虚拟服务器虚拟化技术

1实现虚拟数据中心:简单、经济实惠的虚拟化ISCSI存储,适用于MICROSOFTWINDOWSSERVER2008HYPER-V环境白皮书虚拟化已成为重要的数据中心技术,这项技术使IT管理员能够整合服务器基础架构,在提高服务级别的同时降低成本.
目前有许多组织正在向下一步迈进,即在一个可用性、可扩展性和可管理性都很高的环境中将存储虚拟化和服务器虚拟化结合起来.
要为这些下一代数据中心基础架构打下基础,需要使用高度集成的服务器和存储虚拟化平台.
本白皮书描述了运用存储和服务器虚拟化技术的虚拟化基础架构,如何以经济高效的方式实现灵活、高性能、动态且便于部署、管理和扩展的IT基础架构.
服务器虚拟化目前在IT界,服务器虚拟化是最重要的技术趋势之一.
将服务器硬件和软件作为独立的基础架构组件进行管理,可以显著改善数据中心的运营效率.
与MicrosoftWindowsServer2008Hyper-V一同实施的整合和密封解决方案可通过降低硬件和运营成本,来解决服务器蔓延和利用率低下的问题.
虚拟化基础架构还可以简化服务器部署和资源管理,从而优化容量和基础架构管理.
MicrosoftHyper-V服务器虚拟化技术可将一台完整的x86服务器(包括硬件、操作系统、应用程序和配置)全部封装为一个便携式的虚拟机包.
只要准备足够的处理器、内存和磁盘存储,一台运行服务器虚拟化软件的硬件系统就可以支持多个客户虚拟机.
应用程序和数据的处理方式与物理环境中的完全相同,都是使用相同的操作系统设施送出系统请求.
唯一的区别是:操作系统现在是运行于虚拟系统环境中的虚拟化客户操作系统.
2虚拟机文件可以通过透明方式在服务器硬件平台之间迁移,方便管理员根据应用程序工作负载的变化来分配和迁移物理服务器资源.
如此便可建立一个可扩展、高弹性的灵活服务器环境,以提高资源利用率、增强IT灵活性,同时降低运营成本.
存储虚拟化大多数IT专业人员将存储虚拟化定义为一种允许将多个分散的存储系统作为单个资源进行操作的技术.
根据服务器虚拟化的最新发展,存储虚拟化的概念已进一步完善为:一种在存储硬件和逻辑数据卷之间建立抽象层的方式.
在协议支持(如iSCSI)充足的情况下,虚拟存储产品现在能够将数据卷分割并放置于多个不同的物理存储资源上,包括存储系统、RAID组、磁盘类型和控制器.
这不仅可以带来更高的性能和可扩展性,还允许正在使用数据的操作系统和应用程序在不中断的情况下将数据卷以透明方式从一组资源移至另一组资源.
如此便可构建一个可扩展、高弹性、灵活的存储环境,从而提高存储的利用率,同时降低运营成本.
HYPER-V环境中网络化企业存储的要求Microsoft基于虚拟机管理程序的服务器虚拟化技术Hyper-V,是WindowsServer2008中启用的一个角色,它可以提供一种简单、可靠和优化的虚拟化解决方案,帮助提高服务器利用率和降低成本.
借助Hyper-V,您可以将多个服务器角色整合为在单台物理机上运行的独立虚拟机(VM),以充分利用您的服务器硬件投资.
Hyper-V可以整合广泛的服务,包括资源密集型服务(如MicrosoftSQLServer),以及旧版本Windows或Linux上运行的第三方应用程序.
除了降低购买或租赁服务器硬件的成本以外,虚拟化还可以降低服务器能耗和散热管理、物理空间以及维护的成本.
在Hyper-V虚拟环境中,除主机操作系统外,还将为虚拟机创建一个父分区(主机服务器),包括设备驱动程序和虚拟硬盘(vhd).
子分区(虚拟机)驻留在主机服务器上,不必修改主机服务器即可支持广泛的操作系统和应用程序.
当增加需求时,您能以不中断运营的方式增加额外的服务器资源,并且迅速迁移当前的工作负载,以利用新的可用资源.
MicrosoftHyper-V不仅可以实现服务器整合,还可以提高网络的可靠性、可扩展性、安全性和灵活性.
例如,在工作日开始时,由于出现使用高峰,会造成一些服务器速度减慢.
这时,可以将某些工作负载卸载到其他服务器,从而提高这些服务器的能力,或者移至更强大的服务器,以提高网络的可用性.
虚拟机也可以利用新一代服务器硬件的更高性能.
