新版服务器虚拟化平台建设整合项目可行性报告.docx

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新版服务器虚拟化平台建设整合项目可行性报告

XXX服务器虚拟化整合解决方案

一、项目背景

XXXXXX服务器众多，服务器利用率低，存在如下问题：

1）为保证系统安全性和可靠性，数据库服务器一般采用双机热备的方式，应用服务器一般采用负载均衡或冷备方式，导致服务器数量众多。

安全性和可靠性虽然得到提高，但备机系统资源平时并没有利用到，浪费了备机系统资源，资源利用率低，同时也增加了维护成本以及维护工作量。

部份生产服务器系统压力低，系统资源没有得到充分利用。

2）开发机资源利用率低，由于每套系统均需建立一套开发环境、测试环境及生产环境，所需开发、测试服务器数量多，同时由于开发、测试跟业务需求有关，没有业务应用系统需求时，开发、测试服务器资源利用率不高。

3）硬件故障维护、升级或者扩容时候需要停机进行操作，造成应用系统中断，影响了正常业务应用系统使用及开展。

4）生产和开发服务器数量多，成本高，耗电量大，不符合绿色IT概念。

5）新应用服务器的上线部署时间久、周期长。

为解决服务器数量增加所带来的问题，提高服务器资源的使用率，降低设备采购成本，提高业务的连续性以及为将来新应用系统建设提供一个灵活的资源使用平台，需对现有服务器进行虚拟化整合。

二、项目现状及建设目标

2.1项目现状

XXXXXX现有各种品牌的服务器15台，各种应用和业务系统分布在各服务器上面。

为了利用VMware对服务器进行整合，并最大限度的利用现有的服务器资源，进行了VMwareCapacityPlanner的评估，根据评估报告，现有的各个服务器资源利用率很低，造成大量服务器资源、电力、维护人力的浪费。

现有部分服务器不适合用于构建VMware虚拟化平台。

CPU平均利用率：

0.88%CPU峰值利用率：

2.63%

图：

部分服务器不满足VMware虚拟化要求

2.2建设目标

根据XXXXXX的VMwareCapacityPlanner的评估报告，可以保留SERVER07这台IBMx3650服务器，在其上进行虚拟化，同时运行SERVER07、SERVER12、SERVER1401服务器上面的应用。

另外需要采购两台IBMx3850服务器，接管其他所有剩余服务器上面的应用。

图：

服务器整合

在剩余出来的服务器中，用一台服务器安装VMware的vCenter统一管理平台，对物理服务器和虚拟机在一个控制台里面统一管理。

用一台服务器做专门的备份服务器，安装VMwareConsolidationBackup备份管理软件，及时备份虚拟机。

采用第三方的备份服务器在备份的过程中只占用备份服务器的资源，而不会占用任何业务机器的资源。

实现VMware的各种功能需要共享存储的支持，需要采购一台IBM的DS4800存储，两台光纤交换机，做双光纤通道，提高可用性，保障业务的连续性。

利用VMware的虚拟化架构，XXXXXX的服务器数量从以前的15台减少为现在的5台服务器，大大降低了服务器数量，减小了服务器的电力、维护等各种开销。

同时利用VMware虚拟化架构的一系列对业务连续性、灵活性的保证，双光纤通道和共享存储，提高业务的运行质量，保障业务的连续性。

方案设备清单：

设备

数量（台）

用途

备注

IBMx3650

1

ESXServer

已有

IBMx3850

2

ESXServer

新购

原有服务器

2

VCenter控制台、VCB备份服务器

已有

IBMDS4800

1

共享存储

新购

光纤交换机

2

光纤通道

新购

三、需求分析

3.1系统分析

XXXXXX正在计划实施服务器整合项目，整合后的应用会有多个Windows/Linux应用系统。

如果按照传统的应用部署方式，一个应用一台服务器的话，需要部署多台服务器，以后每增加一台应用系统就需要增加一台物理服务器，如此数量的服务器，将会造成如下的众多问题：

