TurboGate服务器虚拟架构解决方案.docx

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TurboGate服务器虚拟架构解决方案

TurboGate服务器虚拟架构解决方案

文档目的

TurboGate的服务器虚拟架构解决方案能够帮助用户进行服务器整合、创建可升级的开发／测试环境，以及实现商业连续性的策略等。

在同一台物理服务器上安装多个虚拟服务器操作系统，无论是出于测试还是使用的目的，都能够以一种很经济的方式达到商业扩展或者增加服务器资源的目的。

为了更好的帮助用户深入理解TurboGate虚拟架构的技术优势，以及针对用户当前的环境设计的最终整体解决方案，特编写了本文档供用户领导及相关技术人员参考。

1.解决方案综述

1.1.虚拟化技术的优势

在一个虚拟架构中，用户可以把资源看成是专属于他们的，而管理员则可在企业范围内管理和优化整个资源。

TurboGate的虚拟架构可以通过增加效率、灵活性和响应能力来降低企业的IT花费。

管理一个虚拟架构可以让IT部门更快的连接和管理资源，以满足商业所需。

虚拟架构可以让IT部门达成以下目标：

●35%总拥有成本TCO（Totalcostofownership）节省

通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器降低40％软件硬件成本；

整合比：

生产环境10-15:

1，开发测试环境15-20:

1；

每个服务器的平均利用率从5％-15%提高到60%-80%；

降低70-80%运营成本，包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本。

●提高运营效率

部署时间从小时级降低到分钟级，服务器重建和应用加载时间从20-40hrs缩短到15-30min，每年节省10,000人/小时（300台服务器）；

以前硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备和1-3小时维护窗口，现在可以进行零宕机硬件维护和升级。

●提高服务水平

帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应；

将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需自动进行动态资源调配；

无中断的按需扩容。

●旧硬件和操作系统的投资保护

不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。

1.2.TurboGate解决方案综述

1.2.1.TurboGate服务器整合解决方案

随着企业的成长，IT部门必须快速地提升运算能力－以不同操作环境的新服务器形式而存在。

因此而产生的服务器数量激增则需要大量的资金和人力去运作、管理和升级。

IT部门需要：

∙提升系统维护的效率

∙快速部署新的系统来满足商业运行的需要

∙找到减少相关资产，人力和运作成本的方法

TurboGate服务器整合为这些挑战提供了解决方案。

虚拟构架提供前所未有的资源隔离，为所有系统运算和I/O设计的细粒度资源控制。

虚拟构架完美地结合现有的管理软件并在共享存储（SAN）上改进投资回报率。

通过把物理系统整合到有TurboGate虚拟构架的数据中心上去，企业会体验到：

∙更少的硬件和维护费用

∙空闲系统资源的整合

∙提升系统的运作效率

∙性价比高，持续的产品环境

整合IT基础服务器

运行IT基础应用的服务器大多数是Intel构架的服务器。

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，防火墙，NAT/DHCP服务器等。

虽然大多数服务器系统资源的利用率在10％－15％，但是构架、安全和兼容性方面的问题导致了需要在不同的物理平台来运行它们。

同时进行管理，安装补丁和添加安全策略将花去大量的时间。

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。

因为服务器的利用率低，所以IT基础服务器作为虚拟化整合的首选目标。

虚拟化服务器整合使得企业能实现：

∙每个服务器达到甚至超过1:

