服务器虚拟化技术方案（上）

Posted 2021-05-02 comqing

项目背景

过去几十年，信息化经历了大型机时代的终端-主机模式（T-S模式），个人PC时代的客户机-服务器模式（C-S模式），发展到互联网时代的浏览器-服务器模式（B-S模式）。在过去的二十年里，互联网将全世界的单位与个人连接了起来，实现了资源共享，这也深刻地影响着各种业务形态及每个人的日常生活。新时代里，用户对互联网内容的贡献和互动空前增加，软件和资源更多地以服务的形式通过互联网被发布和访问，“像用水用电一样使用IT资源”这种新时代的服务模式对数据中心的建设有了更高的要求，决定了传统的数据中心建设模式和方案不再能满足新时代创新应用的需求，导致了新老技术的整合、成熟和创新，这就是“云计算”技术。云计算并不是突兀出现的，云计算是在现有IT技术和业务应用基础上的升华，也是社会分工的必然。

面临的风险和挑战

随着工作中越来越多的依赖IT系统的协助，应用系统的不间断持续运转的需求就越来越强烈。新系统的应用是基础信息化工具，对应用系统稳定不间断运行和数据安全保护有着极高的需求。硬件和软件故障、系统单点故障、自然灾害，甚至计划维护所导致的停机时间，都有可能影响到业务运行和数据安全，如何保证业务连续性和数据安全性，是当前IT系统的一个巨大的挑战。

通过IT系统基础设施逐步云化部署，基于云平台虚拟化技术，实现计算存储网络的虚拟化、资源共享、灵活分配，实现业务服务器的整合和调配，集中化以及基于策略的管理，以适应快速发展的业务需求，降低IT总持有成本，聚焦核心业务发展。因此，云平台建设势在必行。

需求描述

目前已经运行的业务服务器，需要重新部署到新建云平台上，并且添加新的服务器以用于虚拟化的管理节点，为扩展业务做准备。

需求分析

云平台数据中心计算需求

云平台数据中心需要支持根据业务应用的不同特点（大计算量应用系统、高I/O访问应用系统、高并发访问应用系统以及对资源要求一般的应用系统）采用合理的物理服务器（2路、4路X86服务器或UNIX服务器）、虚拟机、SAN/NAS存储，能根据业务应用的特点对服务器或存储进行配置满足应用对计算和存储的需要（CPU、内存、网络I/O、存储I/O）；计算平台需要和IT管理平台联动实现对虚拟计算资源的自动部署和分配。

理论上影响服务器数量的主要是虚拟机的vCPU与内存，将业务应用虚拟机的vCPU、内存总数来计算需要服务器总数，所以需要从这两个维度计算服务器的数量。现在服务器的内存可以使用户16G、32G内存条，内存一般就不是瓶颈了。

云平台数据中心存储需求

采用集中存储模式，当存储资源不足时，仅需要添加硬盘到到独立存储中，所有的计算结点就能够快速的识别并使用新添加的存储空间，满足业务扩展需求。

本案例通过华为云平台FusionSphere提供服务器整合资源，对计算、存储、网络进行虚拟化管理，形成统一的云计算信息系统平台。

1.云平台方案设计

在云平台数据中心，所有资源整合后在逻辑上以单一整体的形式呈现，这些资源根据需要进行动态扩展和配置，企业信息系统业务按需使用资源。通过虚拟化技术，增强数据中心的可管理性，提高应用的兼容性和可用性，加速应用的部署，提升硬件资源的利用率，降低能源消耗。

虚拟化是云计算的基础，在云平台数据中心，通过虚拟化技术将物理服务器进行虚拟化，具体为CPU虚拟化、内存虚拟化、设备I/O虚拟化等，实现在单一物理服务器上运行多个虚拟服务器（虚拟机），把应用程序对底层的系统和硬件的依赖抽象出来，从而解除应用与操作系统和硬件的耦合关系，使得物理设备的差异性与兼容性与上层应用透明，不同的虚拟机之间相互隔离、互不影响，可以运行不同的操作系统，并提供不同的应用服务。华为云平台FusionSphere由虚拟基础设施套件和云基础服务套件组成。系统逻辑架构图如下：

华为云平台管理节点主要由：虚拟化基础引擎FusionCompute和云管理FusionManager。一套云平台部署一对FusionManager主备节点，FusionManager通过自动发现功能发现其管辖下的物理设备资源（包括机框、服务器、刀片、存储设备、交互机）以及他们的组网关系；提供虚拟资源与物理资源管理功能（统一拓扑、统一告警、统一监控、容量管理、用量计费、性能报表、关联分析，生命周期），并且对外提供统一的管理Portal。VSA是提供虚拟防火墙、DHCP功能的系统服务虚拟机，仅当用户使用FusionManager提供的网络高级特性时部署

FusionCompute提供基础的虚拟化功能，提供服务器、存储、网络的虚拟化功能，并向上对FusionManager提供接口。每套FusionCompute主要由一对主备管理节点VRM组成。一对VRM对应一个物理集群(或者叫站点)。一个物理集群中可以把多台服务器划分成一个资源集群（又叫HA资源池），一个计算资源池有相同的调度策略，为了使用热迁移相关的调度策略要求资源池主机CPU同制。计算资源池不包括网络资源与存储资源。一个物理集群中可以包含多个资源集群。

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