Transcript 云计算与虚拟化培训PPT

虚拟化系列培训之一
云计算与虚拟化
一
虚拟化与云计算的概述
二
虚拟化技术的介绍
一
虚拟化与云计算概述
何为虚拟化？ 云计算是什么？
“它起源于我们将互联网视为云的时候…
我们不关心消息去往何处… 云为我们屏蔽
了复杂性”
Kevin Marks, Google
“融合的云是对服务器，应用，数据，基
础设施的复杂性和异构平台的简化抽象”
Amazon’s CEO Jeff Bezos
一
虚拟化与云计算概述
云计算的发展路线
并行计算
集群计算
云计算
网格计算
一
虚拟化与云计算概述
云计算是并行计算
(Parallel Computing)、分布
式计算(Distributed
Computing)和网格计算(Grid
Computing)的发展，或者
说是这些计算机科学概念
的商业实现
云计算是虚拟化
(Virtualization)、效用计算
(Utility Computing)、IaaS(基
础设施即服务)、PaaS(平
台即服务)、SaaS(软件即
服务)等概念混合演进并
跃升的结果
一
虚拟化与云计算概述
云计算的定义——wiki
弹性能力
虚拟化
服务
动态配置
多租户
互联网
按需付费
IaaS
SaaS
PaaS
一
虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院
云计算是一种模型，它可以实现随时随地，便捷地，随需
应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源(例如，
网络、服务器、存储、应用、及服务)，资源能够快速供
应并释放，使管理资源的工作量和与服务提供商的交互减
小到最低限度。云计算的基本特点是：随需应变的自助服
务、无处不在的网络访问、资源共享池、快速而灵活、计
量付费服务。
广大用户依托互联网某些节点强大的信息资源、包括存储资源、计算资源、
软件资源、数据资源，管理资源为我所用，强调需求驱动，用户主导，按
需服务，即用即付，用完即散，不对用户集中控制，用户不关心服务者在
什么地方。
一
虚拟化与云计算概述
一
虚拟化与云计算概述
狭义的理解
狭义的云计算指的是厂商通过分布
式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超
级计算机，以免费或按需租用方式向技
术开发者或者企业客户提供数据存储、
分析以及科学计算等服务，比如亚马逊
数据仓库出租生意。
一
虚拟化与云计算概述
通俗的理解
通俗的理解是，云计算的“云“就是存在
于互联网上的服务器集群上的资源，它包
括硬件资源（服务器、存储器、CPU等）
和软件资源（如应用软件、集成开发环境
等），所有的处理都在云计算提供商所提
供的计算机群来完成。
一
虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院
云计算模型的3个纬度：部署模型、服务模型与基本特征。
Service Models
Software as a Service
Platform as a Service
Infrastructure as a Service
服务模型
软件即服务
平台即服务
基础设施即服务
Deployment Models
Private Cloud
Community Cloud
Hybrid Cloud
Public Cloud
部署模型
私有云
社区云
混合云
公有云
Essential characteristics
基本特征
Broad network access
广泛的网络接入
Measured Service
可计量的服务
On-demand Self-service
按需自助
Rapid elasticity
快速的弹性
Resource Pooling
资源池化
一
虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院
服务模型：
SaaS：提供给客户的服务是运营商运行在云计算基础设
施上的应用程序，用户可以在各种设备上通过瘦客户端界
面访问，如浏览器。消费者不需要管理或控制任何云计算
基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储，等等。
PaaS：提供给消费者的服务是把客户采用提供的开发语言
和工具（例如Java、python、.Net等）开发的或收购的应
用程序部署到供应商的 云计算基础设施上。客户不需要管
理或控制底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系
统、存储等，但客户能控制部署的应用程序，也可能控制
IaaS: 提供给消费者的服务是对所有设施的利用，包括处理、
运行应用程序的
托管环境配置。
存储、网络和其他基本的计算资源，用户能够部署和运行
任意软件，包括操作系统和应用程序。消费者不管理 或控
