虚拟化数据中心：业务灵活性的关键推动因素 (虚拟化数据中心部署)

文章编号：15835 / 分类：互联网资讯 / 更新时间：2024-05-31 18:07:04 / 浏览：次

在当今快速发展的数字时代，业务比以往任何时候都更需要灵活性和敏捷性。虚拟化数据中心 (VDC) 正成为实现这一目标的关键推动因素，提供一系列优势，使企业能够快速响应市场变化并获得竞争优势。

虚拟化数据中心部署的好处

实施虚拟化数据中心带来了众多好处，包括：

更高的服务器利用率：虚拟化允许在单个物理服务器上运行多个虚拟机 (VM)，从而显著提高服务器利用率并降低基础设施成本。

增强的灾难恢复：虚拟化数据中心可以轻松地复制和迁移 VM，从而实现业务连续性并加快灾难恢复。
简化的管理：虚拟化环境可以通过集中管理平台统一地管理和控制 VM，从而简化 IT 运营。
灵活性：虚拟化数据中心可让企业根据需要快速添加或删除容量，以满足业务需求的变化。
更高的安全性：虚拟化提供了

虚拟化的数据中心与传统数据中心相比有哪些优势

虚拟化技术的优势:①更高的资源利用率——虚拟可支持实现物理资源和资源池的动态共享，提高资源利用率，特别是针对那些平均需求远低于需要为其提供专用资源的不同负载。 ②降低管理成本——虚拟可通过以下途径提高工作人员的效率：减少必须进行管理的物理资源的数量;隐藏物理资源的部分复杂性;通过实现自动化、获得更好的信息和实现中央管理来简化公共管理任务;实现负载管理自动化。另外，虚拟还可以支持在多个平台上使用公共的工具。 ③提高使用灵活性——通过虚拟可实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的业务需求。 ④提高安全性——虚拟可实现较简单的共享机制无法实现的隔离和划分，这些特性可实现对数据和服务进行可控和安全的访问。 ⑤更高的可用性——虚拟可在不影响用户的情况下对物理资源进行删除、升级或改变。 ⑥更高的可扩展性——根据不同的产品，资源分区和汇聚可支持实现比个体物理资源小得多或大得多的虚拟资源，这意味着您可以在不改变物理资源配置的情况下进行规模调整。 ⑦互操作性和投资保护——虚拟资源可提供底层物理资源无法提供的与各种接口和协议的兼容性。 ⑧改进资源供应——与个体物理资源单位相比，虚拟能够以更小的单位进行资源分配。

服务器虚拟化的优势有哪些？

服务器虚拟化的优势有很多，以下是一些主要的优势：1. 性价比：虚拟化技术大大削减了采购服务器的数量，实现一台机器上的多个负载。将物理服务器变成虚拟服务器以减少物理服务器的数量，节省了所占用的空间及能耗。通过服务器整合，有效的减少了数据中心里服务器和相关硬件的数量，在电力需求和冷却成本上获得巨大节省。企业可以在减少能耗与制冷需求的同时获益，从而降低IT成本。 2. 灵活性：服务器虚拟化推动了数据中心更加及时地响应不断变化的业务，通过动态资源配置提高IT对业务的灵活对应。 3. 高可用性：虚拟化技术可以将多个虚拟机部署在同一台物理服务器上，从而提高了系统的可用性和容错能力。 4. 安全性：虚拟化技术可以提供更好的安全性保障，例如在虚拟机之间隔离资源、限制访问权限等。 5. 管理方便：虚拟化技术可以实现远程管理和维护，提高了管理效率和便捷性。

什么是虚拟化?为什么要虚拟化？

一、虚拟化，是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。在一台计算机上同时运行多个逻辑计算机，每个逻辑计算机可运行不同的操作系统，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。

