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vSphere数据中心体系结构VMwarevSphere，作为下一代数据中心操作系统，可对包括服务器、存储和网络在内的整个IT基础架构进行虚拟化。该系统可将这些不同种类的资源组合起来，将严密、不灵活的基础架构转换为虚拟化环境中简单、统一、易于管理的网元集。通过vSphere，即可像管理一个共享的实用程序一样管理IT资源，并将这些资源快速地部署到不同的业务部门和项目中，而无需担心底层硬件的差异和限制。本图展示了vSphere这一虚拟数据中心操作系统的体系结构和关键组件。这一虚拟数据中心操作系统包含以下组件：一套InfrastructurevServices：它们可用于无缝地汇聚内部服务器、存储和网络一套CloudvServices：它们可用于创建内部云，并将内部基础架构与第三方云计算基础架构建立联邦一套ApplicationvServices：它们可保证向所有应用程序提供适当的可用性、安全性及可扩展性级别，而不受硬件和所在位置的影响，以及一套ManagementvServices：它们可对该虚拟数据中心操作系统及其中运行的应用程序主动实施自动化和控制。实现这些vServices的无缝功能的关键底层组件是VMwareESX和vCenter。典型的vSphere数据中心包含多种基本物理构建块，例如x86计算服务器、存储网络和阵列、IP网络、管理服务器和桌面客户端。计算服务器是业界标准的x86服务器，这些服务器在裸机上运行VMwareESX或VMwareESXi。在虚拟环境中，每台计算服务器都称为一个物理主机。可将具有相似配置的多个x86服务器组合在一起并连接到同一网络和存储子系统，从而在虚拟环境中形成一个资源池。ESX会将每台服务器的资源分配给多个虚拟机使用，而这些虚拟机是相互隔离的容器，分别使用各自的虚拟硬件，用户可在其中安装标准的x86操作系统和应用程序。光纤通道SAN阵列、iSCSISAN阵列和NAS阵列是广泛使用的存储技术，受vSphere支持，可以满足不同的数据中心存储需求。通过存储区域网络在各组服务器之间共享存储阵列，这使IT部门可以将存储资源汇聚成资源池，从而更灵活地为虚拟机部署存储资源。每台计算服务器可以拥有多个千兆位以太网网卡，为整个数据中心提供高带宽和可靠的网络连接。vCenterServer可对数据中心提供便捷的单点控制。它运行于Windows2003Server上，可提供许多基本的数据中心服务，例如：访问控制、性能监控以及配置。它可将各个计算服务器的资源整合起来，以供整个数据中心内的虚拟机共享。其原理是：根据系统管理员设定的策略，管理分配给计算服务器的虚拟机，以及分配给特定计算服务器内虚拟机的资源。即使万一无法访问vCenterServer（例如，网络断开），计算服务器也能继续工作。可单独管理各个计算服务器，这些计算服务器将基于上一次设置的资源分配策略，继续运行分配给它们的虚拟机。vCenterServer连接恢复后，它就能重新管理整个数据中心。vSphere提供了多种可供用户选择的界面，用以管理数据中心和访问虚拟机。用户可以选择最符合自身要求的界面：vSphereClient、通过Web浏览器访问的WebAccess，或者WindowsTerminalService或Xterm等终端服务。vCenterServer4.0体系结构图中显示了vCenterServer4.0体系结构以及vCenterServer界面、扩展和插件、ESX主机和vSphereClient等各个组件之间的关系。通过该体系结构，可集中管理多个ESX主机，并访问和管理跨越多个ESX主机及其虚拟机的各种服务。VMware管理客户端可以安装在同一个vCenterServer系统中，也可以安装在不同的系统中。虽然vCenterServer可以在没有这些扩展和插件等附加组件的情况下正常运行，但大多数的数据中心仍然包含了这些附加组件，以便简化虚拟IT环境的管理。