制任何云计算基础设施，但能控制操作系统的选择、储存
空间、部署的应用，也有可能获得有限制的网络组件（例
如，防火墙、负载均衡器等）的控制。
一
虚拟化与云计算概述
服务模型与系统架构：
云计算系统分为两部分：前端和后端。
• 前端指用户的计算机或客户端，包括用户计算机（
或计算机网络）以及云计算系统登陆程序。不同的
云计算系统具有不同的用户界面。以网络为基础的
邮件系统一般都借助IE或Firefox等网络浏览器登陆
。其他云计算系统具有各自不同的登陆程序，用户
可以运行登陆程序接入网络。
• 计算机后端是各种各样的计算机、服务器和数据存
储系统，它们共同组成了云计算系统中的“云”。
理论上，从数据处理到视频游戏，只要您能想到的
计算机程序，云计算系统都能运行。一般来说，每
个应用程序都有其专用的服务器。
• 二者通过网络相互连接。
一
虚拟化与云计算概述
云计算体系结构
一
虚拟化与云计算概述
物理资源层包括计算机、存储器、网络设施、数据库
和软件等；
资源池层是将大量相同类型的资源构成同构或接近同
构的资源池，如计算资源池、数据资源池等。构建
资源池更多是物理资源的集成和管理工作，例如研
究在一个标准集装箱的空间如何装下2000个服务器、
解决散热和故障节点替换的问题并降低能耗。
一
虚拟化与云计算概述
• 管理中间件负责对云计算的资源进行管理，并对众
多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地为
应用提供服务；
• SOA构建层将云计算能力封装成标准的Web Services
服务，并纳入到SOA体系进行管理和使用，包括服务
注册、查找、访问和构建服务工作流等。管理中间
件和资源池层是云计算技术的最关键部分，SOA构建
层的功能更多依靠外部设施提供。
一
虚拟化与云计算概述
• 计算的管理中间件负责资源管理、任务管理、用户
管理和安全管理等工作。
• 资源管理负责均衡地使用云资源节点，检测节点的
故障并试图恢复或屏蔽之，并对资源的使用情况进
行监视统计；
• 任务管理负责执行用户或应用提交的任务，包括完
成用户任务映象(Image)的部署和管理、任务调度、
任务执行、任务生命期管理等等；
一
虚拟化与云计算概述
• 用户管理是实现云计算商业模式的一个必不可少的
环节，包括提供用户交互接口、管理和识别用户身
份、创建用户程序的执行环境、对用户的使用进行
计费等；
• 安全管理保障云计算设施的整体安全，包括身份认
证、访问授权、综合防护和安全审计等。
一
虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院
部署模型：
 企业独立拥有或独立承租的云系统
私有云
社区云
 在特定社区内共享的云系统，如：
由某公司及其合作伙伴共同承建并
分享使用的云系统
公有云
 面向公众开放租售的大规模云系统
混合云
 由以上三种云系统中的两种以上的
云系统共同配合而提供IT能力的混
合型云系统
一
虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院
基本特征：
按需自助服务（On Demand Self-Service）：消费者可以按需方便地获得计算资
源，如服务器时间和网络存储，不需要与服务供应商进行人工交互。
泛在的网络访问方式（Broad Network Access）：可以通过各种网络渠道，以统
一标准的机制（如浏览器，相同的API等）获取服务, 但是客户端可以是多种多样
的瘦客户端或富客户端（例如移动电话、笔记本电脑、PDA等）。
动态的资源池（Resource Pooling）：供应商的计算资源可以被整合为一个动态
资源池，以多租户模式服务所有客户，不同的物理和虚拟资源可根据客户需求动
态分配。服务商需实现 资源的位置无关性，客户一般不需要知道所使用的资源
的确切地理位置，但在需要的时候客户可以指定资源位置（如哪个国家，哪个数
据中心等）的要求。
一
虚拟化与云计算概述
云计算的定义——NIST 美国国家标准技术研究院
基本特征：
快速可伸缩性（Rapid Elasticity，云计算的目标之一就是要把网格、SOA等技术
商用化、通俗化，所以用"弹性"（Elasticity）这样的词，而不是 IT业界称常用的"
可伸缩性"（Scalability）这个词）：可以迅速、弹性地提供服务，能快速扩展，
也可以快速释放实现快速缩小。对客户来说，可 以租用的资源看起来似乎是无
限的，可在任何时间购买任何数量的资源。
可计量的服务（Measured Service）：服务的收费可以是基于计量的一次一付，
或基于广告的收费模式。系统以针对不同服务需求（例如，CPU时间、存储空间、
带宽、甚至按用户 账号的使用率高低）来计量资源的使用情况和定价，以提高
资源的管控能力和促进优化利用。整个系统资源可以通过监控和报表的方式对服
务提供者和使用者透明 化。
一
虚拟化与云计算概述