二、虚拟化的原因：

1、提高现有资源的利用率：通过整合服务器将共用的基础架构资源聚合到池中，打破原有的“一台服务器一个应用程序”模式。

2、通过缩减物理基础架构和提高服务器/管理员比率，降低数据中心成本：由于服务器及相关 IT 硬件更少，因此减少了占地空间，也减少了电力和散热需求。采用更出色的管理工具可以提高服务器/管理员比率，因此人员需求也得以减少。

3、提高硬件和应用程序的可用性，进而提高业务连续性：可安全地备份和迁移整个虚拟环境而不会出现服务中断。消除计划内停机，并可从计划外故障中立即恢复。

4、实现了运营灵活性：由于采用动态资源管理、加快了服务器部署并改进了桌面和应用程序部署，因此可响应市场的变化。

5、提高桌面的可管理性和安全性：几乎可在所有标准桌面计算机、笔记本电脑或 Tablet PC 上部署、管理和监视安全桌面环境，无论是否能连接到网络，用户都可以在本地或以远程方式对这种环境进行访问。

数据中心的虚拟化

企业级的数据中心的发展趋势是具备高度的灵活性和适应性，比如能根据外部需求做出快速变化，如何实现这些技术，虚拟化技术，或是模块化数据中心的创建等，都是比较好的解决方法。快速变化的商业需求和有着大规模能耗和制冷需求的最新技术都在催生数据中心的改变，而这些则意味着企业需要花费巨额资金，举例来说，刀片服务器的问世彻底改变了每平米的能耗和制冷需求，因为刀片意味着需要耗费更大的能源及散发更多的热量。市场咨询公司Gartner预计，刀片会在未来被更加灵活的服务器类型所代替，这类服务器的计算架构会把内存、处理器、输入输出设备一起作为共享资源池看待，然后根据使用者的需求把这些资源进行分配和再分配。用户不用依赖硬件厂商来决定每台服务器的硬件配置，而是根据企业的需求，来购买资源，从而实现更高效的资源和利用。 IT部门可以把32片刀片服务器和部分内存模块合并在一个大型服务器内，作为一个固定的计算单元来使用，这样的做法是通过减少资源的浪费来提高服务器的利用率，但是，刀片服务器是无法根据IT部门运行的应用软件来进行优化配置的。 Gartner认为数据中心的设计原理是很简单的，就是计算出当前的需求，再把未来15到20年的增长需求估算在内，就可以建设配套设施了。最新建造的数据中心开放时通常会有大量的空置空间，整个数据中心都要依靠UPS，供水，供电和制冷系统的支持，但多数空间却是闲置的。这就导致了硬件设备和供电系统的费用居高不下，这种模式是低效的。而分散建造数据中心的方法是价格每个区域都是独立配置的，但这并不会意味着数据中心会被分散，分析预测，企业数据中心作为私有云运行，这种灵活的计算网络通过谷歌和亚马逊这样的公共提供商进行模块化，然后在内部对企业自己的用户进行管理。私有云会需要后操作系统来把所有的企业分布式资源作为单独的计算池来管理，分析师预测，虚拟化的日益普及是源于X86服务器操作系统的故障，这从根本上限制了每台服务器的功效，从而导致了无数能源的浪费，并且，虚拟机的配置是非常容易的，因此，虚拟化发展非常迅速。当IT产业呼吁高效节能的服务器操作系统，并且能够根据应用软件的特殊类型进行自定义，从传统的功能型操作系统逐渐向整个数据中心的后操作系统时代过渡会成为必然。后操作系统仍然处于发展阶段，VMware公司最新的虚拟数据中心操作系统就是如此，有分析师把整个概念描述为位于应用软件和分布式计算资源之间的虚拟化层，它能利用分布式计算资源来执行日程管理，负载，应用软件监管和错误处理。所有这些最新的概念和技术诸如云计算，虚拟化，后操作系统，分散建造数据中心，更多自定义化服务器体系架构都在推动数据中心向未来迈进，IT部门能按照用户的个性化需求来提供按需定制的服务，而不必担心空间或者能源的浪费和过度配置，目标就是创建操作便捷，适宜发展的数据中心资源。所有的一切都是为了实现数据中心的灵活性，为了更好的适应需求的变化。

