服务器虚拟化解决方案

服务器虚拟化解决方案一、CitrixXenServer服务器虚拟化解决方案1.1方案综述1.1.1服务器虚拟化的业务及应用需求随着企业业务的飞速发展，越来越多的业务系统依赖于数据中心的支撑，其中包括财务系统、OA系统、ERP系统和各种管理系统等等。在企业数据中心的建设过程中，随着各种业务系统的建设和更新换代，每个业务系统都占用了大量的新旧服务器，其硬件利用率低下、管理复杂、运行成本居高不下等问题正逐渐显现。这是传统的数据中心建设模式的纵向结构所造成的。由于传统服务器的硬件和操作系统的绑定，使得服务器之间无法复用计算资源，只能通过为不同业务单元分别堆加服务器来满足业务要求，随着企业规模发展，显然传统模式的数据中心无法在快速响应和节省成本之间找到平衡点。虚拟化技术的出现解决了这一矛盾，服务器虚拟化使得操作系统不再直接安装在硬件上，业务服务器成为逻辑服务器概念，形成了逻辑层和物理层分离的横向结构，不仅可以方便地复用硬件资源，管理效率也大大提高。同时Citrix结合服务器虚拟化、应用虚拟化和流技术，提出了新一代动态数据中心的建设模式，能够根据不同业务模块的资源消耗，自动地分配硬件资源，从而最大限度满足企业级数据中心的高效率、高性价比和自动化管理等要求。由于业务系统的要求，目前企业数据中心越来越多地采用X86服务器，无论是系统扩展性还是系统可靠性都需要通过服务器虚拟化技术进行增强，目前这些服务器部署的主要问题包括：利用效率低下，由于每种业务运行都有高峰和低谷的周期，服务器不得不分别按照峰值配备，大量时间运行空闲，再加上可靠性考虑分别配置双机，不得不牺牲更多的计算资源。扩展性差，目前企业成熟运行的应用系统大部分是基于32位操作系统，只能访问服务器内存到4G，因此当内存不够用时不得不配置新的服务器；另一方面目前服务器内存配置越来越高，16G已经成为主流配置，但是32位系统无法使用。运维成本居高不下，由于服务器数量越来越多，对数据中心的空间、网络、耗电、制冷等消耗越来越大，成本越来越高。管理复杂，响应速度滞后，每个业务系统的服务器的安装、升级、维护，以及高可用性和灾难备份没有统一的管理手段，只能因系统而异，管理难度大，无法响应业务系统的要求。1.1.2虚拟化应用的业务场景通过Citrix服务器虚拟化技术可以直接解决以上问题，通过构筑新一代动态数据中心，可以给企业带来的直接收益包括：减少硬件投资：由于服务器虚拟化使得多操作系统可以共用硬件，直接导致服务器数量大大减少，虚拟化前后的服务器数量对比保守估计为8:1，可以大大节省购买服务器的投入；其次由于存储的共享性提高，对存储设备的投资也大大节省；再加上服务器和存储减少带来的机房空间的节省、网络设备简化等等，可以看到服务器虚拟化直接给硬件投资带来了比较大的节省。降低运行成本：硬件的减少降低了硬件的维护和服务费用，并且带来了运营费用的降低，包括：机柜空间、电力消耗、制冷费用等等。简化数据中心管理、提高响应能力：数据中心的管理从原来的纵向分割式的多线管理变成了横向统一管理，硬件人员专注于总体计算负载能力，软件人员专注于业务逻辑服务器，服务器的使用和分配更加方便；采用动态数据中心技术后，为逻辑服务器分配计算能力的工作可以自动化完成，大大提高了企业数据中心的响应能力。提高业务连续性和灾备能力：采用服务器虚拟化技术可以大大提高服务器的业务连续性和灾难备份能力，企业不用再因为服务器维护而终止业务运行，所有的服务器之间都具备了在线备份能力；数据集中管理更加安全，异地灾备也变得更加实时和方便。总的来看，虚拟化技术使得企业对资源的利用更加高效，管理手段更加灵活，数据中心更加智能和强壮，为企业降低了总拥有成本，带来了投资收益最大化。构建新一代动态数据中心并向提供云计算服务转型是企业IT架构的发展方向，也是一个逐渐摸索、采纳和优化资源的过程，我们建议企业实施分三步走：服务器聚合阶段，针对某些业务系统的实施和升级改造，对服务器进行整合，以节省投资和降低运营成本，初步掌握服务器虚拟化技术。