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XenServer解决方案
CitrixXenServer
服务器虚拟化
解决方案
来,随着企业信息化建设的迅猛发展,企业公司本部和所属各地区分公司建成了企业综合数据网、局域网网络、基础软硬件平台及大量的业务应用系统。
然而,企业信息化对IT部门的运行管理工作提出了非常高的要求,数据中心的管理面临着不少难题:
1、PC服务器增长速度过快,传统的IT架构意味着企业每增加应用就要购置服务器,机房空间、用电成本、管理成本压力很大。
2、传统IT架构导致企业PC服务器硬件资源利用率很低,CPU峰值时不超过30%,多数服务器平均利用率甚至不到10%。
3、企业已经部署了大量的PC服务器,操作系统有Windows、Linux等。
而部署在其上的IT应用更加多种多样,这对于企业的管理提出了极高的要求,随着业务逐渐增长,管理成本将会越来越大。
4.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。
5.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。
6.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。
7.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。
三.系统架构及方案描述
3.1系统架构图
3.2方案描述
3.2.1服务器配置方案
3.2.1.1服务器硬件配置
运行在服务器虚拟化环境的服务器对于资源池中的服务器配置如下:
资源类型
配置要求
备注
CPU
4路8核
64位并支持IntelVT或AMD-V技术
内存
128GB
XenServer消耗2GB左右,剩余124GB分配给虚拟服务器使用
网卡
4块1Gigabit/Full-Duplex
1块用于XenCenter管理
1块用于存储网络
2块用于虚拟机提供的对外服务
硬盘
2X300GB10,000rpm内置硬盘,RAID-1
双硬盘配置成RAID-1,只用于安装XenServer
存储
HBA或iSCSI
所有的虚拟机镜像文件(VirtualDiskImage)都保存在远程共享存储中以支持XenMotion和HA
具体的服务器型号、HBA卡型号、存储信号、网卡型号可以参考Citrix网站上的XenServer硬件兼容性列表:
:
//hcl.xensource.
3.2.1.2服务器软件配置
本方案中的服务器虚拟化环境需要支持资源池(ResourcePool)、在线迁移(XenMotion)、高可用性(HA)等高级功能,建议安装CitrixXenServer5.5企业版。
3.2.2网络设计
资源池中的每台物理服务器都配置了4块千兆网卡,作用如下表所述:
物理网卡
网络左右
多网卡绑定(NIC
Bonding)
Speed/
Duplex
NIC3
XenCenter管理
不绑定
1Gigabit/Full-Duplex
NIC2
iSCSI存储专用网络
不绑定
如果是服务器配置光纤卡则用作其他
NIC1
虚拟机生产网络
绑定
1Gigabit/Full-Duplex
NIC0
虚拟机生产网络
绑定
1Gigabit/Full-Duplex
每台服务器的物理网卡NIC3用于XenCenter和XenServer的通讯,该网卡的IP地址配置需要能够和安装XenCenter的客户端通讯。
建议独立网段与生产网段分开。
物理网卡NIC2配置为iSCSI或NFS存储专用网络,采用独立的IP地址网段,和管理网络以及生产网络隔离,从而保证NIC1上只有和存储相关的数据流通过。
如果采用HBA光纤卡直连的共享存储,则NIC1可以保留为备用。
虚拟机生产网络配置了两块千兆网卡NIC0和NIC1,建议配置为多网卡绑定(NICBonding),在XenServer5.5中的网卡绑定除了可以实现网卡冗余功能之外还可以提高虚拟机生产网卡的吞吐量,提高网络访问的性能。
