企业虚拟化解决方案

企业信息化服务器硬件平台普遍现状和面临的问题

         随着企业信息化的进一步强化和加深，带来成本的增加，资源的浪费，管理的混乱也是急剧增加的，总结如下几点：

• 服务器的利用率低，利用效率不平衡。现在机房内运行的大部分机器的利用率都非常低，由于一台服务器只能有一个操作系统，受系统和软件开发平台的限制，CPU、内存、硬盘空间的资源利用率不超过15%，大量的系统资源被闲置。

• 可管理性差。首先是可用性低， 除个别系统做了服务器集群外，几乎每个应用服务器都是单机，如果哪台服务器出现故障，相对应的业务也将中断。其次是系统维护、升级和扩容时需要停机进行，也将造成应用中断，其中包括学校的一些重要业务系统，一旦中断服务影响很大。

• 兼容性差。系统和应用迁移到其他服务器，需要和旧系统兼容的系统。新的软件包括操作系统和应用软件无法运行在老的硬件平台，而老的代码有时候也很难移植到新的硬件平台上。例如：学校门户网站，以ASP为开发平台，安装在Windows 2000 Server操作系统上，几年下来，开发了许多应用，最新的一些应用又以ASP高版本、JSP、JAVA等为开发平台，安装在Windows 2003 Server操作系统上，不仅互不兼容，而且还由几家公司分别开发。为节省时间、物力和保持网站持续的服务，只能用增加服务器方法来解决。

• 服务器和存储购置成本高，维护成本递增，也不得不考虑。随着服务器数量增加，每年要支出高额购置费用不说，还有一半服务器已经过三年保修期，部件逐渐进入老化期，维护、维修预算费用也逐年增加。

• 服务器发展不平衡。有些关键应用的服务器由于业务的发展，整天满负荷运行，成为整个系统运行的瓶颈，同时还有大量服务器没有达到满负荷运行，以往解决办法就是重新添置服务器，这样增加成本，有会造成新一轮的资源利用效率低的循环。

虚拟化解决方案

• 虚拟化定义
  虚拟化是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。
  　　简单的说，服务器的虚拟化是指把服务器的硬件资源虚拟化成资源池(如CPU、内存等)，以虚拟机的形式对外提供应用的运行平台。
  　　进一步说，虚拟化对传统的实体机而言，有三个方面突破了传统的模式：
  　　第一，它是一个抽象层，它将物理硬件与操作系统分开，从而提供更高的 IT 资源利用率和灵活性。
  　　第二，虚拟化允许具有不同操作系统的多个虚拟机在同一实体机上独立并行运行。每个虚拟机都有自己的一套虚拟硬件(例如 RAM、CPU、网卡等)，可以在这些硬件中加载操作系统和应用程序。无论实际采用了什么物理硬件组件，操作系统都将它们视为一组一致标准化的硬件。
  　第三，虚拟机封装在文件中，因此可以快速对其进行保存、复制和部署。可在几秒钟内将整个系统(完全配置的应用程序、操作系统、BIOS 和虚拟硬件)从一台物理服务器移至另一台物理服务器，以实现零停机维护和连续的工作负载整合。

• 虚拟化的好处
  　　从分区意义来看：在一个物理系统中可以支持多个应用程序和操作系统，可在扩展或扩张体系结构中将服务器整合到虚拟机中， 计算资源被视为以可控方式分配给虚拟机的统一池。
  　　从隔离性来看：虚拟机与主机和其他虚拟机完全隔离。如果一个虚拟机崩溃，所有其他虚拟机不会受到影响，虚拟机之间不会泄露数据，而且应用程序只能通过配置的网络连接进行通信。
  　　从封装意义来看：完整的虚拟机环境保存为单个文件；便于进行备份、移动和复制，为应用程序提供标准化的虚拟硬件，可保证其兼容性。