如何成功构建虚拟化数据中心

涉及虚拟化部署的项目往往包含了数据中心内的大量设备，从服务器、存储和网络到您的安全和管理软件。本文讲述虚拟化部署项目中的九大步骤，来规范整个安装过程。虚拟化方面的专家EricSiebert在他的文章：“VirtualizationDeployment:TheAssessmentandPlanningPhases”当中涉及了各种虚拟化的部署过程。下面我将对他描述的每一步进行展开和描述，另外也加入了额外的一些考虑和需要明确的问题。 -建设虚拟环境。在这一步骤中，安装服务器，装载选定的虚拟化管理程序（例如ESXServer或是Hyper-V），安装中央管理平台（微软的SCVMM或VMware的vCenter），最后把虚拟主机添加到管理平台中。 -配置虚拟环境。在这一步中，配置服务器的静态IP地址，纠正网络系统的参数，在有必要的情况下对VLAN进行配置。 -虚拟环境的安全保障。在这一步中，对所有的虚拟主机设置一个复杂的登录密码，在WindowsAD服务器中添加组，然后把新增加的、经过认证的VMware管理员添加到这个组中，接下来把该组认证为VMwarevCenter的管理员并且删除域管理账户。如果您还有其他类型的一些用户需要对他们的虚拟机做管理（例如SQL管理员或是开发环境），请考虑增加额外的组和新的角色。 -虚拟环境的构建。在这一步中，完成向虚拟架构中增加新的虚拟机，通过创建新的虚拟机和安装全新的操作系统，或者是借助于Vmware的ConverterEnterprise等工具（在第二部分有介绍），完成从物理机到虚拟机（P2V）的转化，以及从VMwareVirtualApplianceMarketplace中下载虚拟应用程序。请选择您P2V迁移的转换方式。 -虚拟环境的监控。在这一步，至少您会希望可以通过基本的管理工具监控到新的虚拟化主机，这可以借助免费的ESXiServer和vSphereClient中提供的简单图形界面实现。进一步地，您可能还会希望使用一些由vCenter提供的高级性能管理监控。通过设置可以实现在发生性能问题时通知到指定的管理员。随着使用的深入，很可能您还会希望用到更加复杂的性能监控工具，如同我们在“管理工具的选择”中提到的那样。 -虚拟环境的维护。在单台虚拟主机和一组虚拟机的环境中，维护是一个非常简单的工作。但是如果您的系统架构扩展了，就会用到维护工具。请不要跟虚拟环境监控的概念相混淆，在维护阶段最主要的工作就是补丁程序的管理。幸运的是，如果您采购的是VMwarevSphere，在所有的商业化版本中包含了UpdateManager。通过UpdateManager，您可以对现有ESX服务器的补丁升级做管理，包括可以涉及到一些操作系统和部分应用程序的补丁升级。如果您还使用了VMware的DRS（DistributedResourceScheduler）功能，那么ESXServer可以实现在用户不停机的情况下升级。 -虚拟环境的备份。如同使用物理服务器一样，为虚拟服务器建设备份机制也是极其重要的。当您完成对物理服务器虚拟化的同时，有效的备份机制也需要在同一天建设完成。虽然虚拟机备份也可以通过已有的传统备份软件实现，但这并不是虚拟环境备份的最佳选择。