另外根据待整合服务器的具体网络访问需求划分VLAN,从而将虚拟机之间的流量与其它物理服务器的流量相隔离,降低网络负载,提高安全性和简化重新配置过程。
虚拟机生产网络配置示意图如下图:
XenCenter管理和虚拟机管理需要的网络端口列表如下:
目的
缺省端口号
SSH–XenCentertoXenServer
TCP22
S–XenCentertoXenServer
TCP443
RDP–XenCentertoVM(Windows)
Windows远程管理
TCP3389
VNC–XenCentertoVM(Linux)
Linux远程管理
TCP5900
3.2.3存储设计
本方案的存储部分设计分为服务器的本地存储和远程共享存储两个部分,基本的设计思路是本地存储用于安装XenServer和保存资源池的元数据,远程共享存储保存所有虚拟机的虚拟镜像文件(VirtualDiskImage)以支持XenMotion和HA。
示意图如下:
3.2.3.1本地存储
资源池中的服务器均配置两块73GB10,000rpm硬盘,设置为RAID-1,只用于安装XenServer本身和保存资源池的元数据(MetaData)。
选择RAID-1的目的是通过镜像(Mirror)方式防止本地硬盘出现单点故障,提高XenServer本身的可用性。
3.2.3.2远程共享存储
●为了给所有虚拟服务器提供一个可以在线迁移和保证高可用性的工作环境,建议这些虚拟服务器的镜像文件(VDI)全部保存在远程共享存储上,有两种方式可以选择,其一是使用HBA光纤卡直连后台存储;其。
●SystemAlerts建议配置多种类型的系统报警,包括系统性能报警、HA状态报警等,并设置通过Email通知系统管理员。
3.2.4.3虚拟机快速创建
为了加快虚拟机创建过程,建议在安装完成后创建操作系统模板(Template),并将模板保存在共享存储中。
对于Windows平台的模板,为了保证虚拟服务器SID的唯一性,可以在创建模板之前执行Windows操作系统自带的Sysprep工具或在克隆后的操作系统中执行NewSID工具。
这两个工具的具体用法请参考如下链接:
:
//support.microsoft./kb/302577
:
//technet.microsoft./en-us/sysinternals/bb897418.aspx
3.2.5业务连续性设计
3.2.5.1XenMotion方案
在资源池的支持下,所有的虚拟机都可以在物理服务器之间在线迁移,提供的对外服务不会中断。
需要强调的是为了实现XenMotion在线迁移的功能,所有的虚拟服务器必须预先安装CitrixXenServerTools。
3.2.5.2高可用性HA方案
XenServer的HA功能可以通过XenCenter的图形界面提供,当EnableHA时向导会自动启动,执行过程中系统会计算当前资源池的空闲资源是否可以支持HA的功能。
具体的内存分配设计部分请参考3.2.1.1节。
为了保证最重要的服务器能够始终获得HA所需要的资源,建议将虚拟服务器进行分类,重要的服务器设置为“Protect”级别,剩余的服务器设置为“RestartifPossible”级别。
3.2.6数据备份设计
对于服务等级要求较低的虚拟服务器,建议通过XenCenter的Export和Import进行备份和恢复;对于服务等级要求较高的虚拟服务器可以借助后台存储的灾备功能,生产环境之外定期将存储中的MetaData备份和所有虚拟机镜像文件VDI复制到远程的备份环境中,如果存储支持Snapshot功能也可以充分利用以简化和加快备份恢复速度。
当生产环境出现故障时,可以快速将灾备环境中的存储挂接在新的XenServer资源池中,尽量缩短离线时间。
元数据的备份和恢复操作非常简单,可以直接在XenServer本地控制台中执行,如下图所示:
对于保存在存储上的元数据建议使用专业备份软件,XenServer基于linux系统,因此相关备份软件只需支持linux操作系统即可,兼容的备份软件品牌:
CABrightStorARCServer、mvaultGalaxy、EMCNetworker、SymantecBackupExec、IBMTivoliStorageManager、VeritasNetbackup。
四.产品选型推荐
根据企业的项目要求和我们的设计,我们推荐思杰系统公司的服务器虚拟化产品CitrixXenServer。
4.1产品介绍
4.1.1体系架构
XenServer内部的体系架构如下图所示:
XenServer体系架构
我们分别对图中XenServer体系架构中的不同组件作一一的介绍:
A.ControlDomain(或称为Domain0)是一个Linux虚拟机,对硬件而言,具有比来宾操作系统更高的优先级。
ControlDomain管理所有来宾VM的网络和存储I/O,而且由于它使用的是Linux设备驱动程序,所以能广泛支持各种物理设备。
B.Xen虚拟机管理程序(Hypervisor)是运行于硬件上的一个软件薄层。
Xen提供一个允许每台无力服务器运行一台或多台“虚拟服务器”的抽象层,有效地将OS及其应用程序与底层硬件分离开来。
C.硬件层包含物理服务器组件(包括内存、CPU和磁盘驱动器)
D.Linux虚拟机,其包括半虚拟化内核和驱动程序。
通过ControlDomain访问存储和网络资源,通过硬件上的Xen访问CPU和内存。
E.Windows虚拟机,其使用半虚拟化驱动程序通过ControlDomain访问存储和网络资源。
Xen经过设计可以充分利用IntelVT和AMD-V处理器虚拟化功能。
硬件虚拟化可实现Windows内核的高性能虚拟化,而无需使用传统的仿真技术。
除了XenServer本身,XenServer系统的整体管理构架也是整体解决方案的特色之一。
其整体管理构架如下图所示:
XenServerEnterpriseEdition4.0及以后的版本中引入了资源池的概念。
您可以借助资源池将多台虚拟化服务器作为单个实体进行管理。
只需在一个位置执行认证,而不需要登录到所有的XenServer。
所有的服务器共享通用的网络和存储框架,从而方便使用自动VM放置和XenMotion等功能。
资源池采用主/从服务器管理模型,并会将所有池配置数据复制到所有从属服务器上。
这种配置可确保在主服务器发生故障时不会引起任何致命的故障。
XenCenterClient作为图形化的管理控制台来集中管理XenServer服务器、虚拟机和资源。
XenCenter可以连接到多个服务器和资源池,且多个XenCenterClient可连接到同一个服务器或资源池。
4.1.2XenServer主要功能
作为思杰端到段虚拟化解决方案的一部分,XenServer服务器虚拟化系统可有效提高数据中心资源可用性和利用率,使您的数据中心能更灵活、更迅速地响应不断变化的业务需求。
表是XenServer6版本的主要功能及特性列表:
企业级性能和可扩展性
“裸机”运行
CitrixXenServer直接运行在服务器硬件上,而不是运行在单独的宿主操作系统上,因此能提供最佳的性能和可扩展性。
硬件虚拟化协助
利用Intel和AMD处理器的最新硬盘虚拟化技术实现高性能,甚至在运行不具备虚拟化功能的操作系统时也同样能提供这些好处。
XenServer工具
捆绑式I/O的增强功能帮助Windows及Linux虚拟机优化硬盘和网络性能。
本地64位架构
64位Xen系统管理程序的设计原则是支持32位和64位虚拟机,从而支持更多种类的工作负载例如MicrosoftExchange和MicrosoftSQL服务器等64位工作负载所需的大量内存。
SMP虚拟机
在每个虚拟机内支持多达8个虚拟CPU以部署处理器密集型应用,如消息中间件和数据库服务器,并充分利用了多核处理的高性能。
对XenApp的优化
由于CitrixXenApp软件的加入,XenServer为XenApp进行了得到了进一步优化,性能大大提升,吸引了从而能承载更多虚拟机系统和更多用户,并实现了更快的响应时间。
每个虚拟机32GB系统内存
针对内存密集型工作负载提供服务器级虚拟内存容量。