• 虚拟化的价值
  　　虚拟化技术正在转变 IT 行业的状况，它使各个组织能够动态地改善 IT 基础架构的性能和效率。让虚拟机在组织中发挥重大作用，每个虚拟机作为一小组文件存在，这些文件模拟整个硬件平台，包括 CPU、RAM 和网络端口。这种强有力的技术打破了“一台服务器一个应用程序”的传统体制，概括起来其优势表现为：提高服务器的利用率，实现服务器的高可用性，便于管理、易于维护。

针对性解决方案

针对以上情况，我们推荐LENOVO X3850X6四路服务器和V5000存储设备搭建FC-SAN来保证高速快捷的硬件平台，选择微软的HYPER-V虚拟化方案解决资源利用不充分的问题。方案图如下：

说明：两台（以后可扩展为多台，也可把现有的服务器搭接进来）IBM X3850X6做服务器的基础，在这两台机器上可以运行多个操作系统来完成不同的工作，加上IBM V5000和一台或数台千兆交换机组成的IP-SAN,能极大的提高网络存储速度，及时响应客户的服务要求。再在交换机上接一台一般的pc机（安装微软SCVMM2008可视化管理平台）用作管理虚拟服务器，能远程方便的管理虚拟机，做迁移等能在几秒能完成，方便硬件维护。

方案特点

大大降低硬件成本

通过服务器初步整合，我们将多台服务器成功整合到1~2台服务器、1台管理pc机（安装微软SCVMM2008可视化管理平台）和1套IP-SAN设备里，以期明显地提高每个物理服务器及其CPU的资源利用率。从而减少了物理服务器的扩充数量，大大地降低硬件成本。

提高运维效率和服务水平

• 由于采用微软的HYPER-V软件搭建虚拟构架，可使虚拟机业界独特的动态可迁移性，不需要像以前那样，一遇到硬件故障或维护需要数天/周的变更管理准备和1 ～3小时维护时间，现在可以在几秒中之内把服务器系统快速迁移，进行快速的维护和升级，不用担心某台服务器出现问题，会影响到整个应用平台。

• 现在学校应用开发速度加快，除了规划应用平台开发外，实际工作中，一遇到新的需求，开发小组马上需要去开发应用，这时对新服务器应用进行部署和测试，可在虚拟机里进行，大大降低了服务器重建和应用加载时间，提高了管理和工作效率。

• 由于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，旧硬件和操作系统的投资得到了保护，也不再担心旧系统的兼容性，维护和升级等一系列问题。

• 为将来的集中网络存储提供可能
  　　由于整合后物理服务器数量减少，对由于成本或者其他原因未整合的服务器器，暂时没有接入到存储网络的服务器，以后可以考虑接入到存储网络, 这样可以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，以及今后的容灾奠定基础。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。

• 具有良好的扩展性
  未来随着企业业务的发展，可以在此基础上添加千兆交换机，添加服务器即可，扩展十分便利。IP-SAN存储网络在未来相当长时间内，将是主流的存储技术，短时间内不会淘汰过时。

    微软HYPER-V介绍

    Windows Server 2008 Hyper-V是下一代的基于Hypervisor的服务器虚拟化技术，该技术可以以虚拟机(VM)的形式，将多个服务器角色整合到单一的物理机器上，从而获得更好的硬件投资回报。通过使用Hyper-V，还可以在同一台服务器上有效的并行运行多种不同操作系统，例如Windows、Linux等，进而充分领略64位计算的威力。同时，Hyper-V具有简单的许可策略，因此该技术比以往，更能充分体现Windows Server 2008中虚拟化技术在成本节约方面的优势。

    Hyper-V的核心应用

    Hyper-V利用一整套集成的管理工具，提供了动态、可靠以及可伸缩的虚拟化平台，并以之管理物理和虚拟资源，从而允许您创建敏捷而动态的数据中心。Hyper-V可实现：

• 服务器整合
  商务在保持并改善竞争优势的同时，面临既要易于管理又要降低成本的压力，例如灵活性、可靠性、可伸缩性以及安全性。虚拟化技术的基本使用原则在于实现整合多个服务到一套系统中，但同时满足维持相互之间的隔离。服务器整合技术的最大优势之一在于可实现更低的总体拥有成本(TCO)，这并非仅仅降低软硬件需求，同时还可以通过更低的能耗、冷却和管理成本来实现节约。从资产利用率的角度，以及在多个资源之间均衡负载的能力来看，业务同时还可以从基础架构优化领域借助服务器虚拟化技术获益。整体环境增强的灵活性以及将32位和64位工作负载轻易集成到同一个环境中的能力则是另一个优势。