对云计算的理解：
理解1：云计算最简单的解释就是将其描述为“以互联网为中心的软件”
。
理解2：云计算指的是一个大的宏图，基本上说，就是让用户透过
Internet 访问技术服务，现在，我每次登陆 Facebook 或搜索航班，
事实上都是在使用云计算。
理解3：云计算还有很多令人费解的东西，然而不必如此复杂，只有三种
服务是基于“云”的，SaaS，PaaS 和云计算平台。
理解4：云是一个庞大的资源池，你按需购买；云是虚拟化的；云可以象
自来水，电，煤气那样计费
理解5：云计算是用户友好的网格计算。
理解6：当我们向不懂计算机技术的人提供虚拟技术的时候，我们希望虚
拟或隐藏的是其复杂性。绝大多数人希望同应用或服务，而不是软件
打交道。对于云计算，我们希望软件本身被虚拟或躲藏在系统或专业
人员的背后，或者说“云”的背后
理解7：云计算就是将以前那些需要大量软硬件投资以及专业技术能力的
应用，以基于 Web 服务的方式提供给用户。
一
虚拟化与云计算概述——关键技术
易伸缩
高可用
On-Demand
（提供与计费）
易管理
关键技
术需求
面向服务
灵活性
安全性
虚拟化
一
虚拟化与云计算概述——虚拟化技术
虚拟化指对计算资源进行抽象的一个广义概念。虚拟化对上层应用或用户隐藏了
计算资源的底层属性。它既包括使单个的资源（比如一个服务器，一个操作系统，
一个应用程序，一个存储设备）划分成多个虚拟资源，也包括将多个资源（比如
存储设备或服务器）整合成一个虚拟资源。虚拟化技术是指实现虚拟化的具体的
技术性手段和方法的集合性概念。虚拟化技术根据对象可以分成存储虚拟化、计
算虚拟化、网络虚拟化等。计算虚拟化可以分为操作系统级虚拟化，应用程序级，
和虚拟机管理器。虚拟机管理器分为宿主虚拟机和客户虚拟机。
一
虚拟化与云计算概述——虚拟化技术
虚拟化的目的：
虚拟化的主要目的是对 IT 基础设施进行简化。它可以简化对资源以
及对资源管理的访问。
用户通过受虚拟资源支持的标准接口对资源进行访问。使用标准接
口，可以在 IT 基础设施发生变化时将对消费者的破坏降到最低。例如，
最终用户可以重用这些技巧，因为他们与虚拟资源进行交互的方式并没
有发生变化，即使底层物理资源或实 现已经发生了变化，他们也不会受
到影响。另外，应用程序也不需要进行升级或应用补丁，因为标准接口
并没有发生变化。
虚拟化降低了应用系统与资源之间的耦合程度。利用这种松耦合关系，
管理员可以在保证管理工作对产生最少影响的基础上实现对 IT 基础设施
的管理。
一
虚拟化与云计算概述——虚拟化技术
两类虚拟化技术：
完全虚拟化技术
完全虚拟化方法使用名为hypervisor的一种软件，在虚拟服务器和底
层硬件之间建立一个抽象层。Vmware vSphere和微软的Hyper-V是代表
该方法的两个商用产品，而基于核心的虚拟机(KVM)是面向Linux系统的
开源产品。
hypervisor可以捕获CPU指令，为指令访问硬件控制器和外设充当
中介。因而，完全虚拟化技术几乎能让任何一款操作系统不用改动就能
安装到虚拟服务器上，而它们不知道自己运行在虚拟化环境下。主要缺
点是，hypervisor给处理器带来开销。
在完全虚拟化的环境下，hypervisor运行在裸硬件上，充当主机操作
系统;而由hypervisor管理的虚拟服务器运行客户端操作系统(guest OS)。
一
虚拟化与云计算概述——虚拟化技术
两类虚拟化技术：
操作系统层虚拟化
就操作系统层的虚拟化而言，没有独立的hypervisor层。相反，主机
操作系统本身就负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源，并且让这些
服务器彼此独 立。
虽然操作系统层虚拟化的灵活性比较差，但本机速度性能比较高。
此外，由于架构在所有虚拟服务器上使用单一、标准的操作系统，管理
起来比异构环境要容易。
例子： Vmware workstation
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：
虚拟化技术主要为了解决如何让软件应用与底层硬件实现分离，解除硬件与软件
的耦合关系。例如X86的机器能够运行Mac OS系统以及应用。主要目的是为了让
同一台物理服务器可以运行多个应用系统，从而提升物理服务器的利用率。例如
上面的例子，原来每个机器的利用率只有20%，但各自运行着Windows NT、
Windows Server 2003以及Linux，通过虚拟化技术使得中间的服务器能够同时
承载不同的OS，从而可以运行不同的应用，提升利用率（中间服务器利用率达到
70%），降低能耗（两边的服务器可以关机）。并且可以实现不同应用的数据隔
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：
 虚拟化技术可用于整合资源，提升资源利用率，降低能耗，
是绿色IT的关键技术。
