳的服务器中移出

轻松管理和安排实时迁移迁移向导使您能从数以千计的客户经过多年生产验证的产品的可靠性和可管理性中轻松获益。

·         执行任何虚拟机的多个并行迁移，虚拟机可以跨任何类型受 vSphere 支持的硬件和存储运行任何操作系统，包括审计追踪

·         几秒钟内即可确定虚拟机的最佳放置位置

·         安排迁移在预定时间发生，且无需管理员在场

3.4.2  vSphere HA

VMware vSphere High Availability (HA) 可为虚拟机中运行的应用提供易于使用、经济高效的高可用性。 一旦物理服务器出现故障，VMware HA 可在具有备用容量的其他生产服务器中自动重新启动受影响的虚拟机。 若操作系统出现故障，vSphere HA 会在同一台物理服务器上重新启动受影响的虚拟机。

vSphere HA 可让 IT 组织获得下列益处：

·         最大限度地减少因服务器和操作系统故障造成的停机

·         提高整个基础架构范围内的保护力度

   最大限度地减少因服务器和操作系统故障造成的停机

vSphere HA 可提供虚拟机中运行的大量应用所需的可用性，并且不依赖于其中运行的操作系统和应用。 HA 可针对虚拟化 IT 环境中的硬件和操作系统故障，提供统一且经济高效的故障切换保护。

·         监控虚拟机的情况以便检测操作系统和硬件故障

·         在检测到服务器故障时，无需手动干预即可在资源池中的其他物理服务器上重新启动虚拟机

·         在检测到操作系统故障时，通过自动重新启动虚拟机来保护应用程序不受操作系统故障的影响

   提高整个基础架构范围内的保护力度

从 vSphere Client 界面中单击一次即可配置 vSphere HA 以提供故障切换保护，而无需对与操作系统或应用绑定在一起的解决方案进行复杂的安装和配置。 由于 HA 配置简单并且只需要最基本的资源即可提供保护，因此您可以：

·         针对服务器和操作系统故障为所有应用程序提供统一保护，而不必考虑虚拟机使用的服务器硬件或操作系统如何

·         为整个 IT 基础架构建立第一道坚固屏障

·         保护没有其他故障切换备选方案的应用程序，并使原本可能不被置于保护下的软件应用程序也具有高可用性

3.4.3  VMware Distributed Resource Scheduler (DRS)

vSphere Distributed Resource Scheduler (DRS) 可以跨 vSphere 服务器持续地监视利用率，并可根据业务需求在虚拟机之间智能分配可用资源。

·         根据业务优先级动态地调整资源

·         平衡计算容量

·         降低数据中心的能耗

根据业务需求调整资源

DRS 将 vSphere 主机资源聚合到集群中，并通过监控利用率并持续优化虚拟机跨 vSphere 主机的分发，将这些资源动态自动分发到各虚拟机中。

·         将 IT 资源动态分配给优先级最高的应用

·         为业务部门提供专用的 IT 基础架构，同时仍可通过资源池化获得更高的硬件利用率

·         使业务部门能够在自己的资源池内创建和管理虚拟机

平衡计算容量

DRS 不间断地平衡资源池内的计算容量，以提供物理基础架构所不能提供的性能、可扩展性和可用性级别。

·         提高服务级别并确保每个虚拟机能随时访问相应资源

·         通过在不中断系统的情况下重新分发虚拟机，轻松部署新容量

·         自动将所有虚拟机迁出物理服务器，以进行无停机的计划内服务器维护

·         允许系统管理员监控和有效管理更多的 IT 基础架构，提高管理员的工作效率

降低数据中心的能耗

vSphere Distributed Power Management (DPM) 可持续优化数据中心的能耗。 当 DRS 集群中的虚拟机所需资源较少时（例如在夜间和周末），DPM 会将工作负载整合到较少的服务器上，并关闭其余服务器以减少能耗。 当虚拟机资源需求增加时，DPM 会让关闭的主机恢复联机，以确保达到服务级别要求。

·         在利用率较低的时段，最多可使数据中心日常的电力和散热成本降低 20%

·         自动管理数据中心的能效

3.4.4  Distributed Switch

vSphere Distributed Switch (VDS) 让您可以从一个集中界面为整个数据中心设置虚拟机访问交换，从而简化虚拟机网络连接。 VDS 可提供：