• 业务连续性和灾难恢复
  业务连续性是指将计划和计划外停机时间最小化的能力，其中包含一些例行功能的时间损失，例如备份和维护，以及非预期的损失。Hyper-V包含了强大的业务连续性功能，例如动态备份和快速迁移，可以让业务满足严格的运行时间和响应指标。灾难恢复是业务连续性的一个关键组件。自然灾难、恶意攻击，甚至像软件冲突这样简单的配置错误，都有可能使服务和应用程序受损，随后需要由管理员解决问题，并还原所需的备份数据。除了Windows Server 2008的群集功能之外，Hyper-V现在可以对灾难恢复(DR)功能提供支持，不仅可以在IT环境内部实现，而且可以通过在地理上分散的群集能力，跨越数据中心实现。快速可靠的灾难和业务恢复可帮助确保最少的数据丢失，同时还能提供强大的远程管理能力。

• 测试和开发
  测试和开发通常都是第一个体验到虚拟化技术强大优势的业务职能。通过使用虚拟机，开发人员就可以用安全的，自备的环境创建并测试广泛的场景，并准确模拟出在物理服务器和客户端之间的操作。Hyper-V可以充分利用测试用硬件，以降低成本、改善生命周期管理，并加强测试范围。通过使用广泛的Guest 操作系统支持以及检查点功能，Hyper-V提供了更好的测试和开发环境平台。

• 动态数据中心
  Hyper-V配合现有的系统管理解决方案，例如Microsoft System Center，可帮助企业实现动态数据中心，提供自主管理的动态系统以及操作敏捷度。通过使用类似自动虚拟机配置、灵活的资源控制，以及快速迁移等功能，创建动态的IT环境，使得虚拟化技术不仅可用于响应问题，还可用于前瞻性地增加需求。

    Hyper-V的关键功能：

• 新改善的架构
  新的64位微内核Hypervisor架构使得Hyper-V可以提供更广泛的设备支持方法，以及增强的性能和安全性。

• 广泛的操作系统支持
  广泛支持同时运行不同类型的操作系统，包括32位和64位的多种不同的服务器平台的系统，例如Windows、Linux以及其他。

• 对称多处理器(SMP)支持
  可在一个虚拟机环境中最多支持四个多处理器，使您可以在虚拟机中完整享受到多线程应用程序的优势。

• 网络负载均衡
  Hyper-V中包含了新的虚拟交换功能，这意味着虚拟机可用简单的方法配置运行Windows网络负载均衡(NLB)服务，以对不同服务器上的多个虚拟机的负载进行均衡。

• 新的硬件共享架构
  通过使用新的虚拟服务供应程序/虚拟服务客户端(VSP/VSC)架构，Hyper-V增强了核心资源的访问和使用，例如磁盘、网络以及视频。

• 快速迁移
  Hyper-V可以快速将运行中的虚拟机从一台物理宿主系统迁移到另一台，同时将停机时间做到最小，并可对Windows Server以及System Center管理工具维持一样高的可靠性。

• 虚拟机快照
  Hyper-V提供了对运行中的虚拟机创建快照的功能，这样就可以放心将虚拟机撤销到之前的状态，并增强了整体的备份和恢复能力解决方案。

• 可伸缩能力
  通过在宿主级别上对多处理器或多核心提供支持，以及从虚拟机内进行增强的内存访问，现在可以将虚拟环境进行垂直扩展，以便支持在同一台宿主计算机上同时运行更多数量的虚拟计算机，但同时还可保持在多个宿主之间实现快速迁移的能力。

• 扩展性
  Hyper-V中包含的基于标准的Windows管理架构(WMI)接口以及API使得软件供应商和开发人员可以快速创建自定义的工具、程序，并对虚拟化的平台进行改善。