4的整合比率

∙更便宜的硬件和运作成本

∙在服务器管理方面的重大改进，包含添加，移动，变更，预制和重置

∙基础应用将变得更强壮，灾难抵御能力更出色

整合重要应用服务器

根据不同的企业使用虚拟化软件的实例，使用服务器TCO模型来计算成本，我们分析显示TurboGate服务器虚拟化软件能帮助这些企业实现：

∙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

方案效果：

∙整合空闲服务器和存储资源，为新项目重新部署这些资源

∙提升运作效率

∙改进服务器的管理灵活性

∙通过零宕机维护改善服务等级

∙标准化环境和改进安全

∙灾难状态下，减少恢复时间

∙更少冗余的情况下，确保高可用性

∙更有效的适应动态商业的需求

∙高级备份策略

∙在技术支持和培训方面降低成本

1.2.2.TurboGate商业连续性解决方案

每年成百上千的全球数据中心遭遇重大的服务中断。

这些商业运行将受到用户错误，病毒，硬件故障和自然灾害等问题的影响。

当前商业连续性处于企业IT策略的最前沿，并且从管理层到CEO的所有人都非常重视它。

成功的商业连续性策略元素包含：

∙应用程序可用计划

∙包含监控和平台冗余的预防措施

∙数据保护

∙灾难恢复策略

∙有效的人员计划

使用虚拟构架，IT管理员能改进商业连续性的所有方面，例如：

∙由于主备服务器之间的硬件独立性，使得灾难恢复更快而花费不多

∙排除计划内的硬件宕机，并明显的减少计划内的软件宕机

∙管理所有虚拟机和监控服务器的远程控制技术

∙为了实现备份和恢复，以文件的形式导入导出业务系统

∙简化和可重复的自动程序

基于虚拟机的集群冗余简化

为了实现高可用性，企业使用中间软件例如微软和Veritas的集群软件，把两台服务器绑定在一个热备环境中。

即使运行在服务器上的应用程序有集群感知能力，万一主服务器遭遇硬件或软件错误，这样的安排仍然会导致非应用程序宕机。

随着IT对企业运作而言变得更加重要，高水平的服务普遍成为企业的需求，越来越多的应用则被要求高度可用。

然而，为了实现如上所述的高可用性集群，就像很多服务器运行应用一样，企业需要配置和管理两次。

有了虚拟化，IT管理员能在运行重要应用的实体机和同等配置的虚拟机上创建集群。

在待机状态下，虚拟机并不消耗计算机资源，并且能以非常高的比例整合到一个或几个实体平台上去。

所以，企业无须在硬件数量或管理和安装补丁上投入双倍的人力和物力，从而实现高可用性。

冗余的方式将由2N变为N+1。

实体到虚拟的集群和实体到实体的集群一样都支持同样的集群软件。

同时，节省的成本能为更多的负载实现高可用性并签署更多的高水平服务协议。

无须原硬件的数据恢复

大多数企业IT部门使用常用的备份软件（如TivoliStorageManager,LegatoNetworker,或者VeritasNetBackup）来创建数据和应用程序备份。

既然备份策略能抵御用户错误和某些情况下的软硬件故障，比较长的恢复时间和多恢复点是能被接受的。

然而，为了获得备份所带来的好处，企业必须确保数据确实能被恢复。

为了测试数据恢复，IT管理员需要为每个已备份的主机提供一台测试的失败转移服务器，安装操作系统，安装备份代理，尝试在测试失败转移服务器上调整Windows注册表和其他系统配置。