主要问题

问题描述

1

成本高

•硬件成本较高。

•运营和维护成本高，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。

2

可用性

•可用性低，因为每个服务器都是单机，如果都配置为双机模式成本更高。

•系统维护和升级或者扩容时候需要停机进行，造成应用中断。

3

缺乏可管理性

•数量太多难以管理，新服务器和应用的部署时间长，大大降低服务器重建和应用加载时间。

•硬件维护需要数天/周的变更管理准备和数小时的维护窗口。

4

兼容性差

•系统和应用迁移到新的硬件需要和旧系统兼容的系统。

3.2整合IT基础服务器

IT基础应用的服务器大多数是Intel架构的服务器，这一类的应用通常表现为文件和打印服务器，活动目录，网页服务器等。

虽然大多数服务器系统资源的利用率在10％－15％，但是架构，安全和兼容性方面的问题导致必须指定不同的物理平台来运行。

管理，安装补丁和添加安全策略花去大量的时间。

另外，服务器的衍生组件将导致设备，动力和散热方面的成本上升。

3.3整合重要应用服务器

使用服务器TCO模型分类和计算成本，分析VMWARE服务器软件帮助这些企业实现：

•减少28％－53％的硬件成本

•减少72％－79％的运作成本

•减少29％－64％的综合成本

四、系统设计

4.1系统设计拓扑图

图：

系统设计拓扑图

根据XXXXXX的具体需要，建议配置系统如下：

设备

数量（台）

用途

备注

IBMx3650

1

ESXServer

已有

IBMx3850

2

ESXServer

新购

原有服务器

2

VCenter控制台、VCB备份服务器

已有

IBMDS4800

1

共享存储

新购

光纤交换机

2

光纤通道

新购

4.2系统设计描述

在整个架构中，我们搭建了两个网络：

一个是作为生产网络（根据实际应用可以划分多个VLAN），另外一个作为虚拟中心管理网络和虚拟机动态迁移VMotion网络。

另外根据实际的网络环境，结合实际生产环境中的要求，将网卡分别设置在不同的网段上。

使用原有（或新购）的三台服务器作为ESX虚拟服务器，另外两台服务器中，其中一台作为VCB和VERITAS备份服务器，另一台作为VMwareVirtualCenter管理中心。

将数据库服务器和应用服务器部署在三台ESX虚拟服务器上，利用VMWareVMotion功能，使得数据库服务器在ESX虚拟服务器硬件环境出现问题的情况下，能够自动的迁移到另一台ESX虚拟服务器上运行，不会因为硬件环境出现的问题而导致应用服务停止运作，保证了业务连续性。

再利用VMWareVCB技术，定时针对应用系统做备份，当应用系统出现损坏的情况下，可以在最短的时间内，恢复到健康的应用系统生产环境。

使用VMwareHighAvailability功能在整个虚拟化IT环境中提供高可用性，而没有传统群集解决方案的成本或复杂性。

VMwareHA可为在虚拟机中运行的任何应用程序提供经济高效的高可用性解决方案，而不需要考虑其应用操作系统设置或应用系统基础硬件配置。

VMwareHA不需要专门的备用硬件和附加软件支持。

同时，VMWare系统提供VMWareHA、VMWareVMotion、VMWareDRS的系统资源高可用与自动资源调节能力，可自动平衡应用间对CPU、内存的资源分配，保证应用系统维持在最佳运行状态。

VMWare高可用特性，可彻底保证用户关键性应用系统不间断运行。

若实施VMWare高可用架构，要求虚拟化应用系统必须接入SAN存储区域以作数据存储共享设置。

利用原有两台服务器，一台作为VMwareVirtualCenter服务器，管理整个虚拟化数据中心系统，一台作为VMware整合备份代理服务器，配合赛门铁克的BackupExec备份软件实现高效的虚拟机系统和数据的备份。

另外，为了减少备份窗口时间，建议从存贮中划分适量空间给予备份服务器使用，令其实现D2D2T（先备份到磁盘然后备份到磁带的备份方式）来增加备份速度。

在存储方面，采用4GB光纤存贮真正的端到端4GB架构，具有保障企业级业务持续性的多种特性，包括热插拔冗余硬件、热备份硬盘、多路经故障切换、快照、克隆、本地/远程镜像和非破坏性固件升级等。

五、技术实现

5.1vSphere4虚拟化架构

图：

VMwarevSphere4组件

VMwarevSphere4是业界第一款云操作系统，它将数据中心转变成极为简化的云计算基础架构。

通过这一转变，使我们既可以通过内部云，也可以通过外部云来提供灵活、可靠的下一代IT服务。

融合VMware业界领先的虚拟化技术和经验，VMwarevSphere4为客户提供了超强的控制力、更好的成本效益以及宽泛的选择性。

 以130,000多家客户使用的经过验证的VMwarevSphere4平台功能为基础，VMwarevSphere4显著降低了资本和运营成本，在加强IT服务交付控制的同时，还保留了在任何类型的操作系统、应用程序和硬件、使用内部托管或外部资源之间选择的灵活性。

