一、數(shù)據(jù)中心虛擬化應用分析

1.1數(shù)據(jù)中心面臨的挑戰(zhàn)

隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)增值服務不斷推成出新，數(shù)據(jù)中心機房的軟、硬件資源得以極大的豐富?；趥鹘y(tǒng)IT架構(gòu)模式下的數(shù)據(jù)中心，各種問題也在使用中不斷的暴露上。例如，傳統(tǒng)的IT模式以每臺服務器為一個最小化分割單位，或每個應用為分割單位，或者以每個用戶為一個分割單位。在此種應用分配模式下，有些資源無法有效進行整合，有些應用存在資源嚴重的富余和浪費，有些應用面臨資源的極大不足，但又沒有辦法整合資源。

數(shù)據(jù)中心中，或多或少存在著如下各種問題：

（1）資源利用率低、閑置率高，運行效率低：相當數(shù)量的服務器，僅運行規(guī)模很小的B/S或C/S架構(gòu)的應用程序，如OA辦公系統(tǒng)、網(wǎng)站等基礎(chǔ)服務類型，而新型的多核心處理器處于嚴重的空閑狀態(tài)，但這些空閑資源又無法被整合、利用。

（2）應急處理響應時間慢、服務保障差：當故障發(fā)生時，運維人員在故障定位到服務器后，往往要花費數(shù)小時的時間，備份數(shù)據(jù)，更換硬件，重新安裝操作系統(tǒng)，重新安裝應用軟件，重新導入以前備份的數(shù)據(jù)，并做各種安全加固。傳統(tǒng)IT架構(gòu)下的故障恢復，影響緊急處理時間的并非運維技術(shù)人員的操作水平，而是傳統(tǒng)應用模式下IT基礎(chǔ)架構(gòu)固有的特點決定的。一次完整的從更換硬件到重新上線，恢復過程一般在4個小時左右。

（3）運行維護成本高：傳統(tǒng)IT架構(gòu)下，高昂的運行成本通常不在于運維人員的人工成本，而是服務消耗的大量電力、空調(diào)制冷等多方面資源，服務器集數(shù)越大，閑置的數(shù)量越多，運行維護成本就越高。

1.2 數(shù)據(jù)中心虛擬化概述

關(guān)于數(shù)據(jù)中心虛擬化的概念，各家有不同的定義，其核心思想是一致的，即它是一種方法，能夠通過區(qū)分資源的優(yōu)先次序并隨時隨地能將服務器資源分配給最需要它們的工作負載來簡化管理和提高效率，從而減少為單個工作負載峰值而儲備的資源。

通過數(shù)據(jù)中心虛擬化，將IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)進行根本性轉(zhuǎn)變。IT基礎(chǔ)架構(gòu)最小單位將從每臺服務器變成每個虛擬環(huán)境。通過虛擬化產(chǎn)品的部署，根據(jù)不同應用的類型，將每臺服務器劃分為多個虛擬容器，每個容器容納一種應用，或分配給一個客戶，即實現(xiàn)了將所有物理服務器進行邏輯層面的應用整合，在統(tǒng)一的管理面板上，可以集中對數(shù)百個服務器上的上千個虛擬環(huán)境做統(tǒng)一集中的管理，配置集中存儲。

二、浪潮虛擬化優(yōu)勢

2.1浪潮虛擬化發(fā)展概述

浪潮作為國內(nèi)第一家服務器研發(fā)生產(chǎn)制造商，擁有國內(nèi)第一個國家高效能服務器、存儲重點試驗室，長年致力于服務器虛擬化技術(shù)的研究，在國內(nèi)服務器市場擁有廣泛的客戶基礎(chǔ)，對客戶需求把握更準確，對服務器虛擬化技術(shù)有更深刻的認識。同時浪潮作為Intel全球16個服務器戰(zhàn)略合作伙伴（Country Leader）之一，通過多年的緊密合作與開發(fā)，長期對虛擬化前沿技術(shù)的信息資源共享，使浪潮虛擬化技術(shù)起點更高，在虛擬化應用推廣也起著模范帶頭作用。目前浪潮與Parallels、Citrix、Vmware、微軟等廠商都有著良好合作，浪潮可以根據(jù)用戶需求，提供業(yè)界先進、穩(wěn)定可靠的虛擬化解決方案。

2.2浪潮虛擬化介紹

采用操作系統(tǒng)虛擬化方式，在一臺確定的物理服務器上，安裝基礎(chǔ)的宿主操作系統(tǒng)，而后在宿主操作系統(tǒng)上安裝操作系統(tǒng)虛擬化軟件。通過資源分割能力，將原先的宿主系統(tǒng)，劃分為若干個虛擬環(huán)境，每個虛擬環(huán)境作為IDC基礎(chǔ)架構(gòu)中的一個最小分割單位，安裝部署相應的用戶，即為一個虛擬專用服務器。

操作系統(tǒng)虛擬化所采用的虛擬化技術(shù)和其他虛擬化技術(shù)有較大不同，虛擬化位于操作系統(tǒng)架構(gòu)層，實現(xiàn)了軟件的分割與隔離，每個虛擬環(huán)境都是原有操作系統(tǒng)的一部分，無須單獨安裝操作系統(tǒng)，同時也具備原生系統(tǒng)的各方面性能。