如果系统调整成功，备份服务器和备份代理才能被用来测试数据恢复。

预制新的服务器和调整Windows注册表是一个漫长的手工过程并且有时并不可能。

这样，在不同的失败转移服务器实现数据恢复是存在疑问的。

这些问题将被虚拟机模板完美解决。

此外，操作系统安装，备份代理的安装和Windows注册表的调整只需做一次。

此后，一个完整的已配置的虚拟机模板将被存储在虚拟机模板库内。

TurboGate软件能确保企业：

∙为灾难后的测试和恢复，消除硬件资源方面的障碍

∙避免系统和备份代理的安装，用虚拟机模板来缩短恢复周期

∙用标准的虚拟化硬件，使得灾难恢复更加可靠和可重复

1.2.3.TurboGate测试和开发解决方案

CIO们一直处于如何进一步缩短企业应用程序开发和部署周期的压力之下。

在预算范围内，及时提供高质量的软件从来就不是件容易的事。

基于现代的多层体系和操作系统，浏览器和防火墙的多版本，任务变得更加复杂了。

在软件开发过程中的一些问题包括：

∙对有限硬件资源的争夺

∙不匹配的开发和生产环境

∙不恰当的阶段使得部署新应用程序更具风险

∙分布式的开发团队之间的交流问题

把开发和测试环境迁移到虚拟构架上，就使得以上方面的缺陷得到明显的改进。

TurboGate软件把完整的测试平台应用程序和数据压缩到文件内。

这些文件能在实体主机之间被轻易的存储，暂停，还原和传递。

由于通过TurboGate软件的隔离保护，多虚拟测试平台能运行在同一个实体主机上而不互相影响。

此外，虚拟构架有许多为测试和开发环境而设计的特定功能，例如系统快照，系统级的调试支持等。

有了TurboGate软件，企业开发部门能：

∙把单一的实体平台划分成多个隔离的开发环境

∙精确的复制多模块产品环境到虚拟机上去

∙在不同的团队之间共享全部的环境

∙在开发和测试周期内，剔除反复配置的工作

∙使一些以前需要手动干预的测试过程自动化

∙在单一的实体平台上模拟复杂的网络应用

在同一物理硬件上运行多操作系统

TurboGate虚拟软件能在单一的物理平台上无限多的运行完全隔离的系统环境。

如果你是：

∙一个运行两个以上分别运行不同版本Windows或Linux系统的桌面主机程序员

∙建立跨平台分布式软件的开发者

∙由于构建系统软件和驱动程序需要，而导致每次程序崩溃都要重启主机的开发人员

∙频繁地为测试，开发，试验而更改X86服务器和桌面资源的系统工程管理员

∙在有限硬件资源配置的多系统上测试和检验产品的质量监测工程师

∙由于缺少硬件资源而无法精确的重现客户环境的技术支持专家

∙在不同的系统上运行内核级调试的程序员

单一实体平台上配置开发环境

现代企业软件应用受限于协议设计，系统环境，版本冲突、硬件依赖的各种变化。

大多数软件需要能在复杂的环境产品和开发下，带分布式连通和配置的多个主机，这样必将导致大量的基于X86平台上的开发和测试应用，例如网页服务器，应用服务器或者数据库难于管理。