通过采用为虚拟机定制的备份软件，它们可以掌握所有的虚拟机都在哪台物理主机上，然后可以识别出在什么时间需要把虚拟机迁移到新的主机上去。这些备份软件可以支持微软的VSS（VolumeShadowCopyService），确保应用程序的持续备份以及提供一些特殊的附加功能，诸如文件级和镜像级的备份，重复数据删除和数据复制等等。典型的虚拟化环境专用备份软件包括：VMwaresDataRecovery,VeeamSoftwaresBackup以及VizioncorevRanger。 -虚拟环境的故障诊断。我们当然希望在新部署了虚拟化架构后不会遇到任何问题。但是如果问题发生了，我们需要关于虚拟化环境的文档和图表。而且还需要有所有设备——服务器、SAN、网络、存储和虚拟软件等——相关的，售后支持信息和联系人窗口。 -培训和文档。尽管这最后一步在Siebert的文章中并没有提及，但是培训和文档也是完成成功部署的重要步骤之一。所有好的部署计划都应该包含针对公司中其他管理员的培训和关于新虚拟化架构以及日常管理任务的文档。虽然对于其他管理员而言，虚拟服务器可能用起来跟物理的区别不大。但是对于虚拟机的管理和故障诊断是完全不同于物理机的。因此，培训课程是必需的，以便于那些支持人员和主要的管理员可以理解他们面临的物理系统架构所发生的变化，以及在虚拟机环境中如何完成和之前相同的工作。避免虚拟化部署中的陷阱虽然说只要遵守基于以上的安装步骤而制定的安装计划，就可以避免在虚拟化部署中出现问题，但是还是有一些陷阱需要在安装时注意。下面让我们举例来说明一些类似的问题：-低估了虚拟化主机所需的内存数量。尽管您使用了VMware的内存过分配技术，但是很有可能生产环境中的虚拟化主机会用到所有安装的内存总量。很多用于生产环境中的虚拟化主机都安装了16GB甚至更大的内存。 -低估了所需共享存储的存储空间。尽管新版的VMware提供了自动精简配置功能，可以帮助用户减少虚拟化对存储空间的占用情况，但是虚拟机会迅速地占用共享存储中的大量存储空间。如果可能的话，采用VMware的自动精简配置或者是通过SAN存储来降低硬盘空间的占用率。您还可以通过使用Vizioncore的vOptimizerPro工具来回收过分配的存储空间。 -虚拟化的速度远远超过培训和文档收集的速度。对一台物理服务器完成虚拟化是很容易的，可以在几分钟内完成，但是培训资深管理员和升级文档的时间要比虚拟化本身长得多。所以一定要避免同时对所有的物理环境做虚拟化，然后面临漫长的虚拟机故障诊断过程。以及对某些未经应用程序管理员许可的应用做虚拟化。 -过度分配。在初始化安装的时候，很容易出现虚拟机过度分配的问题，因为创建一个新虚拟机的过程看起来如此简单。和物理服务器的管理一样，我们应该仅分配那些业务所需的虚拟机。每一台新的虚拟机会占用额外的服务器资源以及带来附加的操作系统许可购买费用。 -缺少测试。对于应用在虚拟机上的测试非常的简单，只需要做从物理机到VMwareWorkstation虚拟机的迁移，然后在虚拟机里验证结果。在我的经验看来，99%的应用可以在虚拟机上工作，但是请密切关注那些图像处理密集型的应用（例如运行计算机辅助设计CAD等在虚拟桌面），或者是需要购买额外软件许可的应用软件。当验证完软件的兼容性之后，还需要考虑虚拟机架构的支持能力：能否满足应用程序的计算需求以及提供和物理服务器同等的性能表现。

