服务器基于Vmware的服务器虚拟化管理-毕业论文

本科毕业设计论文基于Vmware的服务器虚拟化管理

Based on the Vmware server vi rtual izationmanagement

指导教师 职称

完成日期

诚信承诺

我谨在此承诺本人所写的毕业论文《基于vmware的服务器虚拟化管理》均系本人独立完成没有抄袭行为凡涉及其他作者的观点和材料均作了注释若有不实后果由本人承担。

承诺人签名

年 月 日

I

摘 要

【摘要】随着信息化的不断发展企业的服务器数量变得越来越庞大。怎么样去提高服务器的使用效率、降低软硬件故障对业务连续性的影响、减少应用部署及迁移的工作量和时间、减少机房环境设施的投入等问题已经变得日益突出而服务器虚拟化就是解决这些问题的重要方式之一。

本文首先介绍了服务器虚拟化的相关原理和技术分别从服务器、 网络、存储三个方面给出了基于vmware infrastructure架构的虚拟化整合的实现方法。通过对vsphere虚拟化产品的安装配置、虚拟机部署、虚拟机迁移、资源管理、性能、高可用性、监控、备份、安全管理、可管理性等方面的测试得出基于vmware的服务器虚拟化管理效果和实施建议。

【关键词】 vmware 虚拟化 pc服务器

- II -

Abstract

【ABSTRACT】 With the continuous development of information technology,enterprises have becomeincreaingly larege number of servers The issues that how to improve server utilization efficiency,reducehardware and software failures on the impact of business continuity,reduce application deployment andmigration with the workload and time,reduce investment in server room environment and other have becomeincreasingly prominent ,while Server virtualizaion is one of the important way to solve these problems

This paper first introduces the principle and technology of server virtualization,Respectively from theserver,network, storage, three aspects are given based on vmware infrastructure virtualization method to realizethe integration architecture ,Through to the vsphere virtualization product installation configuration,virtualmachine deployment , virtual machine migration , resource management , performance high availability ,monitoring,backup, security management ,manageability, system clock and so on,derived implementation,based on vmware server virtualization management effect and implementation Suggestions

【KEYWORDS】 vmware  virtualizaion  PC S erver

III

目录

1课题的研究背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.1课题研究背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.2企业信息中心的背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1

1.3本论文主要研究的内容和工作成果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2虚拟化技术概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.1虚拟化技术概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.2 VMware vSphere的优势. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2.3 VMware虚拟化技术的体系结构和功能特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

3信息中心服务器虚拟化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.1信息中心服务器虚拟化需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3.2服务器虚拟化方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3.3方案拓扑和说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

3.4本章小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

4 部署基于VMw are的虚拟化架构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

4.1系统的虚拟化原因-->效果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

4.2网络的虚拟化原因-->效果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17

4.3存储的虚拟化原因-->效果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

4.4关键技术. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

5性能测试以及效果分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

5.1性能测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

5.2虚拟话前后的应用效果对比. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

6总结与展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

附录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

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1课题的研究背景

1. 1课题研究背景

虚拟化不是今天才有的新技术在20世纪60年代 IBM就已经推出了虚拟化的产品1960年 IBM的CP-40就完全展现了“完全虚拟化”的实力。 1966年IBM的CP-67对后来的任何虚拟化产品都算是启蒙的始祖。但是鉴于当时的软硬件还没有很发达虚拟化渐渐被人所淡忘至到近代的X86服务器的发展 2000年前X86架构上并没有什么虚拟化的产品只是在1999年vmware推出了X86上的第一款虚拟化商用软件VMware Workstation。这款Worksation可以让当时的Windows 2000上运行多个Windows系统至今workstation已经成为我们平时使用的应用软件而vmware推出了适用于企业的原生架构虚拟化的产品VMware vSphere。

虚拟化的起因很简单就是因为硬件资源的浪费主要针对的问题就是硬件资源效率的低落。在计算机CPU和内存的效能和数量以穆尔定律倍数成长的同时 CPU和内存在操作系统中的使用效率低落的情况反而加重。所谓的效率低落就是无法完全发挥CPU的完整性能。虽然软件和操作系统的专家不断改良效率但速度远远比不上CPU和内存发展的速度 因此让单个硬件平台运行多个操作系统的观念成为解决这个问题的最好答案。当前大部分服务器的CPU使用率常在5%一下 内存更在30%一下 因此把多个操作系统放在一台机器中多少可以让CPU的利用率高一些。

1.2企业信息中心的背景

1.2. 1企业信息中心信息化的发展

以Intern et为代表的信息化发展日益加快信息技术的应用越来越普及应用层次正在深入应用领域从传统的、小型业务系统逐渐向大型、关键业务系统扩展典型的如行政部门业务系统、金融业务系统、企业商务系统等。伴随着业务系统的普及、扩展随之产生的安全问题也越来越受到重视。考虑到业务系统将直接关系到日常的业务和民众的利益息息相关其重要性有目共睹。因此业务系统的安全性、稳定性、可靠性成为系统信息化建设的首要考虑因素。