 虚拟化技术使得不同用户的应用运行在同一个服务器资源上
，却可以保证不同用户数据的隔离。
 虚拟化技术使得VM（虚拟机，一个映射文件）能够在底层服
务器发生故障，自动迁移到其他状态良好的服务器上，甚至
整个数据中心发生灾难，都能够实现快速恢复。
 虚拟化技术使得用户的系统配置需求能够快速获得满足，不
同配置的VM（资源+OS+App）能够自动部署到资源池上。
 IaaS是通过互联网请求和配置VM的（例如需要能够运行
Windows Server 2003和Oracle DB，要求500G硬盘，CPU为
3GHZ），如果不采用虚拟化，需要人工去寻找特定的服务器（
x86）以及相应的配置，并且进行安装部署
 虚拟化技术使得用户的VM能够实现动态弹性变更，而不需要
预先预测容量需求
 IaaS服务的一大特色正是用户可以在互联网弹性变更资源需求
X
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：在线资源扩展
虚拟机
虚拟机
虚拟机
虚拟机
ESX
物理主机
ESX
物理主机
ESX
物理主机
ESX
物理主机
IP SAN
EqualLogic
自动路径虚拟化
(平滑数据迁移)
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：自动负载均衡
虚拟机
虚拟机
虚拟机
ESX
物理主机
ESX
物理主机
ESX
物理主机
IPSAN
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：高可用性
虚拟机
虚拟机
虚拟机
ESX
物理主机
ESX
物理主机
ESX
物理主机
IP SAN
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：工作量和能源消耗管理
当工作量恢复正常时, 空置的服务器将自动加入
达到低需求利用率界点，服务器进入维护状态
节省电能和冷却损耗直到应用需求恢复正常
非工作时间:
整体应用需求降低
服务器电源启动来满足需求
7
1
资源池
资源池–
–
–当天的工作高峰期
当天的工作结束
当天的工作开始
资源池
~60%
利用率
~40%
~80% 利用率
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：业务不间断维护
服务器发出OpenManage告警
虚拟机智能迁移（均衡负载）
VirtualCenter启动VMotion即时迁移
IT管理员发送命令至VirtualCenter
告警被送至IT管理员（一对多框架）
服务器维护/升级——零宕机
VMware VirtualCenter
一对多虚拟机管理
VM
1
VM
VM
2
3
ESX服务器
VM
4
为启用VMotion而进行
的SAN配置
VM
ESX服务器
VM
VM
VM
VM
ESX服务器
VM
Dell | EMC
SAN
VM
ESX服务器
IT Assistant：
一对多服务器管理
应用
应用
VM
操作系统
虚拟机
虚拟机
操作系统
VM
应用
应用
操作系统
VM
操作系统
虚拟机
虚拟机
ESX服务器
虚拟层： VMWare ESX服务器
戴尔PE6850s上的VMware ESX 服务器
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化与云计算的差异
虚拟化是云计算的关键技术之一，实现云计算必须使用
虚拟化技术，实现资源的动态弹性分配。任何一个云计
算管理平台，都是构建在虚拟化管理平台的基础之上的。
虚拟化资源使用需要管理员进行管理和分配，云计算是
用用户自助管理和使用。
云计算完全解除了的软件和硬件耦合度，所有基础设施
资源均虚拟化后通过资源池进行配额衡量，与硬件无关。
虚拟化虽然实现了资源池化，但资源的分配仍旧需要与
硬件存在一定程度上的关联。
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化技术：
解耦并分离“业务服务”与其运行的“基础架构平台”
（虚拟化）
客户能够灵活选择业务服务、开发环境、基础架构等开
箱即用的IT能力，且能够根据使用付费而不需要签订长
期合同
基于一个大规模的共享资源池，能够以弹性方式按需的
满足业务对IT能力的需求
帮助客户从资产成本转换为运营成本
基于运营效率的提升及快速发布能力来帮助降低成本
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化云计算的好处：某局的案例
信息化快速发展，对服务器要求激增
 业务系统超过10个
 2007年，服务器需求超过50台
 2008年，服务器需求超过100台
 2009年，服务器需求超过120台
如使用物理服务器满足要求，机房面积随之剧增
需由原来300平米扩建到450平米以上
电源、空调等配套数量也随之增长
服务器及配套设施投入投入将近1000万元
