1、本科毕业论文（20 届）基于 vMware 虚拟化技术的企业 IaaS 云平台研究与部署所在学院 专业班级 计算机科学与技术 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 目 录1.引言 .12.关键技术 .22.1 服务器虚拟化 .22.2 共享存储 .32.3 数据备份技术 .43.需求分析 .53.1 传统方式不足 .53.2 业务扩展难点 .53.3 项目具体需求 .64.详细设计与实施 .74.1 分布式资源预 留功能 .84.1.1 资源管理模块 .84.1.2 电源管理模块 .104.1.3 关联性规则模块 .114.2 功能部署实施 .124.3 负载均衡功 能实现 .13
2、5.平台测试 .165.1 完整逻辑架构 .165.2 平台迁移功能 .175.3 快照恢复功能 .205.4 模板与克隆 .235.5 远程桌面 .256、结论 .28致谢 .29参考文献 .30I基于 vMware 虚拟化技术的企业 IaaS 云平台研究与部署摘 要：随着信息化技术的飞速发展，企业需要开展电子商务、办公自动化、智能化等。信息化模块多样化带来的一个直接结果就是大量的硬件设备，而传统的网络架构已经难以满足社会需求,为满足网络的发展需求，因此出现了虚拟化。本文探讨针对于厦门 XX 集团信息化现状的理解和认识以及未来信息化发展目标，厦门 XX 集团的“XX 集团云”应该分阶段逐步实
3、现存储、服务器虚拟化、池化，以现代化应用开发框架为业务支撑、以快数据为完善业务手段、以 XX 集团业务应用服务为导向、以桌面终端用户为交付对象、以提供服务器的连续性及节约前期投入及运营维护成本为目标，满足厦门 XX 集团的快速发展需要，优化软硬件资源，降低总体运营成本，为长远发展奠定坚实的信息化基础。通过 vMware 虚拟化平台可提高物理资源的利用率并利用虚拟化平台的特性提高系统可用性和连续性并且能够提升服务器资源使用效率及减少资金的开销。关键词:虚拟化 vMware 私有云平台 云计算 IaaSIIAbstract: with the rapid development of inform
4、ation technology, enterprises need to develop electronic commerce, office automation, intelligent, etc. Information module diversification is a direct result of a large number of hardware devices, and the traditional network architecture has been difficult to meet the needs of society, to meet the d
5、emand of the development of the network, thus appeared the virtualization. This paper discussed on xiamen XX group information understanding and awareness of the status quo and future informatization development goals, xiamen XX groups “cloud“ XX group should be phased gradually achieve storage, ser
6、ver virtualization, pooling, with modern application development framework for business support, perfect business mainly by means of fast data, XX group business application service oriented, with desktop end users as the object of delivery, to provide the continuity of the server and save upfront i