提升数据中心管理阶段，借助服务器虚拟化技术，增强数据中心的高可用性、灾难备份和应用交付，达到优化数据中心管理的目的。动态数据中心阶段，构筑能够自动化分配服务器计算资源的动态数据中心。1.1.3技术优势Citrix是虚拟化和云计算专业提供商，提供虚拟化技术从用户桌面、应用到数据中心端到端的完整解决方案。Citrix的理念是，任何用户都可以在任意时间、任意地点、通过任意设备和网络简单、快捷、安全和策略地访问应用和数据。XenServer是Citrix的服务器虚拟化产品，XenServer的核心Xenhypervisor发源于剑桥大学，其使用的Xen开源技术是包括IBM，intel，HP等多家专业的技术人员通力合作的结果，在2007年被Citrix收购后，经过严格的产品开发过程控制和测试，已经成为了一个稳定，高性能，高可靠，管理维护简便快捷和安全的商用虚拟化解决方案，并被许多客户应用于云计算的虚拟化架构平台中。1.1.3.1带内无单点的部署架构XenServer在部署中不需要在外部独立设立管理服务器进行虚拟化架构的管理，所有的配置及管理功能已内置在平台的Dom0中，集中管理软件相当于一个client端来进行统一的管理，而不需要保存任何与平台相关的配置，所以外部管理软件是否有效不影响虚拟化平台的运行。对于资源池中的每一台XenServer都会同步保留一份整个虚拟化平台的配置，任何一台XenServer宕掉，只要启用资源池中的任意一台XenServer作为资源池中的主服务器，整个平台即可正常运行，所以整个架构不存在单点故障。对于外部管理系统，特别是“云管理”平台，直接连接Dom0进行管理，不需要连接独立的管理软件来进行管理，所以对“云计算”来说，管理架构简单，高效可靠，这也是全球85%的云服务商选择XEN和XenServer作为底层虚拟化架构的主要原因。1.1.3.2独一无二的开放性XenServer是基于开源Xen®系统管理程序创建的。由于Xen是众多业界领先IT厂商（包括Citrix，Intel，AMD，HP，IBM，Novel，Redhat，Sun等等）广泛参与的一个开源项目，其发展十分迅速，技术构架也十分领先。由于其先进的精简构架，Xen®系统管理程序降低了总开销，并提供了接近于物理服务器的性能。XenServer充分利用Intel®VT平台和AMD®虚拟化（AMD-V™）平台进行硬件辅助虚拟化，提供了更快速、更高效的虚拟化计算能力。与其它基于封闭式专用系统构建的虚拟化产品不同，XenServer的开放API让客户可以通过现有的服务器和存储硬件来访问和控制先进的功能。1.1.3.3高性能XenServer的基于裸金属的原生64位构架，以及结合使用硬件虚拟化辅助技术和超虚拟化技术是其高性能特性的保证。Xen引擎使用一种称为“超虚拟化”的技术来实现让虚拟机意识到其正被虚拟化，并与系统进行协作以确保获得最佳性能。Xen在x86平台上率先开发应用超虚拟化技术，XenServerVM对存储和网络设备使用了超虚拟化驱动程序。同上一代的仿真驱动程序相比，超虚拟化驱动程序可以极大地改善性能。Xen的设计还能充分利用Intel和AMDCPU中提供的硬件虚拟化辅助技术。很早以前，Intel研究人员就参与了Xen项目。Xen的代码层设计得很薄，效率很高，便于利用当前的虚拟化辅助技术和未来几年中芯片将会采用的一些更新的技术。1.1.3.4广泛的互操作性使用业界标准的Linux设备驱动程序，使XenServer的硬件支持十分广泛。由于开源的特点，设备驱动支持也能方便地扩充。同时，业界领先的服务器提供商如HP、Dell、NEC和联想通过与思杰的OEM合作进一步验证了XenServer的有效性。例如，Dell和HP均在其服务器上采用了集成式XenServer版本。由于XenServer来源于开源的Xen项目，其对各种Linux发行版有广泛地支持，性能十分出色，与竞争对手相比，Linux性能领先。