PC服务器平均使用率不到20%
降低设备总体拥
有成本（ITO）
成为首要任务！！
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化云计算的好处：降低总体拥有成本——绿色IT
生产中心
3台IBM x3850
（四路四核 2.9G CPU；128G内存）
灾备中心
2台IBM x3850
（四路六核 2.9GCPU； 48G内存）
2台HP DL580
（四路四核 1.6GCPU； 48G内存）
4套SAN存储
单位应用程序的资金开支和运营开支减少50%
大大减少机房电源、空间、空间、网络配置等资源消耗
每年节省电量超过100万千瓦时
一
虚拟化与云计算概述
虚拟化云计算的好处：服务器快速部署，无缝升级
传统架构普遍存在问题
虚拟化解决方案
部署系统需要从提交申请、设备到位、
安装系统、部署应用，至少需要3个月时间。
将应用服务器部署成虚拟服务器模板；使
用模板部署新的应用服务器只需一小时左
右。
应用服务器升级需把操作系统与应用系统
重新安装，过程时间长，风险大。
一旦应用系统因各种原因无法重新安装，
升级工作将无法完成。
VMware Converter，顺利处理大量服务器
的升级工作。服务器迁移只需要数小时，
迁移风险得到极大控制。
硬件不兼容，应用服务器升级难
VMware支持目前新物理设备无法安装的操
作系统，如:Windows NT等等，有利于就
服务器的迁移/升级。
升级服务器需要停机，影响业务正常工作
VMware vMotion,升级服务器前，只需要
将上面的虚拟服务器迁移到其他服务器中
，即可将需要升级的服务器下电，进行维
护。此过程毫无影响业务使用，用户毫无
察觉。最大限度降低计划内停机时间。
一
虚拟化与云计算概述——对实施的影响
APP1
APP2
APP3
APP4
APP1
APP2
APP3
APP4
供应商
供应商：改变目前IT架构供应商繁多，良莠不齐的现状
供应
供应
供应
供应
供应
供应
供应
商A
商B
商C
商E
商F
商G
商H
业务层：做到业务与采购无关性，随时随地支撑业务的培育、变更
随时随地支撑业务的培育、变更
APP
APP
APP
APP
A
中间件：为业务平台统筹建设，各业务系统共用，高效新业务生成
中间件
中间件
中间件
中间件
统一中间件平台
数据库：实现统一部署，统筹考虑和采购
数据
数据
数据
统一部署数据库
数据
库
库
库
库
网管：先于业务实现基本网管，业务级网管更加简便实现
系统
系统
系统
系统
管理
管理
管理
管理
虚拟服务器池：按需规划，高资源利用率，按需申请
服务
服务
服务
服务
存储虚拟化：按需规划，高利用率，统一扩容
器
器
器
器
存储
存储
存储
存储
统一网管平台
虚拟服务器池
存储设备池
SA NA DA 云存储
备份
备份
备份
备份
网络虚拟化：统筹考虑安全，按中心或者机房复用网络和安全等IT设备
N
S S
网络安全设备池
网络
网络
网络
网络
安全
安全
安全
安全
维护体系变革：从按业务看护式维护过渡到主机、阵列、数据库专业式维护，减员增效
系统
系统
系统
系统
专业
专业
专业
专业
系统集成变革：从分系统集成所有设备到只需考虑应用层集成，速度增加
维护
维护
维护
维护
维护
维护
维护
维护
系统
系统
系统
系统
快速
快速
快速
快速
系统建设变革：从烟囱式建设方式到从资源池中分配资源的快速建设方式
集成
集成
集成
集成
集成
集成
集成
集成
系统
系统
系统
系统
快速
快速
快速
快速
系统采购变革：更便于按需采购，减少决策风险
建设
建设
建设
建设
建设
建设
建设
建设
系统
系统
系统
系统
快速
快速
快速
快速
系统设计变革：全面考虑，系统设计，更易考虑绿色环保和标准化
采购
采购
采购
采购
采购
采购
采购
采购
系统
系统
系统
系统
快速
快速
快速
快速
设计
设计
设计
设计
设计
设计
设计
设计
企
业
云
平
台
一
虚拟化与云计算的概述
二
虚拟化技术的介绍
二
虚拟化技术介绍
虚拟化技术覆盖多种基础设施，主要技术包括：
服务器虚拟化：产品代表（vmware vSphere,Citrix
Xenserver,Microsoft Hyper-V ，开源的Xen,Redhat KVM）
桌面虚拟化: 产品代表（Vmware View,Citrix Xendesktop,
Microsoft VDA ）
应用虚拟化:代表产品（Citrix XenApp, Microsoft
RemoteApp）
存储虚拟化
网络虚拟化 (VPN)
针对虚拟化技术的安全、监控、备份、容灾技术(vShield
Endpoint ,vFoglight ,vRanger ,Vmware SRM)
二
虚拟化技术介绍
服务器虚拟化：
虚拟化前
虚拟化后
未更改过的应用
App
未更改过的OS
Operating System
•
•
•
软件必须与硬件相结合
每台机器上只有单一的操作系统镜像