为其他操作系统(如Linux)设计的服务器软件可与Windows解决方案在同一硬件上运行,并可使用行业标准工具进行集中管理,从而使MicrosoftHyper-V成为一种灵活的替代方案,能够将多台独立的服务器用于拥有多种管理工具的、单一类型的体系结构或操作系统.
实现虚拟数据中心3Hyper-V部署是否有效取决于对存储(即SAN)的共享访问.
SAN有助于确保每台Hyper-V服务器均可访问任何虚拟机的数据集,从而实现简单的虚拟机重新托管.
这样就不必将虚拟机文件、应用程序和数据从一台服务器复制到另一台服务器,消除了既让人无法接受,又非常费时的这一操作.
SAN可以支持Windows2008Hyper-V中的众多强大功能—包括快速迁移,即迅速移动虚拟机的能力;以及Microsoft的高可用性功能,该功能基于MicrosoftClusterSharedVolumes(Microsoft群集共享卷,CSV),可以监视虚拟机是否正常运行,在发生故障时,这项功能会重新托管和重新启动其他Hyper-VServer上受故障影响的虚拟机.
如果具备WindowsServer2008R2,还能支持群集共享卷(CSV),这是一种针对Hyper-V优化的分布式存取文件系统,可以在物理服务器之间实时迁移单个虚拟机.
除了对网络化存储有要求外,虚拟化环境更需要高性能、高可用且具有弹性的存储,以满足对工作负载聚合的需要.
随着更多关键应用程序、生产工作负载以及数据资产整合到更少的资源中,存储资产越发需要具有高性能、无中断的扩展以及持续可用性.
在构建虚拟化IT基础架构时,为关键任务部署设计的企业级存储是一项基本要求.
尤其应该部署专门定制的存储体系结构,并在其中加入镜像内存写入高速缓存、完全冗余热插拔组件、联机热备磁盘、环境监视以及具备RAID保护的企业级磁盘驱动器.
此外,您还需要准备高级可用性功能(包括存储控制器和I/O路径故障转移),以保证即使在组件发生故障时也能访问数据.
同时还应考虑对存储系统中启用的各项数据保护软件功能进行评估.
如果基于SAN的基本工具可用并已启用,则在SAN中进行存储整合可以实现数据保护和灾难恢复的应用一致性.
对于虚拟化环境,应该考虑将节省空间且基于快照的无干扰时间点副本,以及基于阵列的高效复制工具作为对存储基础架构的基本要求.
这些工具在虚拟化环境中有多种应用方式—包括灾难恢复、联机备份和快速恢复虚拟机,简单提取丢失或损坏的数据文件,使用快照和克隆快速配置虚拟机和数据集以用于生产和临时用途,以及利用无服务器的磁带和磁盘备份和恢复组织的数据资产.
在部署之前,应对存储平台进行全面评估.
评估时不仅要考虑稳定性和功能集,还要考虑其整个使用寿命的总拥有成本,尤其是系统在性能、容量和软件功能方面的增长要求.
实现虚拟数据中心4DELLEQUALLOGIC虚拟化ISCSISANEqualLogic虚拟化iSCSISAN的基础是PS系列存储阵列.
每个阵列都是完全冗余的,其中包含多个磁盘、多个高性能网络接口、多个配备电池后备镜像高速缓存的冗余控制器,以及其他高级功能.
通过RAID(RAID10、RAID50、RAID5或RAID6)和热备功能对磁盘进行自动保护.
具有多种型号的阵列,它们利用高性能SSD驱动器、10K和15KRPMSAS驱动器或更加经济高效、密度更高的SATA-II驱动器.
一个PS系列存储组既可以包含一个PS系列阵列,也可以包含多个阵列.
一个组就是一个虚拟化资源,可提供对单个大型存储池(即包含单个可通过虚拟方式扩展的高性能存储系统的存储区域网络[SAN])的网络存储访问.
这与传统的SAN不同:在传统的SAN中,多个控制器以独立管理的存储孤岛的形式出现;而EqualLogicSAN中的每个组成员与其他成员"协作",以使资源配置和性能优化自动化.
自动负载平衡各卷分布于组的成员阵列之间,并且不断调整数据布置和访问,以便随着资源添加或工作负载变化而优化性能.
当某一阵列添加为组成员时,其磁盘空间也将添加到该组的存储池中.
各卷将自动进行重新条带化,然后分布于该存储池的所有成员间.
控制器资源也将根据所连接的Hyper-V服务器产生的工作负载进行动态调整.
通向该组的数据和网络I/O将在该组成员的资源之间自动进行负载平衡.
随着容量和性能需求的提高,组可以同时对容量和性能进行线性扩展—但所有成员都必须同时联机.
新成员可以从该组"了解"配置和性能信息—无需人工干预.