轻松部署和安装
灵活的产品安装程序
可以通过CD安装,或者使用基于PXE的网络引导,还可以使用带有远程CD或者ISO访问能力的服务管理进行安装。
轻松的虚拟机部署
使用CD或DVD、ISO镜像或者可网络访问的文件都可以安装Windows及Linux虚拟机。
虚拟机可转换为复制安装的模板。
广泛的硬件支持
利用标准的Linux设备驱动程序和优化的虚拟机驱动程序为广泛的设备提供支持,而无需以牺牲性能为代价。
广泛的本地存储支持
支持广泛的本地存储方案,包括IDE、SATA、SCSI和SAS。
灵活的共享基础架构
服务器和存储资源的统一管理
将多个服务器和连接的共享存储作为统一的资源池进行管理,基于资源需求和业务优先级实现了虚拟机的灵活部署。
通过XenMotion实现实时迁移
可以将虚拟机从一台服务器迁移到另一台服务器来实现零宕机时间的服务器维护,而不会导致业务中断。
系统管理员能够移动应用以充分利用可用的计算能力。
基于资源池的配置
可以在资源池级别自动配置和应用常用的设置,简化了重新配置过程。
按需部署虚拟机
模板
可以将虚拟机转化为模板,在服务器或资源池上对多个类似的系统进行快速配置。
采用本地或者NFS文件存储,就可以在几秒钟内克隆出新的虚拟机。
输入/输出
可以通过输出方式远程使用虚拟机,还可以对虚拟机进行存档,通过输入方式使其作为灾难恢复站点。
很多其他虚拟化解决方案供应商也支持XenServer兼容格式,可以直接进行输入操作。
与LinuxP2V工具绑定
可以将备受欢迎的Linux操作系统从物理系统迁移到XenServer虚拟机上。
(思杰技术合作伙伴提供用于其它操作系统P2V迁移的工具,欲了解详情请参见网站上的信息。
)
虚拟机迁移工具
帮助物理服务器工作负载(操作系统、应用和配置)向XenServer虚拟基础架构的转换,实现了从物理机向虚拟机的轻松过渡。
此外,还提供了工具将现有Microsoft和VMware虚拟机转换成XenServer格式。
业务连续性
自动的高可用性
资源池可以配置自动的高可用性保护功能。
这样,故障主机上的虚拟机可根据优先级和资源可用性在另一台物理服务器上自动重启运行。
灾难恢复
支持远程SAN存储复制的集成式灾难恢复功能。
可将整个资源池快速迁移到另一个物理站点,并保障业务的持续运行,其间只会出现短暂中断。
冗余网络
冗余网络链路(经由NIC连接)通过支持active/active模式的NIC聚合、允许充分利用所有可用带宽,并同时维护冗余链路,可确保业务的连续运行和网络可靠性。
强大的存储管理功能
共享的iSCSI和NFSNAS存储
与IP网连接的存储可以作为共享池来配置,硬盘资源可以从该共享池分配给虚拟机,使存储基础架构的利用率最高。
专用的光纤通道和iSCSI网络存储
中央SAN存储资源可以分布在多个服务器上。
优化的File-Backed虚拟硬盘
储存在专用文件系统或NFSNAS存储上的虚拟机使用经实践检验的MicrosoftVHD格式,实现了精简配置和快速克隆的透明接入。
集成式多路径支持
可在XenCenter中配置的光纤通道和iSCSI多路径I/O支持能力,确保可为光纤通道或iSCSI提供冗余存储链路,防止服务中断。
本地存储服务适配器
XenServer管理接口界面(包括NetAppDataOntap和DellEqualLogic适配器)自动访问各种经优化的存储服务,包括快速克隆、瘦配置、屏幕快照和副本删除等。
高效安全的虚拟网络
虚拟网卡(NIC)
每个虚拟机可以配置一个或多个虚拟网卡,虚拟网卡各有其自身的IP和MAC地址。
虚拟机看起来就如同网络上的独立物理系统。
虚拟交换机
虚拟网卡可以与实现网络隔离的虚拟交换机连接。
每个虚拟交换机都能通过物理网卡连接到物理网络上,或者也可将其配置为全虚拟网络,为专用虚拟机到虚拟机的流量提供与内存相媲美的速度。
VLAN支持
虚拟机可以与单独的VLAN绑定,从而将虚拟机之间的流量与其它物理服务器的流量相隔离,降低网络负载,提高安全性和简化重新配置过程。
XenCenter管理
简单易用的单点管理