每个操作系统只有一个应用程序负载 • 每台机器上有多个负载
• 软件相对于硬件独立
虚拟硬件
新一代数据中心架构
资源池化，共享
传统数据中心视图
虚拟架构视图
Exchange
File/Print
Operating System
Operating System
Operating System
Operating System
虚拟化层
虚拟化层
虚拟层
CPU池
内存池
VPN
CRM
Operating System
Operating System
Operating System
Operating System
虚拟化层
虚拟化层
存储池
连接部件池
44
资源池化，共享
File/PrintVPN
Exchange
Exchange
File/Print
Operating System
Operating System
CRM
Operating System
Operating System
Operating System
Operating System
虚拟架构
CPU池
内存池
VPN
CRM
Operating System
Operating System
存储池
连接部件池
45
二
虚拟化技术介绍
服务器虚拟化： 提高 硬件使用率
虚拟化之前
虚拟化之后
虚拟化使得低利用率的服务器负载整合到一台服务器，
安全可靠地达到很高的硬件利用率
二
虚拟化技术介绍
服务器虚拟化：快速统一部署服务器
部署挑战：
•依赖硬件可用性
•易发生人为错误
•标准化困难
•审核困难
•需要数天，甚至数周
二
虚拟化技术介绍
服务器虚拟化：降低服务器投资成本
硬件投资减少50%
•将不同应用负载虚拟化使得用户可以大大减少
服务器的数量
•典型的平均整合比率在8:1到15:1
二
虚拟化技术介绍
服务器虚拟化：降低能耗和空调、空间，
电量消耗减少50%
• 电力消耗是按照服务器平稳运行状态下进行计算的。但是还有其它节省：
变压设备、不间 断电源(UPS)、电源线、风扇、空调、加湿器、照明等等。
•以2U服务器为单位计算。
二
虚拟化技术介绍
服务器虚拟化：Vmware服务器虚拟化物理拓扑结构
VI
Client
VirtualCenter
管理服务器
服务器群1
图形终端
Web
浏览器
服务器群2
服务器群3
备份服务器
VM
VM
VM
VM
VM
Fabric
IP网络
FC交换机
ESX/ESXi
FC存储阵列
iSCSI
存储阵列
NAS
存储阵列
虚拟机-VM
服务控制台
Service Console
在创建虚拟机的时候，选
择设备以及内存的容量
hostd
管理代理
Agents和接口
其它外设 I/O
VMM
VMM
VMM
VMM
虚拟多处理器SMP
周期性负载均衡器
资源管理
VMware内核 - VMkernel
VMkernel将虚拟机设备映射
虚拟机群集 到主机上的物理设备
虚拟网卡和交换机
文件系统
存储协议栈
网络协议栈
设备驱动程序
虚拟机独立于主机系统和硬
件设备
Physical
Hardware
51
VMware服务器虚拟化实现方法
资源池的概念及优势
VMware Infrastructure
集合不同的硬件资源形成统一的逻辑资源池
• 客户影响
业务部门
部门 B
部门A
资源池 2
资源池 3
CPU 36GHz, Mem 58GB
优先级：高
CPU 12GHz, Mem 22GB
优先级：低
聚合资源
CPU 48 GHz, Mem 80GB
服务器, 存储设备, 网络
 服务器故障意味着可用资
源的减少而不是应用的故
障
 每个业务部门使用专用
（虚拟）的架构; IT部门
仍然集中控制着所有的硬
件资源
 可以将虚拟机和资源的管
理授权给业务部门
 作为一个整体来管理整个
SOA应用层
52
VMware服务器虚拟化实现方法
主机Hosts、群集Clusters和资源池Resource
Pools
VMware Infrastructure
Cluster
Host
12
GHz
48 GB RAM
其它虚拟机
VM
4 GHz
16 GB RAM
4 x 2 财务部资源池
x 4GHz = 32RP
GHz
32 GB RAM
工资处理虚拟机
会计部门资源池 RP
VM
VM
4 GHz
8 GHz
16 GB RAM
VM
VM
4 GHz
Cluster
16 GB RAM
32 GB RAM
虚拟世界
物理世界
8 x 4 x 2 x 4GHz
=
256 GHz
8 x 32 = 256 GB RAM
x86 Server
4 GHz
16 GB RAM
x86 Server
4 GHz
16 GB RAM
x86 Server
4 GHz
16 GB RAM
53
VMware服务器虚拟化实现方法
通过VMware HA确保系统高可用
VMware Infrastructure
通过VMware HA可以方便地提高任何应用的高可用性
• VMware HA是什么?