扩展也称作插件，可添加额外的特性和功能，包括以下几项：VMwareUpdateManager，它有助于在多个ESX主机以及虚拟机之间执行安全标准。用于vCenterServer的VMwarevCenterConverter，它可让用户将物理机、虚拟机和受支持的第三方映像直接导入到vCenter所管理的虚拟机中。vCenter还包含两个用户访问界面：vSphereClient界面：用户可通过该界面从任何WindowsPC远程连接到vCenterServer或各个ESX服务器。vSphereWebAccess界面：它是一个Web界面，可用来管理虚拟机并访问远程控制台。在vSphereClient上使用多个vCenter-LinkedMode，可以管理多个vCenter。在很多情况下，您都可能会拥有多个vCenter实例，例如：位于远程办公室中、具有多个数据中心、要执行灾难恢复等。通过链接模式，所有的清单、虚拟机配置、角色以及权限都可在多个vCenter实例之间实现同步。如果您登录到一个vSphereClient中，则系统将自动登录所有vCenterServer，并向您展现完整的清单。随后，用户就可以轻松地在多个数据中心之间进行导航，并从同一个控制台执行操作。vCenterServer是便捷地集中管理数据中心的中枢。它可将多台ESX主机的物理资源组合起来，集中汇集简单易用、灵活便捷的资源，以便系统管理员利用这些资源在虚拟环境中部署虚拟机。图中显示了vCenterServer的关键组件。vCenterServer具有五个关键接口：数据库接口：该接口用于连接Oracle或MicrosoftSQLServer以存储各种信息，包括虚拟机配置、主机配置、ESX主机和虚拟机的资源和清单、性能统计信息、事件、警报、用户权限和角色等。vSphereAPI接口：该接口用于连接第三方解决方案和VMware管理客户端。vSphereAPI是公用接口，因此可用于开发自定义的应用程序。通过将一个API同时用于第三方应用程序和ESX主机的通信，可以减少同时维护两个API的需要，同时还可确保自定义应用程序所依赖的API始终保持最新。ActiveDirectory接口：该接口与ActiveDirectory相连，以获取用户访问控制信息。“用户访问控制”功能可让系统管理员针对不同用户，创建和管理不同级别的vCenter访问权限。例如，可能存在管理在数据中心配置物理服务器的用户类，也可能存在仅管理特定资源池内虚拟资源的其他用户类。应用程序和基础架构管理vServices接口：该接口有助于管理员管理各种vServices。ESX主机管理接口：该接口用于连接vCenterAgent，以管理数据中心内的每台物理服务器。核心服务包含针对虚拟数据中心的多项基本管理服务：资源和清单管理：可用于组织虚拟环境中的ESX主机、虚拟机和资源，并有助于对它们进行有效管理。统计信息和日志记录：用于记录和报告虚拟机、主机及集群等数据中心网元的性能和资源利用率统计信息。任务调度程序：用于计划各项操作，例如计划在给定的时间运行VMotion。警报和事件管理：用于跟踪潜在的资源过度使用情况或发生事件的条件，并向用户发出警告。部署：用于指导并自动执行ESX主机和虚拟机的部署。部署ESX主机时，vCenterServer会利用一种名为“主机配置文件”的技术，通过该技术，有关主机的任何信息（例如，硬件和网络连接配置）都将保存在一个模板中。该主机配置文件可与集群关联起来，由此，当您向集群添加容量时，主机配置文件将自动应用于新的主机。该技术也有助于监视法规遵从性及纠正违规问题。主机和虚拟机配置：用于对主机和虚拟机进行配置。vServices：vSphere的一种全新功能，它既支持用户在该平台中运行虚拟机，也支持用户在其中运行各种应用程序。vServices可将这些应用程序打包进行管理。