·         简化的虚拟机网络配置

·         更强大的网络监控和故障排除功能

·         支持高级 vSphere 网络连接功能

   简化虚拟机网络配置

从一个集中界面跨多个主机和集群简化虚拟网络连接的调配、管理和监控。

·         集中控制虚拟交换机端口配置、端口组命名、筛选器设置等

·         链路聚合控制协议 (LACP) - 协商并自动配置 vSphere 主机与访问层物理交换机之间的链路聚合

·         具备网络运行状况检查功能，可验证 vSphere 到物理网络的配置

   更强大的网络监控和故障排除功能

   vSphere Distributed Switch 可为您的网络连接工作人员提供丰富的监控和故障排除功能

·         支持 RSPAN 和 ERSPAN 协议，可进行远程网络分析

·         IPFIX Netflow 版本 10

·         SNMPv3 支持

·         用于修补和更新网络配置的回滚和恢复功能

·         支持对虚拟网络连接配置进行备份和恢复的模板

·         基于网络的核心转储（网络转储），无需本地存储即可调试主机

   支持高级 vSphere 网络连接功能

vSphere Distributed Switch 为 vSphere 环境中的许多高级网络连接功能提供构造块。

·         网络 I/O 控制 (NIOC) 的核心构造块

·         在虚拟机跨多个主机移动时保持其网络运行时状态，支持嵌入式监控和集中式防火墙服务

·         支持第三方虚拟交换机扩展，如 Cisco Nexus 1000V 和 IBM 5000v 虚拟交换机

·         支持 SR-IOV（单根 I/O 虚拟化），实现低延迟和高 I/O 工作负载

·         BPDU 筛选功能可防止虚拟机将 BPDU 发送到物理交换机

3.4.5  Storage DRS

使用 vSphere Storage DRS 可将若干数据存储中的存储资源聚合到单个数据存储集群中，从而简化大规模存储管理。 在虚拟机调配过程中，Storage DRS 可以基于 I/O 负载和数据存储的可用存储容量提供智能的虚拟机放置。 Storage DRS 可以根据反映业务需求和不断变化的优先级的预定义规则，在数据存储之间执行持续的负载平衡，确保避免出现空间和 I/O 瓶颈。

·         调整存储资源以符合业务目标

·         平衡存储空间和 I/O 负载

调整存储资源以符合业务目标

vSphere Storage DRS 跨预分配的数据存储池持续监控存储空间和 I/O 利用率，并智能调整存储资源以符合您的业务增长目标。

·         指定如何使用规则和策略将存储资源分配给虚拟机

·         为业务部门分配专用的存储基础架构，同时通过存储卷池获得更高的存储利用率

·         授权业务部门在自己的存储内建立和管理虚拟机，同时对存储资源进行集中 IT 控制

平衡存储空间和 I/O 负载

Storage DRS 持续平衡存储空间利用率和存储 I/O 负载，并避免出现资源瓶颈，以满足应用服务级别和提高大规模存储的可管理性。 利用 Storage DRS，您可以：

·         轻松部署额外的存储容量，并在新存储添加到存储卷池时无缝地利用额外的容量。

·         以无中断的方式维护数据存储

·         提高所有应用的服务级别

·         通过允许 vSphere 管理员监控和管理附加的基础架构，提高他们的工作效率

Section 4, 方案总结

1、降低总体拥有成本（TCO）、提高投资回报率（ROI）

l  通过服务器整合，控制和减少物理服务器的数量，明显提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率， 从而降低硬件成本。

l  降低运营和维护成本， 包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。

2、提高运营效率

l  加快新服务器和应用的部署，大大降低服务器重建和应用加载时间。

l  主动地提前规划资源增长，这样对客户和应用的需求响应快速，不需要象以前那样，需要长时间的采购流程，然后进行尝试。

l  不需要象以前那样，硬件维护需要数天/周的变更管理准备和1 - 3小时维护窗口，现在可以进行快速的硬件维护和升级。

3、系统安全性

l  由于采用了虚拟化技术的高级功能，使业务系统脱离了单台物理硬件的束缚，可以实现更高级别的业务连续性要求，提升了系统安全性、可靠性。

l  通过虚拟化技术，降低了物理硬件的故障影响力，减少了硬件的安全隐患。

l  通过虚拟化整合，减少了设备的接入数量，安全防范的范围能够得到更有效地控制。

4、提高服务水平

l  帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应。

l  将所有服务器作为统一资源池进行管理，并按需进行资源调配，快速响应业务部门提出的系统资源需求。

5、陈旧硬件和操作系统的投资保护

l  虚拟化平台具有更广泛的操作系统（OS）兼容性，不再担心旧系统的无法使用，并且通过自动更新功能实现维护和升级等一系列问题。

6、为将来的集中网络存储提供可能

·        对于由于成本或者其他原因没有接入到存储网络（SAN, iSCSi和NAS）的服务器，整合后物理服务器数量减少，可以考虑接入到存储网络, 这样充分利用网络存储的优势，将这些分散的数据集中管理备份，为这些服务器和应用的以后的容灾打下基础。同时，通过虚拟机的特有功能和网络存储的有效结合， 提高了这些应用的可用性，移动性和灵活性。

7、云计算基础环境准备

·        “虚拟化是云计算的基础”，这已经是一个毋庸置疑的话题。通过vSphere的搭建，可以为将来向云计算过渡，提供一个稳定、可靠、易于扩展的基础平台。

vSphere是一个基础平台，同时也是一个“友好”的平台，可以容纳第三方产品与vSphere的结合。构建以虚拟化为核心的，包含“云安全、云备份、云存储、云应用”等完整的云计算数据中心、

8、在本阶段方案中，我们采取光纤SAN架构的集中存储方式，以期达到如VMware 于SAN架构中的一些功能（如VMware HA等），而在硬件投入方面将获得更高的性价比。

9、通过使用备份软件，可以为虚拟服务器及网络环境中其他应用服务器提供易于使用、集中化的备份工具