 VMware HA就是发生服务器故
障是在其他的物理服务器上自
动重启虚拟机
X
• 客户优势
资源池
 对所有的应用实现了高可用性，
并且成本很低
 不需要完全一致的重复硬件
 比传统的集群有更高的成本优
势，同时易于使用和操作
54
VMware服务器虚拟化实现方法
VMware HA切换过程演示
VMware Infrastructure
ESX Server
确保了系统的高可用性
ESX Server
宕机!
VirtualCenter
SAN / NAS / iSCSI
55
VMware服务器虚拟化实现方法
用VMotion减少计划内宕机时间
VMware
Infrastructure
80%的VMware
客户实施应用了
VMotion
VMotion迁移虚拟机
VMware ESX Server
VMware ESX Server
x86 Architecture
x86 Architecture
VMotion是什么?
通过VMware
SAN、iSCSI或NAS
VMotion可以实现虚拟机的动态迁移, 而服务不中断
客户优势
零宕机时间:
进行有计划的服务器维护和升级迁移工作负载，资源利用率最大化
服务器的持续可用性, 完整的交易集成
支持Fibre Channel和iSCSI SAN环境以及NAS
56
VMware服务器虚拟化实现方法
Storage VMotion： 7*24迁移虚拟机文件和优化存
储
应用程序
应用程序
应用程序
操作
系统 操作
系统
操作
系统
VMware Infrastructure
– 虚拟机磁盘存储独立迁移
•
•
•
无需虚拟机停机
LUN 独立
支持光纤通道 SAN
无中断：
刷新到新阵列
迁移到不同类别的存储器
升级到新文件系统格式
虚拟机粒度，LUN 独立
57
VMware服务器虚拟化实现方法
使用VMware DRS进行资源优化
VMware Infrastructure IT的不同需求
动态、智能地分配硬件资源来满足业务部门和
• DRS是什么?
业务需求
 跨资源池动态平衡计算资源
 基于预先设定的规则智能分配
资源
• 对客户的优势
资源池
 基于业务优先级分配IT资源
 简化运行，大幅度提高系统管
理员的生产率
 动态添加硬件资源而避免在繁
忙时段服务器的过载
 动态硬件维护能力
围绕业务进行组织和规划…而不是您的硬件!
58
VMware服务器虚拟化实现方法
DRS发生时的情形演示
DRS发生
ESX Server 1
VMware Infrastructure
Exch
Server
Citrix
SQL
Server
SAP
DNS/DHCP
Oracle
Apache
ESX Server 2
ESX Server 3
SAN存储
59
VMware服务器虚拟化实现方法
启用“即插即用”数据中心
VMware Infrastructure
插入：接通安装了 ESX Server 的新
服务器电源。新服务器即加入 DRS 群
集。
使用：群集中所有的虚拟机会自动重
新进行平衡，以纳入新的可用资源。
负载分配规则设定一次，永远有效，自
动执行
按需分配容量
易于扩展
避免业务繁忙时段的过载
60
VMware服务器虚拟化实现方法
DPM：分布式电源管理
VMware Infrastructure
业务需求
群集需要的资源越少，就将工作
负载整合到越少的服务器上
将不需要的服务器置于待机模式
工作负载需要增加时，再恢复服
务器在线状态
关闭
保证服务级别的同时减少电力消耗
虚拟机不中断、不停机
资源池
61
VMware服务器虚拟化实现方法
应用VMware Consolidated Backup保护数
据
集中的、文件级的备份实现了简单、可靠的数据保护
VMware Infrastructure
• VCB是什么?