有了为内部和外部云计算提供基础的VMwarevSphere4，并使用联邦和标准来连接内部和外部云计算基础架构，各种规模的组织都能实现云计算的全部优势。

（1）vSphere关键组件

VMwarevSphere4是业界首款云计算操作系统，包含下列组件组：

●基础架构服务-一组组件，它们全面虚拟化服务器、存储设备和网络资源，聚合这些资源，并基于业务优先级将它们准确地按需分配给应用程序。

●应用程序服务-一组组件，无论应用程序类型或操作系统是什么，都将为运行于VMwarevSphere4上的所有应用程序提供内置的服务级别控制。

VMwarevCenterServer提供基础架构和应用程序服务管理，实现日常操作任务自动化，并且可以深度监测大型和小型VMwarevSphere4环境的每个方面。

（2）基础架构服务：

虚拟化和聚合硬件资源

VMwarevSphere4基础架构服务将离散的硬件资源转换为大型机式的共享计算平台，该平台具有难以置信的恢复能力，并且能够以接近本机的性能运行要求最为苛刻的应用程序。

VMwarevSphere4提供下列类型的基础架构服务:

●VMwarevCompute:

基础架构服务，可高效地虚拟化服务器资源并将其聚合到逻辑池中，这些逻辑池可准确地分配给应用程序。

●VMwareESXandVMwareESXi提供经过生产验证的强健高性能虚拟化层，该虚拟化层抽象硬件资源，并能够让多个虚拟机共享这些资源。

VMwareESX和ESXi独特的内存管理和高级调度功能可以实现最高的整合率和最佳的应用程序性能，在许多情况下甚至优于物理服务器。

●VMwareDistributedResourceScheduler（DRS）跨多个群集聚合计算资源，并基于业务优先级将资源动态分配给虚拟机，从而通过自动化降低管理复杂性。

VMwareDRS附带的VMwareDistributedPowerManagement（DPM）持续地优化每个群集中的服务器电源消耗，从而自动管理VMwareDRS群集中的能效。

●VMwarevStorage:

基础架构服务，它们对存储资源隐藏了底层硬件系统的复杂性，以支持在虚拟化环境中最高效地利用存储容量。

●VMwarevStorageVirtualMachineFileSystem（VMFS）是一种高性能的群集文件系统，支持高效共享，并控制虚拟化服务器对存储的并发访问。

●VMwarevStorageThinProvisioning精简部署提供动态存储容量分配，允许将购买存储产品的时间推迟到真正需要更多存储的时候，从而最多可以将存储开支削减近达50%。

●VMwarevNetwork分布式交换机可以简化并增强VMwarevSphere4环境中虚拟机网络的调配、管理和控制。

它还支持在VMwarevSphere4环境中使用诸如CiscoNexus1000v等第三方分布式虚拟交换机，从而为网络管理员提供熟悉的界面，在虚拟机级别控制服务质量。

（3）应用程序服务：

内置的应用程序服务级别控制

VMwarevSphere4应用程序服务提供对应用程序服务级别的内置控制，例如可用性、安全性和可扩展性，并且可以统一地针对运行于VMware虚拟环境中的任何应用程序轻松启用。

可用性:

可用性服务让IT可以根据优先级和需要为应用程序提供不同级别的高可用性，而无需复杂的冗余硬件或群集软件。

●VMwareVMotion支持在不中断用户使用和不丢失服务的情况下在服务器间实时迁移虚拟机，从而无需为计划内的服务器维护安排应用程序停机。

●VMwareStorageVMotion则支持在不中断用户使用和不丢失服务的情况下实时迁移虚拟机磁盘，从而无需为计划内的存储设备维护或迁移安排应用程序停机。

●VMwareHighAvailability（HA）在硬件或操作系统发生故障的情况下，VMwareHighAvailability（HA）可以在几分钟内经济高效地自动重新启动所有应用程序。

●VMwareFaultTolerance在发生硬件故障的情况下，VMwareFaultTolerance为所有应用程序提供持续的可用性，不会发生任何数据丢失或停机。

●VMwareDataRecovery为小型环境中的虚拟机提供简单、经济高效、无代理的备份和恢复。

安全性:

安全服务让IT可以通过高效操作的方式为应用程序执行适当级别的安全策略。

●VMwarevShieldZones在共享环境中的应用程序级别执行企业安全策略，同时仍然维持用户及敏感数据的信任和网络分段，从而简化应用程序安全性管理。

●VMwareVMsafe支持使用与虚拟化层协同工作的安全产品，从而为虚拟机提供更高级别的安全性，甚至优于物理服务器。

可扩展性:

可扩展性服务让IT可以根据需要无中断地为每个应用程序提供适量的资源。

●VMwareDistributedResourceScheduler（DRS）动态地实现服务器资源负载平衡，以根据业务优先级向正确的应用程序提供正确的资源，从而让应用程序可以根据需要压缩或增长。

●在无中断或不停机的情况下，热添加功能可以视需要向虚拟机添加CPU和内存。

●热插拔功能支持在无中断或不停机的情况下，添加或拆除虚拟机的虚拟资源、虚拟存储和网络设备。

●虚拟磁盘热扩展支持在无中断或不停机的情况下向正在运行的虚拟机添加虚拟存储、增加虚拟磁盘空间。

（4）vApp：

确保云计算之间无缝的应用程序移动和选择

●VMwarevSphere4包括对vApp的支持，vApp是包含一个或多个虚拟机的逻辑实体，它使用行业标准开放虚拟化格式来指定和封装多层应用程序的所有组件，以及与该应用程序相关联的操作策略和服务级别。

●正如UPC条形码包含关于某个产品的所有信息一样，vApp为应用程序所有者提供了一种标准方法，用以描述云计算操作系统能够自动解释和执行的应用程序操作策略。

●vApp可以包含运行于任何操作系统上的任何应用程序，并为客户提供一种机制，让他们可以在内部云计算或外部云计算之间移动应用程序，同时仍然维持相同的服务级别。

5.2vSphere4云计算

图：

VMwarevSphere4云计算体系结构

通过牢固掌控服务级别和自由选择实现高效率和低成本的云计算。

有了为内部和外部云计算提供基础的VMwarevSphere4，并使用联盟和标准来连接内部和外部云计算基础架构，各种规模的组织都能实现云计算的全部优势。

VMwarevSphere4为应用程序和信息隐藏了底层基础架构的复杂性，并创建内部云计算基础架构以便IT能够集中精力从事支持和实现业务价值。

VMwarevSphere4的优势包括：

1）降低成本和最大限度提高IT效率：

VMwarevSphere4消除了不必要的投资并降低IT基础架构的管理及维护成本和复杂性，从而帮助组织更高效地提供IT服务。

通过采用VMwarevSphere4，客户可以将资金成本降低50%，每个应用程序的操作成本降低60%以上，从而显著降低企业应用程序的总体拥有和操作成本。

使用VMwarevSphere4的组织可以轻松实现15:

1以上的整合率，并实现自动化管理以及跨内部和外部云计算基础架构的动态应用程序资源分配。

因此，与绑定到特定系统和体系结构的昂贵的应用程序和信息交付模型截然不同，组织将无缝迁移到自我管理、显著优化的IT环境以实现最高效的业务服务交付。

2）通过自动管理服务级别加强IT控制：

随着业务日益依赖于IT服务，有效的应用程序交付可能将决定业务是增长还是衰退、是成功还是失败。

业务依赖IT来完全控制应用程序交付的服务质量不受到影响。

VMwarevSphere4自动交付服务级别协议（SLA），其中涵盖可用性、安全性和可扩展性，从而将数据中心管理模式从基础架构管理转变为服务交付管理。

需要推出新业务服务的应用程序所有者可以避开服务器、存储和网络基础架构的复杂性，转而集中精力从事业务价值的交付。

由此造就了一个自动化的受控环境，该环境故障恢复能力强，对不断变化的需求响应灵敏，而且没有复杂问题或运营开销。

3）为IT部门提供灵活的选择：

VMwarevSphere4让IT环境永不过时，同时按需交付业务服务，并且可以根据不断变化的业务需求，自由选择恰当的行业标准硬件、应用程序体系结构、操作系统、内部或外部基础架构。

