VMware私有云解决方案.doc

1、VMware 私有云建设方案VMWARE1目 录1 概述 _31.1 项目背景 _31.2 现状分析 _32 VMware 云计算数据中心解决方案概述 _92.1 概述 _92.2 功能特性 _102.3 版本比较 _163 VMware 云计算数据中心解决方案技术详解 _193.1 整体架构 _193.2 服务器虚拟化 _203.2.1 概述 _213.2.2 计算功能特性 _223.2.3 存储功能特性 _303.2.4 网络和安全功能特性 _393.2.5 管理和自动化 _483.3 运维管理 _503.3.1 概述 _503.3.2 功能特性 _513.3.3 运营可见性和性能管理 _

2、533.3.4 变更、配置和合规性管理 _593.3.5 性能监控、分析、告警 _613.3.6 应用依赖关系映射 _633.4 服务编排 _663.4.1 架构 _663.4.2 用户角色和相关任务 _663.4.3 功能特性 _673.5 服务调配与多租户自助服务门户 _703.5.1 服务调配 _703.5.2 多租户自助服务门户 _874 VMware 云计算数据中心规划设计 _974.1 数据中心总体规划设计 _974.2 核心虚拟化规划 _994.2.1 计算资源规划 _994.2.2 网络与安全规划 _1004.2.3 存储资源规划 _1044.2.4 集中式管理规划 _1092

3、4.3 数据中心运维管理规划 _1124.3.1 容量与性能管理规划 _1124.3.2 配置与合规性管理规划 _1154.3.3 性能监控与分析规划 _1194.3.4 应用依赖关系映射规划 _1204.4 服务编排规划 _1214.5 服务调配规划 _1264.5.1 基础架构服务调配规划 _1264.5.2 应用服务调配规划 _1395 方案优势总结 _1416 配置清单与说明 _1426.1 软件配置 _14231 概述1.1 项目背景在传统 IT 基础架构环境中，业务迅速发展给 IT 带来很大压力，服务器需求不断增多，机房空间、电力成为瓶颈，导致应用所需服务器资源紧张，正常项目开展受

4、到限制。系统管理人员日常忙于救火和新的部署工作，无精力开展管理提升工作，技术复杂性，使得部署时间越来越长，导致应用上线时间延长。为了应对这些压力，人们开始寻求新的技术和管理解决方案。云计算的概念首先是从业务管理角度被人们接受，节省投资、需求快速部署、按需使用，这些特性得到企业业务管理层认可后而使云计算迅速扩展，并成为真正落地的解决方案。云计算通过资源池技术，实现应用服务器和硬件服务器隔离，使硬件资源切片使用，提供逻辑虚拟服务器为应用提供服务，这样不但物理资源得到充分利用，而且机房压力减少，整体投资下降。虚拟化技术把虚拟服务器保存成文件，通过复制文件为快速部署提供可能。通过自服务门户，在不同资源

5、池上面架设了一张“台面”，不但为客户提供多个资源池的使用，而且屏蔽了复杂的技术；通过隔离技术，把多组织、多客户的隔离需求进行部署，即使物理资源在一台硬件服务器上，也可以从底层协议进行隔离，达到安全隔离目的。通过生命周期功能，把资源使用限制在约定的期限内，到期自动释放资源，使得资源可以重复利用。通过运行分析平台，把资源使用、运行状况进行记录，可以为客户提供直观的使用记录和运行状况分析。由于云计算的这些技术和管理的先进理念在 IT 界已广泛被接受，企业也像接受水管里的“水”一样开始构建“云”和使用“云”。信息化建设不断发展，目前信息化网络以信息中心为运营维护单位，覆盖市场计费、生产经营等多套业务系

6、统，服务器资源庞大。虽然该客户已经完成了对其数据中心的服务器虚拟化改造，但是，仅仅完成服务器的虚拟化已经远远不能满足各种业务对其数据中心的新需求，尽快地完成云计算建设是一件势在必行的大事。1.2 现状分析通过对客户服务器和存储现状的分析，目前 IT 基础架构有以下几个问题亟待解决： 资源孤立且利用率低下。现有数据中心中，计算、存储以及网络资源都是紧耦合的，也就是说数据中心内的 IT 建设是烟囱式的，根据客户需求一个项目建设一套系统，这样便形成了一个个的“项目孤岛 ” 。这种系统牵一发而动全身，很难作任何改变，扩展起来要对系统进行重新设计。在这种环境下，系统之间无法相互通信，资源不能在整个数据中