 集中的、无代理的虚拟机备份
 将备份移出虚拟机
 减少备份代理和数量
 消除生产虚拟机的备份负载
 充分利用虚拟机快照功能
 支持SAN、iSCSI和NAS
集中的数据
迁移器
 和主流的第三方的备份产品预集成
• 客户优势
 在白天就可以执行备份任务
62
VMware服务器虚拟化实现方法
VMware Converter实现物理到虚拟迁移
VMware
Infrastructure
使用 VMware
Converter在线无缝地将物理系统
转换为虚拟机
Citrix Metaframe 服务器
Microsoft IIS Web 服务器
Microsoft SQL Server
Microsoft Exchange 服务器
63
VMware服务器虚拟化实现方法
VMware 虚拟架构形成演示
VMware Infrastructure
在线迁移
按需部署
64
VMware服务器虚拟化实现方法
VMware Site Recovery Manager
Infrastructure
Site Recovery ManagerVMware
充分利用虚拟架构来交付一个具有更高级别的灾难
恢复管理与自动化体系
– 简化并且自动化灾难恢复流程
•
设置，测试，切换
– 将手动操作的恢复手册转变成
自动化的恢复计划
– 通过VirtualCenter提供集中化
的恢复计划
通过与虚拟架构协调工作使得灾难恢
复快速、可靠、可管理、可适应
65
二虚拟化技术介绍
二
桌面虚拟化：
集中式管理
角色
应用程序
操作系统
革新桌面
桌面交付
二
虚拟化技术介绍
桌面虚拟化：
•
第一种模式是服务器端虚拟出多台虚拟机，每个虚拟机有不同的桌面
运行环境，通过自有的ICA协议把虚拟机的桌面图像传送给用户设备。
远程桌面
N个Xen虚拟机
ICA
任何设备
1个桌面对1个虚拟机
用户配置文件
应 用
新：LAN中的桌面软件流
无盘PC
桌面操作系统
二虚拟化技术介绍
二
桌面虚拟化：
二虚拟化技术介绍
二
桌面虚拟化：
二
虚拟化技术介绍——应用虚拟化
应用虚拟化：将后台服务器上安装的应用系统客户端
应用虚拟化：
（例如OA、核心业务）在虚拟交付平台上发布，用户
登录平台访问后台应用时，应用系统客户端运行在平
台上，而不是运行在用户的本地终端上。
交付平台
发布后台应用客户端
登录应用交付平台
本地安装
访问应用
后台应用客户端
访问应用
 所有后台应用系统部署在服务器
 所有应用客户端在交付平台上运行
 终端仅接受交付平台应用运行的屏幕
画面
后台应用系统
应用服务器
数据中心
桌面/终端
协议加密：对协执行加密传输网 络优化：对广域网传
输进行加速优化，实现最佳的传输体验和安全。
二
虚拟化技术介绍
应用虚拟化传输协议：
用户界面推送到客户端设备
用户
鼠标与键盘输入信号发送到服务器
TCP
USER1
USER2
USER3
USER4
USER5
USER6
传输协
议
应用在数据中心运行
应用虚拟化交付平台
 网络上只传输应用图像和键盘鼠标信息，没有真实业务数据
协议传输图像变化和设备支持
 对用户进行统一身份认证和权限控制，例如禁止上传、下载
为每用户建立虚拟通道，传输
 内嵌SSL 128位加密隧道
 传输键盘扫描码、鼠标事件和
 可对用户所有操作进行录像审计
 服务器端获得信息实现对屏幕
 用户体验与使用本地系统基本一致
 传输图像变化在客户端显示
 每个会话仅占有很少的带宽
二
虚拟化技术介绍
应用虚拟化传输协议：
总部
VAP协议+SSL加密
客户机
VAP协议+SSL加密
加密隧道 A
加密隧道 B
加密隧道 C
客户机
VAP协议+SSL加密
客户机
远程用户
NC数据库
NC应用服务
Internet
应用虚 拟化 服 务
器
应用优化及交付
应用交付模式的改变
二
虚拟化技术介绍
应用虚拟化
桌面虚拟化
前台
用户
前台虚拟化侧重：
应用/业务改造
把IT作为服务从 服务器虚拟化
数据中心交付出 存储虚拟化
数据中心虚拟化
去
(IT as a
Service)
后台虚拟化侧重：
基建/设备改造
后台
数据
中心
二
虚拟化技术介绍
应用虚拟化优势
集中管理，节省费用
一流的用户体验
数据安全有保障
最大限度地控制和监视
• 应用集中安装在数据中心。安装和维护
简易方便。
• 只需有互联网连接，就可以将应用交
付给用户的各种设备上。支持各样类
型的设备及网络连接。
• 应用之间没有冲突。
• 数据仅仅保存在具有安全访问控制机制
的数据中心，不会通过网络传输任何数
据
• IT部门可以集中管理应用，并控制和监
视用户的访问
一
虚拟化技术介绍
存储虚拟化技术：
 通过对存储(子)系统或存储服务的内部功能进行抽象、隐藏或隔离，使存储或数据的管
理与应用、服务器、网络资源的管理分离，从而实现应用和网络的独立管理
 存储虚拟化可以在系统的多个层面实现，比如建立类似于HSM(分级存储管理)的系统
存储虚拟化
实现结果
块虚拟化
实现位置
实现方式
磁盘虚拟化
基于主机
的虚拟化
磁带、磁带驱动
器、磁带库虚拟化
基于网络
的虚拟化
带内虚拟化
文件系统
虚拟化
文件/记录
虚拟化
基于存储设备、存储
子系统的虚拟化
带外虚拟化