随着信息中心信息化应用建设进一步发展 内部关键业务会计核算、web内部网站、

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web外部网站、统发工资等的信息化业务实时性要求越来越高、数据交换越来越频繁核心数据量逐渐积累增多。各项业务关键业务、非关键业务、辅助业务如何合理有效的进行资源管理和资源复用提升信息化业务面对灾害发生时磁盘故障、服务器硬件故障、服务器软件故障、机房故障等业务系统快速修复、尽量避免业务系统宕机风险和数据丢失风险为业务提供更为强大的主机支撑保障平台成为信息中心下一步信息化建设的主要内容。

1.2.2服务器虚拟化以前遇到的问题

信息中心现有信息化建设较早大部分应用分布在不同的物理服务器上 由于服务器建设周期不等导致现有服务器数量较多、部分老旧服务器硬件故障率较高。 同时服务器目前基本上属于单主机环境运行并且没有集中的数据备份和管理一旦业务系统出现故障无法实现快速的系统恢复和数据恢复。近几年随着信息化应用的加速推广要求新业务系统快速上线 同时业务系统的实时性要求和业务系统数据安全性越来越高结合业务应用现状需要建设新的业务系统主机保障系统和灾后恢复系统。这些难题包括

基础硬件资源利用率太低。在一台典型的X86服务器上部署一个应用程序为了避免一个应用程序中的损坏影响其他应用所以一天服务器基本上只部署一个应用程序每天内存和CPU的使用率仅为总容量的1到15%左右。

机房空间、 电费等成本日益攀升。因为每个应用程序都需要一台物理服务器所以随着业务的发展信息中心会购置大量的服务器与此同时将导致电费、空调制冷成本以及其他一些设施成本的增加。

维护管理成本的增加。随着服务器的增多管理服务器的相关人员也是要随之增加的但是管理人员的增多又将导致信息安全的问题。

服务器故障和灾难时的不足。当服务器的一些硬件损坏或者操作系统的一系列问题蓝屏等等造成一些关键业务的停止影响到很多客户的使用也同时增大的运维人员的管理压力。

1.2.3服务器虚拟化后将解决的问题

通过虚拟化技术将物理服务器上的硬件资源分配给了每一台正在运行的虚拟机每一台虚拟机都会认为自己是一台独立的服务器并不影响其他虚拟机的运行某一天操作系统或者程序上错误不会造成其他操作系统的损坏。在一台物理服务器上运行多个虚拟机不仅能够降低物理服务器的数量和管理维护的成本而且还提高了服务器的利用率。当业务发展时可以通过快速部署新的虚拟机根据业务应用分配资源大小。除此之外利用

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虚拟化的动态迁移技术 IT运维人员就可以在不关机的状态下对系统或服务器进行维护和升级等操作从而保持了业务的可持续性。总的来说信息中心利用虚拟化技术可以获得以下几个方面的重要意义

 快速提高服务器硬件资源的利用率把我们该有的资源都利用起来降低了硬件资源

的采购的数量 同时也是降低了成本。

 在降低服务器的采购数量的同时机房空间空调制冷等一些隐性的成本也会同时下

降效果也是很明显的。

 减少了服务器的应用部署的时间简化了维护人员的管理从而也是降低了管理成本。 可以通过虚拟化技术将原本运行在服务器上的操作系统迁移到虚拟服务器上将资源

得到整合方便管理 同时使应用得到最简单的灾难恢复方案。

 提高了业务的可用性和可持续性利用虚拟化的动态迁移、负载均衡、备份等技术

构建了高可靠服务器应用环境。

1.3本论文主要研究的内容和工作成果

1.3. 1工作内容

从中小型企业的服务器环境的实际情况出发从服务器虚拟化、 网络虚拟化存储虚拟化的服务器虚拟化技术及产品进行研究通过在workstation上部署vsphere来模拟虚拟化的状况以及采用openfile来实现共享存储然后对虚拟化技术进行研究及测试得出基于VMw are的服务器虚拟化管理实施效果、实施条件、对应的影响以及实施建议。

1.3.2工作成果

由于没有x86服务器所以只能通过几台普通PC机上的workstation来模拟物理服务器 openfile来模拟共享存储在workstation上实现虚拟化具体实现的功能如下 快速部署应用

通过服务器虚拟化可以按业务量事先购买相应的服务器硬件然后放入到资源池中按照业务应用系统要求迅速在现有的资源池中部署一台新的系统从而缩短了新系统的部署时间。

 节省硬件资源、提高设备使用效率

可以在每台ESXI主机运行多台虚拟机大大提高了物理服务器CPU和内存的使用率以及网卡的使用效率。

 减少业务应用对服务器硬件资源的依赖

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