无论系统是一次管理一台,还是作为多个独立的服务器或作为服务器和存储的统一资源池,都可以使用同一XenCenter工具进行管理。
全VM生命周期管理
系统管理员可以在任何地点安全地创建、启动、终止、重新启动、暂停、恢复、迁移和卸载虚拟机,以及重启和关闭物理服务器。
性能监控和趋势分析
通过资源池全新的持久性能统计数据,可对虚拟机性能和服务器总体性能进行实时的监控和图形化趋势分析,包括CPU、内存、磁盘I/O和网络I/O。
资源管理
XenCenter提供轻松的服务质量控制,允许配置CPU、内存、硬盘和网络I/O的使用优先级和限制条件。
灵活的控制台支持
系统管理员可以通过内置的图形界面或本地WindowsRDP协议连接到Windows虚拟机,并直接从XenCenter接入Linux虚拟机的图形与文本控制台。
配置和故障提醒
针对配置的潜在性不利更改以及主机故障,XenServer提供了电子邮件和XenCenter提醒功能。
管理一体化和创建脚本的接口
XenAPI
Xen管理的开放式XML-RPC接口让合作伙伴和用户能够将虚拟机管理整合到他们自己的系统中,XenCenter使用的也是这套XML-RPC接口。
XenAPI语言绑定
C、Python和C#语言库为开发人员提供灵活性。
远程命令行界面
“xe”命令行界面运行在可控的XenServer或者各种Windows或Linux系统之上,并为基于属性的管理会话以及脚本整合提供功能强大的工具。
4.1.3XenServer功能
下表列出了XenServer各版本之间所支持的功能。
功能
本地64位Xen系统管理程序
Windows和Linux虚拟机
XenAPI管理和控制脚本接口
XenCenter统一虚拟化管理控制台
XenConvert
搜索、分类和标识
冗余网络
多服务器管理
基于模板的快速虚拟机置备
包含第一年的SubscriptionAdvantage专享升级服务
资源池
XenMotion实时迁移
自动的高可用性(HA)
灾难恢复
共享IP存储
集成式多路径支持
VLAN配置
资源服务质量控制
动态置备虚拟和物理服务器
自动实验室管理
stage管理
管理模型
物理内存
CPU插槽数量
同时激活客户端数量
每个虚拟机的内存
4.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。
4.2.5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、Neocleus和凤凰科技。
此外,全球一些最大规模的虚拟化部署环境(如AmazonElasticputeCloud)都采用了Xen系统管理程序,充分验证了底层Xen技术的扩展性和稳健性。
制度是以执行力为保障的。
“制度”之所以可以对个人行为起到约束的作用,是以有效的执行力为前提的,即有强制力保证其执行和实施,否则制度的约束力将无从实现,对人们的行为也将起不到任何的规范作用。
只有通过执行的过程制度才成为现实的制度,就像是一把标尺,如果没有被用来划线、测量,它将无异于普通的木条或钢板,只能是可能性的标尺,而不是现实的标尺。
制度亦并非单纯的规则条文,规则条文是死板的,静态的,而制度是对人们的行为发生作用的,动态的,而且是操作灵活,时常变化的。
是执行力将规则条文由静态转变为了动态,赋予了其能动性,使其在执行中得以实现其约束作用,证明了自己的规范、调节能力,从而得以被人们遵守,才真正成为了制度。
“制度”。
是在通过其执行力对人们的行为起到规范作用的时候才成为制度的,使其从纸面、文字或是人们的语言中升腾出来,成为社会生活中人们身边不停发生作用的无形锁链,约束、指引着我们的行为和尺度。
无论是正式制度还是非正式制度都须有其执行力,只不过差别在于正式制度的执行力由国家、法庭、军队等来保障,而非正式制度的执行力则是由社会舆论、意识形态等来保障的。
在笔者看来,认清制度所具有的执行力是剖析制度本质的首要条件。
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