VMwareVMotion、VMwareStorageVMotion、VMwareHighAvailability、VMwareFaultTolerance、VMwareDistributedResourceScheduler、VMwareDistributedPowerManagement以及VMwareDistributedVirtualNetworking都是分布式服务，它们可将vSphere的功能扩展到更高级别。这些分布式服务使整个虚拟数据中心实现了精细化、策略驱动的资源分配、高可用性和网络连接。通过分布式服务，可从vCenterServer集中配置和管理这些解决方案。使用这些分布式服务，IT组织可以经济高效地建立并满足其与客户达成的生产服务级别协议。稍后，我们将详细介绍这些服务。下面，我们将进一步讨论分布式服务。正如我们刚才所述，vCenterServer的分布式服务组件可自动、高效地管理资源，并使虚拟机具备高可用性。使用VMotion进行实时迁移实时迁移是实现更为灵活化的自动化IT环境的第一步，因为它真正地使操作系统和应用程序的工作负载不再束缚于硬件。虚拟机在ESX主机中运行，并消耗ESX主机中的资源。使用VMotion，您可在物理服务器之间迁移正在运行的虚拟机，而无需中断服务。计划内停机这一概念将成为历史。使用此迁移功能，虚拟机可从负载较重的服务器移到负载较轻的服务器中。因此，资源获得了更有效地分配。使用VMotion，资源可在多个物理服务器上的虚拟机中重新动态分配。StorageVMotion通常通过数据移动工具或SAN工具移动所有LUN，从而将单个VM及其磁盘从一个阵列迁移到另一个阵列时，几乎总是会发生停机。将VMotion技术扩展到存储中可解决存储层叠、性能调整以及容量平衡和控制方面的问题。因此，使用正确类型的存储设备来优化虚拟机的性能变得很容易解决。StorageVMotion可利用以下两种新技术将虚拟机主目录和磁盘迁移到新的数据存储中，这两种新技术即:更改块跟踪及快速暂停和恢复。VMwareHighAvailabilityVMwareHighAvailability或HA可替代应用程序集群的低成本的简易方式。这是一种集群服务，目的是在主机或虚拟机发生故障时，以最少的停机时间立即恢复应用程序。如果虚拟机的托管服务器出现故障，它能快速地在集群内的其他物理服务器上自动重启这些虚拟机。从而虚拟机内的所有应用程序（而非一个应用程序）都将得到高可用性的好处。VMwareHA可监视集群内的所有物理主机，并可检测主机故障。放置于每个物理主机上的代理会维护资源池中其他主机的检测信号。如果检测信号丢失，将启动如下过程：即重启其他主机上所有受影响的虚拟机。HA将选择单个主机作为恢复目标。如果该主机容量不足，则HA将为剩余虚拟机选择其他目标主机。通过以下全新功能，HA功能得到了增强虚拟机健康状况监控–用于监视虚拟机是否出现可能的故障，例如WindowsBSOD（蓝屏死机）、虚拟机冻结或挂起、VMwareTools服务终止。暂停模式–使用该模式，系统管理员可暂停HA执行的自动操作，从而防止HA对系统维护造成不利影响。HA可针对虚拟机健康状况监控服务以及主机监控服务进行单独的暂停控制。VMwareFaultTolerance使用VMwareFaultTolerance或FT，用户可为其虚拟机创建零停机配置，其成本仅为传统容错解决方案的一小部分。FT采用VMware的“记录重放”技术，记录虚拟机的所有非确定性I/O操作并在辅助主机上重放。如果检测到首选主机不响应，则虚拟机将进行“故障切换”。相比传统的集群系统，FT的安装和管理更为容易，配置则通过vCenter完成。VMwareFaultTolerance可创建同步运行的虚拟机“对”–实际上是镜像虚拟机的执行状态。虚拟机“对”对外显示为一个实例（一个IP地址、一个应用程序），实际上却是完全冗余的两个实例。意外出现硬件故障导致活动主虚拟机无法运行时，先前处于非活动状态的辅助虚拟机将立即定位到主虚拟机中断的位置，然后继续无中断运行，因此