利用VMwarevSphere4，客户可以灵活地进行选择，无需依赖于特定的硬件、操作系统、应用程序堆栈和服务提供商。

这意味着客户可以支持现有的应用程序，并对将来的应用程序充满信心，同时保留在内部或外部云计算基础架构中进行部署的灵活性。

5.3服务器整合

VMwarevSphere4在更少的服务器上的虚拟机中运行应用程序，更高效地利用存储设备和网络资源，从而消除了服务器数量剧增现象。

凭借独特的动态优化和内存管理功能，使用VMwarevSphere4的组织可以实现最高的每服务器整合率。

VMwarevSphere4实现服务器、存储设备和网络硬件的全面虚拟化，从而降低硬件管理的复杂性。

VMwarevSphere4客户可以将每个应用程序的资金成本平均大幅削减50%，运营（人力）成本削减60%以上。

图：

服务器整合

5.4SAN集中存储

方案中，我们采用SAN集中存储方式，这样可以将每个虚拟机的文件系统创建在共享的SAN集中存储阵列上，VMwareVMFS虚拟机文件系统，是一种高性能的群集文件系统，允许多个vSphereServer安装同时访问同一虚拟机存储。

支持通过VMwarevCenter、VMwareVMotion技术、VMwareDRS和VMwareHA提供的基于虚拟化的分布式基础结构服务。

由于VMware的虚拟架构系统中的虚拟机实际上是被封装成了一个档案文件和若干相关环境配置文件，通过将这些文件存放在SAN存储阵列上的VMFS文件系统中，可以让不同服务器上的虚拟机都可以访问到该文件，从而消除了单点故障出现时导致应用系统不可用的情况。

图：

SAN集中存储

5.5虚拟架构的整合备份

通过使用VMwareConsolidatedBackup软件，可以为虚拟服务器提供易于使用、集中化的备份工具，它使虚拟机内容能够从一个集中的Windows2003Server代理服务器（而不是直接从vSphereServer）中进行备份，它可与其他商业备份软件完美协调工作，由于只需要在备份代理服务器上配置备份软件的Agent，而不是像传统服务器群集方式下，每台服务器都需要配置备份软件的Agent，因此可以大幅节省用户用户购买这些Agent的费用。

图：

VCB整合备份

5.6从物理机向虚拟机迁移

VMwareConverter是一种经客户验证的企业级迁移工具，它针对多种不同的MicrosoftWindows操作系统提供了快速而可靠的物理机到虚拟机的迁移。

使用Converter，公司可以将现有物理系统的映像转换为VMware虚拟机，无需重新安装软件或重新配置复杂的应用程序环境。

图：

虚拟化的转换

5.7VMwarevCenterServer

1．轻松提高效率并增强控制

可通过单个界面部署、监控和管理虚拟化IT环境，并确保最佳的服务级别。

VMwarevCenterServer是VMwarevCenter系列解决方案的中央访问点，这些解决方案可为虚拟基础架构提供前所未有的智能、控制和自动化。

2．简化新虚拟机的部署

分析您环境中的物理服务器，并将物理机转换为虚拟机。

使用VMwarevCenterServer，您可以通过向导驱动的流程和模板立即部署新的虚拟机。

VMwarevCenterServer 通过任务调度和警报功能实现操作自动化，提高了对业务需求的响应速度，从而使您能够将需要立即执行的操作排在优先位置。

现在，您可以自动执行常规的管理任务，并监控物理服务器以及运行详细CPU、内存和I/O指标报告的虚拟机的性能和利用率。

借助VMwarevCenterServer，您可以使用自定义角色等级、精确控制的权限以及与MicrosoftActiveDirectory的集成，使授权人员有访问权限。

此外，该解决方案还通过VMwareInfrastructureSDK与第三方系统管理产品进行集成。

3．VMwarevCenterServer 包括五个主要组件：

●管理服务器是配置、部署和管理虚拟IT环境的中心控制节点。

管理服务器作为一项服务在MicrosoftWindows2000、MicrosoftWindowsXPProfessional和MicrosoftWindowsServer2003上运行。

●数据库用于存储有关物理服务器、资源池和由VMwarevCenter Server管理的虚拟机的持久性信息。

该数据库驻留在标准版的Oracle、MicrosoftSQLServer或MicrosoftMSDE中。

●VirtualInfrastructureClient使管理员和用户能够从任何WindowsPC远程连接到VMwarevCenterServer或各个VMwareESX。

●VMwarevCenterAgent可连接VMwareESX与VMwarevCenterServer。

●VirtualInfrastructureWebAccess允许执行虚拟机管理和访问虚拟机图形控制台，而无需安装客户端。

六、IBM服务器虚拟化平台

6.1IBM服务器虚拟化架构

IBM通