7、nvestment and operation and maintenance costs as the goal, can meet the needs of the rapid development of xiamen XX group, optimization of software and hardware resources, lower overall operating costs, informatization lay a solid foundation for long-term development. By vMware virtualization platfo
8、rm can improve the utilization rate of physical resources and use the virtualization platform features to improve system availability, and continuity and able to reduce the cost.Keywords: virtualization vMware The cloud of private platform IaaS11.引言现今人们对云的认识越来越深刻，所谓的云就是由可自我维护、管理的计算资源。其中包括存储服务器、计算服务器
9、和宽带资源等。云计算是通过软件将所有的计算资源集合到池中，通过池集中在一起并且能够实现自动管理。这给供应商不需要为繁琐的服务细节而苦恼，提供便捷快速的维护服务，使企业能够更加专注于发展自己的业务。通过云计算能够帮助企业创新和降低企业的运营成本。 云计算是由并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)发展起来的。云计算由三个层面组成：基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)，而 IaaS 是通过虚拟化来实现，而 vMware 是实现虚拟化技术行业中的领导者，其
10、功能的强大及性能的稳定性都是其行业其他厂家无法比拟的。传统的服务器部署及使用模式导致服务器的 CPU、内存及磁盘使用效率非常低，从无形中增加了企业的投入而降低了投资的回报率。这也是企业急需转变服务器部署及使用模式的原因。借助虚拟化，一台服务器可用作多个“虚拟机” ，而且每个虚拟机都可以在不同的环境下运行，例如 Windows、Linux 或Mac 等。通过虚拟化技术，能够将服务器资源集中到一个大的资源池中，然后为每台在虚拟环境中搭建的虚拟服务器提供给所需要的资源，这便使对外提供服务的多台服务器能够通过更少的物理服务器来实现上。这给企业带来的好处是机房建设空间的减少、机房电力能耗的减小以及服务器
11、管理及维护的便捷性的提高。通过虚拟化技术能够帮助增强业务连续性并提供企业非常注重的数据保护，帮助企业能够在不中断应用服务的情况下进行数据迁移和数据维护，还具有跨多个物理站点实现自动灾难恢复能力。此外，使用虚拟化技术的企业无需重复购买新的服务器用于快速服务切换和恢复。可以通过虚拟化技术，通过现有服务器池化的资源重新规划部署，从而帮助其实现灾难恢复。22.关键技术2.1 服务器虚拟化传统的服务器架构导致大量服务器资源的浪费，企业已意识到这样服务器架构方式必须得到进一步的更改。vMware vSphere 的虚拟化技术能够将服务器服务器资源集中到一个大的资源池中，并能够将这个大的资源池中整合的处理器
12、、内存、存储器及网络资源分配给多台虚拟机使用。可以在服务器上的任意硬盘中安装 ESXi。将服务器以相同的方式通过 vMware vSphere 提供的虚拟化层将服务器资源集中到一个池中，管理者可以根据需要提取说需的资源为上层服务，为保证基于虚拟化平台上的虚拟机能够正常与外部通信，如图 2-1-1。在虚拟化环境中可以建立虚拟标准交换机及分布式交换机，并能够在虚拟层面进行 vlan 的划分并打上相应的 vlan 标签。通过虚拟化技术可实现如下功能：一 实现应用服务器统一便捷管理二 通过虚拟化平台的快照技术可实现应用服务器的快速故障恢复三 可是虚拟平台物理主机资源的动态调整，保证物理主机负载平衡四
13、通过虚拟平台挂载存储盘阵，这给存储池的空间技术扩大五 为上层应用提供便捷的底层资源基础图 2-1-1 服务器虚拟化 32.2 共享存储随着企业的发展和业务量的不断增长，随之对存储容量的需求也越来越高，这也是企业领导越来越重视存储的原因。存储的种类有 DAS，NAS 和 SAN，企业领导会根据自己虚拟机所承载业务的不同选择不同的种类的存储。根据常规应用，在大部分情况下，他们会选择 SAN（Storage Area Nework） ，而共享存储便成了最佳选择。对性能要求较高使用的存储使用的是 FC，而考虑到经济性的而最常用的使用的是 iscsi 存储，例如 Dell 的 EQ 存储系列。通过在多台