这些经常被限定在一个固定的操作系统和软件版本上，这样使得他们得占据一个很大的空间。

现代企业软件的开发和测试由于协议设计，系统环境，版本冲突、硬件依赖的不同，需要大量的X86服务器。

例如网页服务器，应用服务器或者数据库服务器。

而且需要在这些服务器上进行大量的配置和管理工作，占用了很多的设备和人力资源。

有了虚拟构架：

∙一台服务器能够模拟出完整的网络环境

∙隔离和划分区域确保用户模拟一个真实比例的产品环境模型

∙运行在不同操作系统上的不同组件都在同一台物理服务器上进行开发和测试

∙网络数据包并不离开实体服务器

∙轻而易举地把配置从开发工作站迁移到产品工作站

测试和开发环境下的虚拟机模板库

采用了虚拟构架，连同数据和配置的系统信息被捕捉和存储在易于访问的模板库中，以便日后使用。

这样不但节省了时间，缩短了产品开发周期，而且通过应用标准化的开发环境改进了软件的一致性和品质。

考虑以下的案例：

一旦安装和配置了应用程序的旧系统将作为组件保存，以后用来重建同样的环境而无须依赖实际的物理硬件。

包含复杂操作步骤和知识技能的应用程序配置很难被重建。

一旦配置特定应用的企业程序已经完成，对于培训或高可用性目的而言，为以后留存系统快照是非常有用的。

需要快速重建客户环境或再现环境缺陷的技术专家现在只需进入库来创建系统环境。

2.TurboGate服务器虚拟架构方案设计

2.1.需求分析

***拥有数量众多的服务器，将会造成如下的众多问题：

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.可用性低

∙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。

为了很好的解决上述传统单一物理服务器部署应用方式所造成的弊端，我们为用户推荐了如下的采用TurboGate虚拟架构软件的服务器虚拟架构解决方案，该方案将极大的提供服务器整合的效率，大幅度简化了服务器群管理的复杂性，提高了整体系统的可用性，同时还明显的减少了投资成本，具有很好的技术领先性和性价比，虚拟技术由于采用了将传统服务器应用程序环境封装成可移动的档案文件的技术，很容易实现业务的连续不间断运行，针对应用和访问量灵活部署，降低系统总成本,非常适用于宽带等快速发展的应用领域。

2.2.方案介绍

根据用户的需求情况，对于Windows/Lunix平台上的应用，建议配置2台Dell公司最新的PowerEdgeR710服务器，同时每台服务器上都安装配置TurboGateServer软件，用于在单个R710物理服务器实体上，利用R710服务器强大的处理能力，生成多个虚拟服务器，而每一个虚拟服务器，从功能、性能和操作方式上，等同于传统的单台物理服务器，在每个虚拟服务器上，再安装配置Windows或Linux操作系统，进而再安装应用软件，这样以前的每个物理服务器就变身成为TurboGateServer服务器上的虚拟机，从而大大提高资源利用率，降低成本，增强了系统和应用的可用性，提高系统的灵活性和快速响应，完美的实现了服务器虚拟架构的整合。

在具体实现中，为了实现数据的集中存储、集中备份以及充分利用TurboGate虚拟架构中虚拟机可动态迁移以及实现业务系统的高可用性，建议配置一套Dell的存储阵列产品EqualLogicTMPS6000，同时配置冗余的交换机，组成标准的SAN集中存储架构，由TurboGate虚拟架构套件生产出来的虚拟机的封装文件都存放在SAN存储阵列上。

通过共享的SAN存储架构，可以最大化的发挥虚拟架构的优势，进行在线地迁移正在运行的虚拟机，进行动态的资源管理和保证业务的高可用性，而且为以后的容灾提供扩展性。

利用TurboGateConsole就可以远程集中管理和监控虚拟机、实现自动化以及简化资源调配。

2.3.方案拓扑

2.4.方案构成部分详细说明

针对上面的拓扑图，详细说明如下：

2.4.1.虚拟架构主体部分{0><}100{>TurboGateServer配置说明<0}

本方案的主体部分既是2台安装了TurboGateServer软件的DELLPowerEdgeR710服务器。

{0>VMwareESXServeristhefoundationforthedynamic,self-optimizingITinfrastructure.<}0{>VMware

Server是TurboGate虚拟架构套件的基础组成部分，是动态、自我优化的IT基础结构的基础。

<0}{0><}100{>TurboGateServer是一个强健、经过生产验证的虚拟层，它直接安装在物理服务器的裸机上，将物理服务器上的处理器、内存、存储器和网络资源抽象到多个虚拟机中。

<0}{0>通过让大量虚拟机共享硬件资源，从而提高了硬件利用率并大大降低了资金和运营成本。

<0}{0>通过TurboGate的高级资源管理、高可用性和安全功能，提高了服务等级。

单台物理服务器配置多个虚拟服务器的性能依据

根据统计，对于传统的服务器应用方式，通常服务器的平均利用率在5-15%之间，而采用虚拟架构整合后，服务器的平均利用率可达到60%-80%。

我们以此统计数据为基础，来估算一下一台高配置的服务器能够支持的虚拟机的数量。

我们经过计算，一台DELL的R710服务器，可以配置出16个相当于双路双核IntelXeon3.0GHzCPU的服务器效率能力的虚拟机，而这已经是很保守的计算了。