7、心里实时、动态调度与共享，这样便使服务器与存储以及网络资源得不到充分利用，各种资源的利用效率全面低下。 4 服务器和存储购置成本高，维护成本递增。随着应用的不断增加，服务器数量也跟着增加，每年要支出高额购置费用不说，还有部分服务器已经过保修期，部件逐渐进入老化期，维护、维修预算费用也逐年增加。 能源消耗巨大。当前数据中心存在海量的能源消耗和恼人的散热问题，这也成为数据中心发展的一大瓶颈。目前电力和数据中心辅助设施的成本已经超过了购买 IT 设备的费用，电力能耗占到数据中心整体成本中的 50%以上。 可用性低下。首先，几乎每个应用服务器都是单机，如果某台服务器出现故障，相对应的业务也将中断。其次

8、是当硬件需要维护、升级或出现硬件故障时，上层业务系统均会出现较长时间的中断，影响业务的连续性，其中包括一些重要业务系统，一旦中断服务影响很大，未来数据中心搬迁时会更加麻烦。 兼容性差。系统和应用迁移到其他服务器，需要和旧系统兼容的系统。新的软件包括操作系统和应用软件无法运行在老的硬件平台，而老的代码有时候也很难移植到新的硬件平台上。例如：由于各种资源数据库不同公司分别开发，需要的运行的软硬平台很多时候不能保证兼容。为节省时间、物力和保持系统部署的顺利，只能用增加服务器单独部署的方法来解决。 资源配置与运维管理的成本非常高昂且效率低下。现有数据中心的资源配置与部署大多采用人工方式，没有对应平台的

9、支撑，没有自动化的部署。这种管理方式首先会增加人力成本，耗费大量人力在繁重的工作上，这使得管理费用成为机构的沉重负担。其次，这种管理方式会导致出错率高，效率底下，灵活性低等后果，同时，在性能调优，容量管理方面，这种管理方式的效率也是非常低下的。 对业务需求无法做到及时响应，灵活性差。当有新的应用需要部署时，需要重新部署服务器，存储系统，并需要对网络系统进行调整以适应新的 IT 应用的需求，因此，运维管理人员无法快速高效地响应业务部门提出的各种要求。同时，部署实施新应用的周期比较长、成本也很高，这往往会延误新应用和新产品上市的时间，进而使企业失去了许多宝贵的商机。虚拟化技术在一定程度上缓解了上述

10、问题带来的影响，例如，服务器虚拟化可以帮助数据中心减少物理服务器的数量，进而使企业在电源、散热以及机房面积上节省巨大的成本。此外，它还可以减少数据中心 UPS 和网络设备的费用以及所占用的空间，同时还可以大幅减少管理物理服务器的宝贵时间，提高部署服务器的效率。但是，仅仅依靠服务器虚拟化还是远远不能充分解决上述这些难题的，这主要体现在如下四个方面。1) 现有网络与安全体系结构对虚拟化环境产生束缚虽然服务器虚拟化的普及彻底改变了应用的调配和管理，但是，这些动态工作负载所连接的网络和存储等周边资源却未能跟上它的发展步伐。这些资源的调配仍然极其缓慢，甚至一个简单的拓扑结构的创建也需要数天或数周时间。下

11、图给出了一个典型的示例。5图：服务器虚拟化后部署一台服务器所需的时间从上面这张图可以看出，在服务器虚拟化之前，管理员部署一台服务器需要大概数周时间并花费上万美金。有了服务器虚拟化后，虽然部署一台虚拟机只需要几分钟且仅花费几百美金，但是，在该虚拟机“周边” 部署所需的各种网络安全以及存储等设备仍需数天的时间，同时耗费数千美金。可见，虽然服务器虚拟化可以加快虚拟机的部署，但是与之相连接的网络安全以及存储等组件并没有跟上服务器虚拟化的步伐，它们严重影响了虚拟数据中心的部署效率。传统的网络与安全体系结构除了会降低虚拟数据中心的部署效率，在虚拟化环境下，它们还存在很多其他方面的不足，下图给出了现有的网络