同时由于Citrix和微软的长期紧密的合作关系，XenServer可以非常好地支持微软Windows平台及其上面的各种服务器应用。思杰和微软已经围绕XenServer和MicrosoftHyper-V宣布了一系列虚拟化技术合作计划，包括共享通用虚拟硬盘文件格式（VHD）、提供“插拔兼容”虚拟机以及关于MicrosoftSystemCenter的合作。因此，思杰客户不但可以充分利用XenServer的丰富功能，而且清楚知道公司的虚拟基础架构将与微软的主要平台和谐运作。微软的服务器虚拟化认证计划（SVVP）主要是运用WindowsServer操作系统对服务器虚拟化解决方案进行认证。一旦通过认证，微软就能认可对经认证配置环境下运行的WindowsServer虚拟机提供支持服务，而无需在物理硬件上重现问题。XenServer是第一个完全通过微软SVVP验证的解决方案，不管采用的是32位还是x64虚拟机，Intel还是AMD处理器，或者是多达8个CPU的服务器。在存储的支持上，不但支持IDE、SATA、SCSI和SAS本地存储和iSCSI、光纤通道和NFS等共享存储，由于其开放的存储管理接口，XenServer还能与NetApp、Dell/EqualLogic和IBMStorageN系列（以及更多）实现了本地集成，从而可以充分利用各种经优化的高级存储服务，包括快速克隆、瘦配置、快照和副本删除等等。1.1.3.5简单易用，良好的可靠性和可管理性XenServer的安装和配置十分简单，整个安装过程在类图形化的向导的指引下，只需10分钟。思杰在虚拟机中引入了物理服务器的全新配置向导、直观的界面和简单的点击转换功能，建立了简易操作的新标准。管理员可以通过XenCenter管理工具在Windows客户端上方便地对多个XenServer服务器进行统一集中的管理。尽管大型数据中心的虚拟机数量增长极快，但通过XenCenter让管理员可以轻松掌握虚拟机的动态。Web2.0风格的标签和搜索功能让IT技术人员可以为工作负载分配元数据和虚拟标签，既可以是预先定义的，也可以是针对每个企业的不同需求的自定义标签。通过XenServer的性能监控、报告和提示界面，IT人员可以轻松查看很长时间以内虚拟机的实时和历史信息，以及物理主机性能，同时不会产生存储或性能开销。同时，免费的XenServer版本可以通过简单地通过许可密钥升级来升级到标准版和企业版，而无需重新部署，从而为客户提供方便灵活的升级途径。得益于Xen系统管理程序的先进构架，其核心代码十分精简。和竞争对手复杂庞大的架构相比，其精简高效的代码潜在漏洞少，从而系统更新维护的工作量也少很多，其可靠性优势明显。例如，XenServer4.0自发布后的一年多的时间内，仅发布了4个热修复程序，而且许多客户都不受这些漏洞影响，无需采用这些热修复程序。相比之下，一些竞争对手的类似产品在同时期内的补丁数量可达上百个。1.1.3.6强大的企业级功能和稳定性以大量经实践检验的企业级功能为基础，如动态迁移、资源池和工作负载置备等，最新的XenServer版本新增了100多种增强型虚拟化功能，包括高可用性（HA）和灾难恢复能力的提升。这些功能还包括业界最先进的HA、自动重启和故障转移技术，这些技术还可以通过扩充无缝升级为适用于大多数关键业务应用的完全容错技术。XenServer可利用Citrix独特的工作负载置备（Provisioning）功能，利用单个共享操作系统镜像，采用流技术将服务器工作负载按需分配到多个物理或虚拟服务器，这将大大降低补丁和更新管理的成本，同时大大减少操作系统和应用镜像在企业中的存储空间。XenServer采用的是部署极为广泛且功能强大的开源Xen系统管理程序。Xen是开放的业界标准虚拟化技术，是许多公司的商用虚拟化产品的“引擎”，包括思杰、赛门铁克、甲骨文、红帽、Novell、Sun、Stratus、Marathon、Egenera、N