什么是虚拟数据中心？

虚拟数据中心，英文全称是Virtual Data Center（简称VDC）。 VDC是将云计算概念应用于数据中心的新型数据中心形态。 VDC可以通过虚拟化技术对物理资源进行抽象和整合，动态分配和调度资源，实现数据中心的自动部署，从而大大降低数据中心的运营成本。当前，虚拟化在数据中心的开发中扮演着越来越重要的角色，已扩展至台式机，统一通信和其他领域，不仅包括传统的服务器和网络的虚拟化。它还包括IO虚拟化，桌面虚拟化，统一通信虚拟化等。 VDC是数据中心虚拟化技术的最高级别实现。未来，虚拟化技术将在数据中心无处不在。数据中心完全虚拟化后，该数据中心才可以称得上VDC。 VDC将所有硬件（包括服务器，存储器和网络）集成到一个逻辑资源中，从而提高了系统的效率和灵活性，以及应用软件的可用性和可测量性。

为什么说虚拟化是数据中心架构的核心技术？

随着信息化的多年建设与发展,诸多商业银行数据中心形成了固化的建设扩展模式,即以具体项目建设为中心,根据应用需求的增加节奏,尽量将发展最大化,通常大都独立配置与搭建服务器和存储系统平台。在发展之初,这种模式被认为简单高效、有的放矢,然而长期以往,这种模式的弊病就渐渐显现出来:系统割据、资源分散、投资巨大、能耗居高不下、管理低效等。本论文正是针对上述问题,结合某银行实际情况解决这些痼疾,通过详细讨论分析某商业银行当前数据中心IT架构的痛点,形成一套系统的解决方案。论文重点讨论了通过PowerVM虚拟化技术完成对生产系统的升级改造,PowerVM的核心技术主要分解为以下前六点特性,正因为这些先进的特性保障了升级后生产系统的持续稳定性。通过使用以下第七点SCE云计算平台搭建技术对商业银行开发测试环境进行改造升级,改造后的开发测试环境能够达到预计的快速方便部署应用的目标,满足开发测试环境特点的要求。 1.研究微分区技术芯片级虚拟化技术,可实现0.1个CPU为单位划分CPU资源,并以0.01为单位调整资源。由于动态逻辑分区的资源调整功能让系统管理员可自由添加、删除或在分区之间移动系统资源。由于引入了微分区技术,更使得动态逻辑分区的资源调整功能不但可以让物理资源被移动,而且虚拟资源也可被移动、增减。根据分区系统负荷和分区业务运行特点,IT管理员就可随时将资源动态分配到需要的地方,能够大大提高资源的利用效率和灵活性。 2.研究虚拟I/O服务器技术,VIOS实现以太网、SCSI和光纤通道磁盘的共享。虚拟I/O服务器用于为客户机分区提供虚拟I/O资源。因此,传统专用网络适配器、磁盘适配器与磁盘驱动器的需求将被虚拟I/O服务器消除掉,从而达到降低成本的目的。 3.研究集成虚拟化管理器技术,IVM是为了将虚拟技术带给更多中低端UNIX服务器用户,帮助他们充分利用虚拟技术简化系统管理和提高系统利用效率,IVM是集成虚拟化管理器。 4.研究动态分区迁移技术,LPM能够将正在运行中的逻辑分区随时迁移至不同物理服务器上运行。动态分区迁移允许将正在运行中的Linux或AIX分区,以及分区系统承载的各种应用程序从一台物理服务器迁移至其它物理服务器上运行,同时对于基础服务也不会带来任何干扰。 5.研究工作负载分区技术,工作负载分区(WPAR)技术是AIX提供一种全新的软件虚拟技术,这将使得用户与应用程序被隔离。也不会依赖于硬件特性,是AIX多种核心技术的综合体现。 6.研究实现动态应用程序迁移,工作负载(而不是整个分区)能够在线移动实现。不同的服务器均可是WPAR实现的目标,当然更加允许是在同一台服务器上来实现完成。能够让将负载较轻的服务器接管负载较重服务器上的部分业务应用,以此来提高业务应用的性能。在非高峰期间物理服务器被允许进入睡眠状态,这个效果是通过采用移动工作负载方式来实现,从而帮助企业节约电能。 7.研究基础架构云计算管理技术,IBM SmartCloud Entry(SCE)是IBM基础架构云计算管理平台,可简化部署,方便使用。它可以工作在用户既存的Power服务器基础架构上,使数据中心管理者通过一个简单的界面,快速部署虚拟化工作负载的自助服务,从而提高IT资源使用效率,降低管理成本。