对数据和客户端连接的负载平衡将随着该组的扩展自动进行.
I/O活动将受到监视,数据和网络连接也将根据需要进行调整.
无中断的可扩展性可扩展性模型允许沿所有存储维度自动进行联机扩展,并且PS系列体系结构几乎可以完全消除由于扩展或管理存储系统造成的停机.
由于添加容量非常容易,IT经理只需购买当前应用程序必需的存储即可,从而可以缓解由于过度采购造成的预算紧张.

虚拟化SAN环境的其他优势包括存储层的透明应用.
EqualLogic存储组可以使用存储池中包含的多个存储层,并可根据工作负载自动优化数据布置.
或者,可将存储层划分为各个独立的资源池,以保证将特定资源分配给特定的工作负载,同时保持以联机方式从一层向另一层迁移各卷的灵活性,这对Hyper-VServer来说是完全透明的.
快速、智能的配置在EqualLogic环境中,只需单击一个按钮,即可简单方便地快速配置存储.
配置、管理和扩展存储所需的关键功能均可自动执行,能够削减在卷和容量增长方面的管理任务.
由于PS系列软件中具有内置的智能,可在配置时自动作出与RAID类型和数据布局相关的决策,并随着新配置的存储的工作负载模式的发展变化进行优化.
随着新资源投入使用,这些资源将自动在所需的位置和时间应用.

通过消除复杂任务和实现快速而又灵活的存储配置,PS系列解决方案有助于大幅减少采购和持续运营成本,并使企业级共享块存储可以实际应用于中型存储市场.
自动化管理PS系列体系结构经过专门设计,可以通过几种方式简化存储管理.
可以自动进行RAID配置和热备,并且可以随着资源和性能指标的变化自动进行动态存储和网络I/O负载平衡.
管理员不再需要将应用程序数据手动映射到特定物理设备和控制器.

该自动化虚拟存储系统的一大主要优势是:存储管理可以随着组的扩展而保持稳定.
通过直观的单一平台式管理控制台DellEqualLogicGroupManager,所有管理均可在组级别执行.
由于组是作为单一逻辑系统接受管理的,因此即使存储增长,存储管理的持续运营成本也能保持固定.
实现虚拟数据中心5ISCSI如何实现虚拟化SAN存储虚拟化可以对配置和持续管理进行简化,提高存储利用率,在容量和性能方面提供不受限制的扩展能力,并可实现数据集在控制器和存储层之间的联机迁移.
通过将基于网络的存储整合到简单、灵活的整合存储池(该存储池能够根据需要扩展容量和提高性能,正如DellEqualLogic环境能够做到的那样)中,存储虚拟化可成为促进虚拟化IT基础架构简化的关键支持因素.
从历史上看,存储虚拟化技术在SAN环境中的应用一直都很有限,主要应用于企业数据中心,这些数据中心需要某种工具在异构存储环境之间进行联机数据迁移.
这种附加设计允许进行异构存储和数据移动,但不能简化配置管理.
这些设计大多采用了外部设备的形式来实施,位于存储区域网络内.
这些设备通常都会为本就十分复杂的环境带来更高的复杂性—在SAN中引入更多管理点,掩盖所连接阵列的增值功能,并将整合SAN存储池的性能和可扩展性限制于单个用于托管后端存储的网关.
在iSCSI领域中,可以使用多种设计简单的替代方案来轻松实现存储虚拟化.
最先进的存储虚拟化技术可在存储设备层提供虚拟化存储的能力.
这种方法将多个控制器聚合到一个合作资源集中,即不仅跨越控制器中的磁盘,而且跨越SAN中的存储系统对卷进行虚拟化,从而实现性能和容量的可扩展性,同时降低总体管理工作量.
DellEqualLogicPS系列存储阵列就是此类"横向扩展"体系结构设计的一个卓越典范.
然而,尽管此类设计精致简单,但在光纤通道SAN领域中却几乎不存在,这主要是光纤通道网络部署中固有的体系结构限制所致.
光纤通道SAN中的设备通过全球名称(WWN)连接到网络.
全球名称(WWN)是一种在设备硬件/固件中专门分配并编码的物理端口地址.
SAN中的所有设备都分配有全球名称,包括每台主机服务器中的所有物理端口,以及存储控制器中的所有物理端口.
此外,在将主机添加到SAN中时,还会以静态方式设置主机和存储阵列之间的数据路径.
这就是光纤通道SAN缺乏灵活性的原因所在.
就本质而论,SAN的拓扑是硬编码到环境中的,通常会使基础架构中的更改变得繁琐、费时而且容易出错.
主机、结构或存储层中资源的扩展会使更改传播到整个基础架构,从而导致应用程序和基础架构发生干扰性停机.