12、架构在虚拟化环境下存在的一些缺陷。图：现有的网络架构对虚拟化环境产生束缚6现有的网络体系结构对底层物理硬件有很大的依赖，他们依赖于专用物理设备，因此灵活性很差。另外，由于各种网络服务的管理界面杂乱无章，非常分散，无法进行统一的集中管理，因此，相应的运维管理工作非常复杂且容易出错。除此之外，这种不灵活的体系结构对工作负载和应用的扩展与迁移都产生了很大的限制。在安全方面，传统的安全防护手段价格昂贵，对虚拟化平台不具感知能力，使用不够灵活，管理难度大，不能很好地满足新架构的需要 。由此可以看出，现有网络与安全体系结构的限制将日益池化的动态虚拟世界重新束缚到缺乏灵活性的专用硬件上，人为地阻碍了虚拟数据

13、中心的发展。2) 传统可用性与灾难恢复解决方案在虚拟化环境下难以应用虽然业务可用性与灾难恢复技术已经有了很多年的发展，但是传统的解决方案还是存在很多的问题，这使得现有的可用性与灾难恢复技术在虚拟化环境下更是难以得到很好地应用，这些问题具体如下。首先，传统的可用性解决方案是利用特定于应用的解决方案（如：Oracle RAC、 MS SQL 集群、Exchange Database Access Groups (DAG)等）在应用级别实施业务可用性。虽然这种方法通常可以提供不错的可用性，但是由于每一组应用都有自己的解决方案，因此这种方法有如下弊端： 复杂且昂贵 对管理员的技术要求较高 出错的风险大

14、 许可证较贵(如 RAC) 专用的备份架构其次，虽然有一些基础架构层的解决方案可以比应用级解决方案更加经济高效，但是这些解决方案往往在正常运行时间和 RTO（恢复时间目标）方面表现得比较差。除此之外，传统的灾难恢复解决方案很难在现有的物理 X86 环境中实现，这是因为传统的灾难恢复计划依赖于一套非常复杂的流程和基础架构，操作起来非常复杂繁琐且容易出错。 可见，传统的可用性与灾难恢复解决方案存在的诸多弊端使其很难在真正的生产环境中达到业务高可用与灾难恢复的功能，在虚拟化环境下就更是如此，因此，一套专门针对虚拟化环境的切实可行的可用性与灾难恢复技术成为必须。3) 传统运维管理方式无法适应全新的动态

15、虚拟化环境在运维管理方面，虽然服务器虚拟化可以解决客户现有数据中心的某些问题，但随着虚拟化的引入，现有的传统运维管理方式已经不能满足虚拟化环境对运维管理的需求，现有的这些运维方法在新环境下存在诸多的挑战，使用起来也将显得捉襟见肘，这是因为现有的传统管理工具和方法是为了支持孤立的计算环境而设计的，因此 IT 团队面临着如何利用传统管理工具和方法有效地支持新的动态 IT 基础设施（虚拟化环境）的挑战， 这些挑战主要包括如下四个方面。第一，虚拟化环境中有大量的数据需要管理，相对于物理环境而言，管理员可管理的虚拟机数量要多出达 510 倍，服务器和变更的数量也明显增多。这些都使得 IT专业人员在尝试部

16、署新的虚拟化管理计划时要面对重重困难。7同时，环境中的伪警报数量大幅度增加，使得客户非常难以应对其环境所面临的挑战和性能问题。现有的运维管理方法已经无法保证管理员可以高效地管理如此大量的数据并对问题做出快速地响应。因此，新的运维管理方法需要提供整个基础架构和应用的运行状况、风险和效率的全面可见性，并可以提高管理员对问题的响应速度。图：当前的传统运维管理方式第二，对于虚拟化平台的管理员而言，工作中遇到的问题大多是性能方面的问题，处理性能问题所花费的精力大约占到全部管理任务的 80%，要迅速定位并解决性能问题，需要高效的工具来辅助，单纯地使用“红黄绿” 三色交通灯的性能指示是无法迅速地解决这些性能

17、问题的。因此，这就需要一种主动管理基础架构和应用性能而不是被动监控的解决方案。第三，管理员在使用虚拟化平台时会面对两个对立的目标：一方面，要尽可能地增加虚拟机的密度以充分利用硬件平台的处理能力，增加投资回报。另一方面，虚拟化的主要特征就是资源池化，资源整合以后，调配资源的灵活性大大提高，但同时也对性能和容量的管理带来了更大的挑战，如果不能有效地管理资源分配，则可能出现资源滥用，资源匮乏等情况。实际的生产环境中一个比较常见的问题就是容量“过度调配”和硬件利用率低下，它会损害组织最初在节约成本方面寻求的核心价值，同时它还会使组织无法实现最初部署虚拟化和云计算时所寻求的敏捷性。因此，这就需要推动更高