三、浪潮操作系統(tǒng)虛擬化系統(tǒng)整體方案

3.1浪潮操作系統(tǒng)虛擬化系統(tǒng)方案設(shè)計目標

選擇浪潮刀片服務器NX660D作為虛擬化應用的物理服務器，每個刀片虛擬多個虛擬化環(huán)境。為了保證業(yè)務的連續(xù)性，同時具有充足的可擴展性，利用操作系統(tǒng)虛擬化集成的備份功能對配置集中備份。

主要技術(shù)指標與特點如下：

端到端管理：客戶通過Web 界面即可了解硬件布局，查看系統(tǒng)與其組件的狀態(tài)，隨時洞悉硬件信息，選項卡和導航條提供直觀的導航。網(wǎng)管有更多的時間進行前瞻性維護，并迅速應對突發(fā)事件。

遠程管理，IT維護的“天邊”和“眼前”：管理模塊集成BMC、KVM over IP，無論身在何處，只要能登陸互聯(lián)網(wǎng)，對于管理員來講，雖然“身在天邊”，服務器卻“近在眼前”。遠程登錄后，通過簡潔的界面便可對整個系統(tǒng)的狀態(tài)了如指掌，并進行系統(tǒng)配置、分配存儲池和虛擬磁盤、故障設(shè)備的切換、電源開關(guān)和服務器重啟、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)備份等幾乎除了硬件層面外的所有操作。

快速災難恢復，增強可用性：憑借無磁盤服務器與虛擬化存儲的結(jié)合，短短幾分鐘內(nèi)就即可將故障服務器承載的應用輕松切換到另一臺服務器上，同時，系統(tǒng)快照功能和集中備份能夠輕松實現(xiàn)文件的快速備檔，進一步保障關(guān)鍵數(shù)據(jù)可靠性。此外，N+1電源冗余、硬盤高級RAID、服務器相互冗余、虛擬化存儲等多重安全措施，確保系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，應用高枕無憂。

彈性擴展，效能動三角：采用支持64位內(nèi)存擴展技術(shù)的硬件平臺與軟件平臺, 每個刀片提供多個虛擬化環(huán)境（兼容32位應用程序）可根據(jù)需要在X32和X64位操作系統(tǒng)之間切換，無需更換硬件。

3.2系統(tǒng)方案拓撲結(jié)構(gòu)圖

刀片服務器前端可采用百兆網(wǎng)絡連接刀片內(nèi)置千兆交換機，并根據(jù)就節(jié)點數(shù)量適當分配帶寬。刀片服務器后端采用千兆內(nèi)網(wǎng)連接，以增強集中備份的數(shù)據(jù)傳輸速率。如不滿足千兆內(nèi)網(wǎng)連接條件，則也可以采用備份網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡混合傳輸?shù)姆桨福@樣將會降低遠程備份存儲的吞吐性能，集中統(tǒng)一管理工具的遠程管理控制端可部署在內(nèi)網(wǎng)，也可以部署在公網(wǎng)方便操作。

3.3 虛擬化系統(tǒng)硬件配置

操作系統(tǒng)虛擬化的運行基礎(chǔ)是底層操作系統(tǒng)，被稱為物理節(jié)點，也稱為硬件節(jié)點。整個虛擬化系統(tǒng)所能達到的負載取決于物理節(jié)點的實際配置與軟件架構(gòu)。制約虛擬化容量的主要因素是：CPU、物理內(nèi)存、磁盤空間、磁盤吞吐、操作系統(tǒng)內(nèi)核資源。

操作系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，其意義在于有效的分割、管理、調(diào)度資源，虛擬化技術(shù)本身并不能憑空創(chuàng)造出新的資源。因此，為虛擬化應用選擇高性能高可靠性的硬件平臺是非常重要的。近年來IT技術(shù)的飛速發(fā)展，使得服務器硬件配置得以迅速提高，超線程、64位擴展、多內(nèi)核技術(shù)已經(jīng)是服務器的入門技術(shù)；內(nèi)存顆粒的大容量化使得服務器內(nèi)存普遍超越了32位系統(tǒng)內(nèi)存管理的4GB界限；大容量高性能存儲的大量使用于生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，數(shù)據(jù)中心虛擬化具備了相當充足的硬件支撐條件，適合開展虛擬化。

3.4數(shù)據(jù)中心的維護規(guī)劃

防網(wǎng)絡攻擊

操作系統(tǒng)虛擬化有兩種MAC地址分配方式：路由模式與橋接模式。在路由模式下，所有虛擬化環(huán)境和物理節(jié)點共用同一個MAC地址。從交換機等網(wǎng)管設(shè)備看來，安裝了虛擬化的物理服務器在一個網(wǎng)卡上綁定了多個IP。在橋接模式下，VPS可以有自己獨立的MAC地址，這個MAC地址由系統(tǒng)管理員手工設(shè)置。通過在交換機上綁定對應的靜態(tài)MAC地址，可避免因MAC地址欺騙等帶來的同網(wǎng)段的惡意網(wǎng)絡攻擊。

災難恢復

在集中備份解決方案的場景下，通常可使用集中存儲上的歷史鏡像進行快速的恢復。恢復方法非常簡單，進入任何一種管理工具的界面，點擊對應的VPS，點擊備份列出所有備份歷時，選擇最近的一個備份執(zhí)行即可。如果遇到了集中存儲設(shè)備故障，備份數(shù)據(jù)無法被有效提取出來，利用手工的恢復并重建可恢復所有虛擬化環(huán)境的數(shù)據(jù)。