数据中心解决方案

数据中心解决方案推荐虚拟化技术、分布式存储系统、绿色数据中心等等。

1、虚拟化技术

虚拟化技术可以将物理硬件资源转化为虚拟资源，从而实现数据中心的优化和灵活性。通过虚拟化技术，可以在一台物理服务器上运行多个虚拟机，实现数据中心的服务器整合和高效利用。同时，虚拟化技术还可以提高数据中心的可靠性、可用性和安全性。

2、分布式存储系统

分布式存储系统可以提供更加高效和可靠的数据存储和处理环境。它可以将数据分散存储在多个节点上，从而实现数据的冗余备份和容错处理。同时，分布式存储系统还可以提高数据中心的扩展性和灵活性，以及降低数据丢失的风险。

3、绿色数据中心

绿色数据中心可以降低数据中心的能源消耗和碳排放。它可以通过采用高效的服务器和存储设备、优化数据中心布局和散热系统等方式来实现节能减排。此外，绿色数据中心还可以采用可再生能源，如风能和太阳能等来降低碳排放。

数据中心的重要性主要体现在以下三个方面：

1、数据安全：数据中心可以保护企业的核心数据免受各种威胁，如黑客攻击、病毒和自然灾害等。通过建立安全防护体系，数据中心能够确保数据的机密性、完整性和可用性，从而保障企业的稳定运营和发展。

2、提高效率：数据中心可以提高企业的业务处理速度和响应速度。通过集中化管理、自动备份和恢复等功能，数据中心可以减少企业数据丢失的风险，提高数据处理效率，从而为企业带来更多的商业机会和竞争优势。

3、降低成本：数据中心可以降低企业的运营成本。通过虚拟化技术、自动化管理和绿色节能等技术，数据中心可以减少企业在硬件设备、电力和维护等方面的投入，从而降低企业的运营成本。

如何利用VMware vSphere部署虚拟化数据中心

1、前期规划

在规划与实施虚拟化的数据中心时，推荐最小使用三台主机、2台存储，如图2所示。每台主机推荐4个网卡、至少2个CPU、64～128GB内存，存储、网络交换机与服务器之间都需要有冗余连接，在选择2台存储时，如果都是FC或SAS的存储，则可以在两台分别存放虚拟机，并在另一台存储存放备份；如果1台是FC或SAS存储，1台是iSCSI存储，则将虚拟机存储在FC或SAS存储，另一台做备份。

2、使用vSphere时

在使用vSphere的时候，为虚拟化数据中心配置HA，并启用DRS、DPM功能，在大多数的数据中心中，当负载较重时，群集中的每台主机都会开启运行；而当负载较轻时，DRS会迁移虚拟机、集中到某2台主机中，而DPM则会将暂时不用的主机进入“待机”状态，这样会减少能源的消耗。当负载变重时会依次打开待机的主机，并在主机间调整虚拟机。

3、部署好之后

在部署好vCenter Server、ESXi后，最好部署VDP（Sphere Data Protection）或VDPA（vSphere Data Protection Advanced）备份装置，备份数据中有重要应用的虚拟机，如果备份空间满足需要则备份所有虚拟机，在选择备份位置时，要选择与虚拟机不在同一位置的备份设备。例如，如果虚拟机运行在FC或SAS存储上，则可以将备份位置选择另一存储。当没有多余的存储时，可以将数据备份在某台服务器的本地硬盘空间。在我们实施虚拟化项目时，都会购置新的存储。在实施虚拟化项目后，可以使用的数据中心原来的存储做备份使用。如果数据中心没有多余存储，可以用节省下来的服务器做网络存储，或者使用服务器的本地硬盘提供的共享文件夹用做存储位置，这些都是折衷的办法。

4、注意环节

当数据中心中虚拟机数量较多、应用较多时，需要选择vCenter Operations Manager，用于动态监控vSphere数据中心。vCenter Operations Manager 从虚拟环境每个级别的每个对象（从单个虚拟机和磁盘驱动器到整个群集和数据中心）收集性能数据，它存储并分析这些数据，而且使用该分析提供关于虚拟环境中任意位置的问题或潜在问题的实时信息。

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