14、服务器共同挂载同一块存储 SAN 中划分出的 LUN，这样能够实现虚拟平台上的虚拟机在对外提供服务时能够在迁移和维护时实现不间断服务，并能够提高磁盘空间的使用效率，从而减少企业的投入。如图 2-2-1。图 2-2-1 共享存储 42.3 数据备份技术企业中随着数据量的增多，企业领导也对数据的安全越来越重视，在进行虚拟私有云平台进行设计时用户便表示对数据的安全非常重视。而 vMware 虚拟化虚拟平台有自己的一台数据备份技术，如图 2-3-1，vMware vSphere Data Protection 提供集中的管理界面，支持直接通过 VMware vCenter Server 备份和恢复您的
15、虚拟机。图 2-3-1 数据备份 整个虚拟平台上数据中心中的虚拟机都可以通过 vMware vCenter Server 自动识别和操作，VDP 直接使用向导驱动来创建、配置和修改计划备份作业，能够自动监视由 vMware HA、vMware vMotion 和 vMware DRS 移动的虚拟机，以便计划的备份可不间断地持续运行。通过 vMware vSphere Data Protection能够实现如下功能： 1.快速的备份和恢复2.基于磁盘的数据备份和数据恢复。主要是利用基于磁盘的存储实现快速的虚拟机备份和恢复。 3.VDP 能够进行数据备份的粒度是虚拟机，能够对虚拟机进行完整的数据备
16、份和增量备份。4.VDP 进行数据恢复时粒度是文件，能够针对虚拟机内部的某个文件进行单个文件的恢复。53.需求分析3.1 传统方式不足现今大部分企业的服务器工作传统的模式下,一台服务器运行一个服务运用程序为用户提供服务,此模式下服务器的运行效率低下,资源利用率低,能源消耗巨大,在巨大投入的前提下达不到资源的充分利用,且服务器的管理与操作对于管理员来说非常繁琐,当物理服务器对外提供服务的情况下出现故障,必须停机维护,这种情况导致的应用停机对于用户体验产生非常恶劣的影响。通过传统方式使用的服务器架构方式造成的结果是服务器资源的利用率低下，平均利用率在 10%以下，有的甚至才达到 2%。由于每台服务
17、器上运行一个运用，所以多个应用需要运行与多台物理服务器，这造成能源的浪费。在服务器出现故障时，必须停止服务，以此进行服务器的维护，这严重影响企业的生产效率。企业在花费巨大的经济成本前提下还得不到好的效益回报。3.2 业务扩展难点由于网络技术的限制，企业服务器架构和规划受到非常大的局限性。一台服务器一般运行一种对外服务，当企业随着业务扩张需要使用其他的服务时，企业不得不购买新的服务器。这便导致企业对网络硬件设备投入的增加。而有关不能需要购买新的服务器需要一步一步向上级申请，而这个时间是非常漫长的，这就导致了企业相关业务扩展的速率。由于物理服务器数量多，但是有没有统一管理界面，所以随着服务器数量的
18、增加，企业不得不雇佣更多的服务器管理人员对服务器进行维护，这便增加了企业对网络环境中的维护成本。企业使用传统服务器架构的部署方式不但投入大，维护成本高，而且还不能得到很好的回报。不可能运行每种服务的服务器都使用了 HA 在物理上进行高可用。在使用单机对外提供服务器时，要对服务器进行维护，企业就不得不进行服务器的停机操作，而通过这种方式便直接影响企业的效率。63.3 项目具体需求正如现今企业所遇到的问题，厦门 xx 集团也遇到业务扩展瓶颈。厦门 xx集团遇到现今网络内部遇到很多问题。比如在安全方面：公司内部曾经就出现过资料外泄的情况；而由于员工数量极多及工作人员的网络安全意识参差不齐，导致网络内
19、部经常出现电脑中毒而导致网络大面积瘫痪问题。在资源使用率方面，企业内部的服务器群集的 CPU、内存和存储空间的使用效率非常低下，这种情况导致的结果不仅是服务器数量的增加，机房电能及空间的使用空间也随之增加。从服务器管理人员方面，随着服务器数量的增加，服务器管理人员的数量也需要增加，这在无形中便增加了企业的运营成本。在服务方面，由于不可能为所有服务器都配置双机热备的条件，所以在很多情况下，对服务器进行维护时就需要中断服务，这极大的降低服务质量。厦门 xx 集团希望通过一种新的技术来解决企业所遇到的以上的难题。并进一步要求随着企业的发展，所使用的技术要能够适应企业发生的速率，并且在企业发展的同时，原先服务器原有的架构不能改变，这样便于后期工作人员的维护。经过多方与厦门 xx 集团领导的多次协商，最终确定领导要求这次项目所需要达到的要求是：1. 安全性，其中包括公司内部资料的安全性及网络攻击的安全性2. 扩展性，要能够适应企业的发展步伐3. 业务连续性，在进行服务器维护时不中断对外服务4. 经济性，提高资源的使用率，减少资金的投入及运营成本5. 管理的便捷性，提高管理效率，减少管理人员人数