18、的整合率，管理员需要随时保证业务增长对性能和容量的要求。第四，现有的运维模式容易导致大家相互指责，同时无法迅速查明问题的源头、在哪方面需要立即采取措施，以及如何尽快恢复服务。为了解决这个问题，新的运维管理方法应该能够帮助管理员高效地定位问题的根源，它应该可以快速地缩小问题的范围，迅速定位问题所属的范畴，例如：计算，存储，网络等。4) 云计算数据中心需要全新的服务调配方法在服务调配方面，目前没有一种自动化的方法来为业务提供所需资源，进而导致调配延迟，同时无法提供自助服务给终端用户来满足常规需求。 8图：传统服务调配当前企业环境中，IT 的运营有许多带来浪费、低效率和客户不满意的通病，传统的管理模

19、式无法满足动态变化的虚拟化和云环境。传统的垂直竖井式管理把特定应用和基础架构捆绑在一起，这种方式脆弱且不便管理。为了增加业务敏捷性，许多企业希望缩短由竖井式的手动操作导致的冗长的服务响应时间，由于操作的不灵活，IT 专家经常需要数天甚至数周来交付急需的资源和应用。此外，应用开发较以往任何时期都要发展迅速，功能每日都会更新，规模每小时都在改变，因此，用户需求带来的持续压力使得应用所有者面临着始终如一的快速变更率。云计算使应用所有者可以即时访问基础架构，然而构建应用程序仍需管理员在各个虚拟机上分别安装和配置应用程序组件，以便插入到应用体系结构中。在当下的云计算时代中，企业和组织需要更行之有效的跨云

20、加快应用部署速度的方法。同时，随着业务的快速增长，企业需要一个更快部署系统来创造商业机会，快速响应市场需求和提高生产力的方法。此外，以提高 IT 效率和优化资源使用率的方式削减成本也是越来越多的 IT 部门开始寻求云基础设施的重要原因。最后， IT 的消费者希望像获得他们生活中的自助服务和应用一样方便地获得企业的 IT 基础资源服务。可见，云计算数据中心需要一种全新的高效敏捷的服务调配方法。通过上面的分析不难看出，仅仅依靠服务器虚拟化是不足以解决客户现有数据中心中存在的所有问题的，因此，一套可以全面解决网络束缚、可用性弊端、运维管理缺陷和服务调配新需求的云计算数据中心解决方案成为必须。92 V

21、Mware 云计算数据中心解决方案概述此次私有云项目由六大模块组成：主要使用的产品是 VMware vCloud Suite 和Unified portal 来构建。1. 用户管理：在用户管理部分中主要定义组织、用户组和用户，统一的用户管理便于制定统一的策略；2. 资源池管理：在此云计算环境中，将包括两种不同虚拟化技术提供的虚拟化X86 服务器资源池；在资源池管理中也为不同部门或组织提供隔离；3. 服务目录管理：统一、标准化的服务目录将为自动部署提供可能。由门户系统提供统一的用户使用界面；4. 门户流程和部署平台：为云计算的使用用户提供使用界面，包括申请提交、审批、部署，部署后项目资源的使用和

22、调整。这是申请用户、审批用户、部署管理员共同的门户；5. 运营监控和分析：为云计算环境提供监控仪表盘显示，以及问题分析和报警功能；6. 资源使用和容量：对用户的资源使用进行统计；对资源使用容量进行监控和规划，并包括容量优化、容量预测。VMware vCloud Suite 是 VMware 提供的云计算数据中心解决方案套件，该套件可以很好地解决各类客户数据中心所面临的各种各样的问题，在大大简化 IT 运营的同时，为所有应用提供最佳的 SLA。2.1 概述VMware vCloud Suite 是一款基于 VMware vSphere 的云计算基础架构解决方案。借助 vCloud Suite，IT 可以在数 据中心获得云计算服务提供商的经济效益，只需几分钟而非数周即可完成应用调配，并可通过基于策略的监管为每个应用提供适当的可用性和安全性。vCloud Suite 提供了一整套组件，该套件通过内置的智能机制提供虚拟化基础架构服务( 计算、网络、安全性和可用性) ，以便根据需要按照定义的策 略自动为应用执行调配、放置、配置和控制。vCloud Suite 是 IT 组织迈向软件 定义的数据中心体系结构的第一步。