通过上面的计算，我们完全可以通过在两台高配置的四路双核服务器上创建30个虚拟服务器的方式，来完成传统方式需要30多台的低配置的双路双核服务器才能完成的工作，用户在降低成本的方式，还大大减少了环境的复杂性，降低了对机房环境的需求，同时具有更灵活稳定的管理特性。

采用TurboGate虚拟架构相比于传统单台服务器部署单一应用方式的另外一个好处是，可以充分满足不同应用对系统资源的不同要求，如有的应用只需要一个3.0GHzCPU，512MB的内存就可以很好的运行，而有的高访问率、高吞吐量的应用则需要2个甚至是4个双核的CPU，8GB的内存才能保证稳定的运行，在传统方式下，往往不可能针对每一种应用来采购服务器，而是用一种或几种标准配置的服务器来统一采购，这样，势必会造成某些应用资源富裕，而另一些应用面临资源紧张的情况，且应用之间不能互相调配资源。

采用虚拟架构后，由于每个虚拟机所需使用的系统资源都是由虚拟架构软件统一调配，这种调配可以在虚拟机运行过程中在线的发挥作用，使得任何一个应用都可以有充分保证的资源来稳定运行，同时，该应用在此时用不到的资源又可以被其他更需要资源的应用临时借用过去，最大限度的提高了整体系统的资源利用率。

2.4.2.SAN集中存储实现虚拟服务器的文件共享

方案中，我们建议采用SAN集中存储方式，这样可以将每个虚拟机创建在共享的SAN集中存储阵列上，允许多个TurboGateServer访问同一虚拟机存储。

基于虚拟化的分布式基础结构可以<0}{0>支持动态迁移、高可用性等服务<0}。

由于TurboGate的虚拟架构系统中的虚拟机实际上是被封装成了一个数据文件，通过将这个文件放在SAN存储阵列上，可以让不同服务器都访问到该虚拟机，从而消除了单点故障。

2.4.3.虚拟架构环境的集中管理、自动化及优化运行

为了对服务器虚拟架构进行有效的管理和监控，方案中建议将TurboGateconsole安装在一台windowspc机上。

TurboGateconsole为IT环境提供了集中化管理、操作自动化、资源优化和高可用性。

基于虚拟化的分布式服务为数据中心提供了前所未有的响应能力、可维护性、效率和可靠性级别。

<0}

以下TurboGateserver产品提供了资源优化和高可用性特征。

<0}

∙迁移运行中的虚拟机和执行无中断的IT环境维护。

∙使用TurboGateHA实现经济高效、独立于硬件和操作系统的应用程序可用性。

2.5.方案优势

1.大大降低TCO

∙通过服务器整合，控制和减少物理服务器的数量，明显提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率，从而降低硬件成本。

∙降低运营和维护成本，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.提高运营效率

∙加快新服务器和应用的部署，大大降低服务器重建和应用加载时间。

∙主动地提前规划资源增长，这样对客户和应用的需求响应快速，不需要象以前那样，需要长时间的采购流程，然后进行尝试。

∙不需要象以前那样，硬件维护需要数天/周的变更管理准备和1-3小时维护窗口，现在可以进行快速的硬件维护和升级。

3.提高服务水平

∙帮助您的企业建立业务和IT资源之间的关系，使IT和业务优先级对应。

∙将所有服务器作为大的资源统一进行管理，并按需进行资源调配。

4.旧硬件和操作系统的投资保护

∙不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。

5.为将来的集中网络存储提供可能

∙对于由于成本或者其他原因没有接入到存储网络（SAN,iSCSi和NAS）的服务器，整合后物理服务器数量减少，可以考虑接入到存储网络,这样充分利用网络存储的优势，将这些分散的数据集中管理备份，为这些服务器和应用的以后的容灾打下基础。

同时，通过虚拟机的特有功能和网络存储的有效结合，提高了这些应用的可用性，移动性和灵活性。