与之相比,TCP/IP网络支持虚拟寻址和动态路由,因而也不是以静态方式定义网络路径.
借助DHCP,可以动态分配地址,或者通过地址代理来虚拟化物理地址,从而使网络中的设备可以代表网络上的其他设备以透明方式进行操作.
如果已知要访问的资源的IP地址来自网络内部,则请求访问的实体(如SAN启动程序)可通过动态方式找到该资源,而不必事先了解路径或该资源的物理地址.
IP地址代理可以跨越多个EqualLogic存储控制器对存储访问进行完全虚拟化.
例如,在某一EqualLogic组中,每个PS6000成员阵列都有4个活动的物理千兆以太网端口.
而一个包含4名成员的组共有16个活动的以太网端口,可以提供16Gb/秒的峰值带宽.
每个以太网端口都会分配一个IP地址.
该组中的成员了解所有这些IP地址以及底层物理资源,并协调使用它们.
SAN中的所有主机对该组的外部连接都以独占方式通过组IP地址进行,该地址是一个唯一的IP地址,位于所有底层的成员IP地址之上.
通过标准iSCSI命令,该EqualLogic组指示各个主机通过某一替代IP地址进行连接,从而将主机工作负载分布到该SAN中的所有以太网端口.
实现虚拟数据中心6保护SAN中的主机系统,使他人无法探知存储为数据提供服务的物理拓扑,这一点至关重要,特别是在虚拟化服务器环境中.
通过虚拟化所有物理I/O端口,即可建立一种灵活的存储实用程序.
现在还可以为SAN中的存储资产创建池,从而建立一套丰富的功能集,以最大限度地提高存储利用率和有效性,突破通向单个存储控制器的单一物理端到端连接的限制.
通过主机访问数据,而不必熟知数据在存储实用程序中的存储位置,使得数据卷能够跨越控制器的界限,并利用多个控制器的组合资源.
控制器自身之间进行协调,以平衡工作负载,并优化存储资源的利用率.
存储基础架构中的更改可以通过无缝方式实现,而不会影响主机连接能力或数据访问.
基于iSCSI的基础架构可以无中断地扩展,并能自动应用其他控制器和磁盘的资源,以扩展性能和容量.
多个存储层可在实用程序中无缝集成,可以根据卷的访问模式,将该卷中的数据自动布置到适当的层.
如上所述,灵活的存储体系结构在虚拟化服务器环境中特别具有吸引力,因为这种同时包含服务器和存储基础架构的"横向扩展"体系结构具有独特的互补性,可以提供端到端的虚拟化基础架构.
将它们一同部署后,通过提供使工作负载在所有物理资源(包括存储和服务器资源)之间迁移以及联机资源扩展的功能,IT经理可使该基础架构特别适用于不断变化的业务需求.
一种适用于服务器和存储的灵活、可扩展的虚拟化环境iSCSI是实现可扩展、经济高效的高性能虚拟化SAN环境的一种关键技术,是虚拟化服务器环境的完美补充.
DellEqualLogicPS系列基于iSCSI的先进设计所实现的存储虚拟化,可以带来出色的性能、可扩展性、易用性和灵活性.
因此,无论是服务器还是存储资产,都能从所驻留的物理硬件中抽象出来,实现完全的虚拟化.
虚拟化服务器资产可以利用由一组物理服务器资源形成的池.
DELLEQUALLOGIC在MICROSOFTHYPER-V环境中的高级集成DellEqualLogicPS系列iSCSISAN阵列经过专门设计,可以提供基于MicrosoftWindowsServer2008Hyper-V的企业级虚拟化服务器和存储环境所需的各种要素.
EqualLogicPS系列产品已通过Microsoft的WindowsServer2008x64Edition认证,表明它可以满足Microsoft对于兼容性和最佳实践的标准.
此外,EqualLogicPS系列还是MicrosoftSimpleSAN指定的产品,在易于使用、易于安装和易于管理方面达到了相应标准.
EqualLogicPS系列阵列经过专门设计,可在MicrosoftHyper-V环境中提供企业级的可靠性.
这些阵列以对等方式合作共享资源,平均分配工作负载,并为Hyper-V环境中的虚拟机提供全面的数据保护.
电源、控制器、盘柜和磁盘驱动器均为完全冗余的热插拔组件.
发生故障时,您可以向冗余组件进行故障转移,以使操作保持正常运行.
借助MicrosoftHyper-V,组织可以在物理服务器上动态扩展虚拟机,而EqualLogicPS系列阵列则可帮助将同样的动态扩展能力延伸到存储.
管理员可以在不中断服务的情况下联机扩展SAN资源,甚至还能移动运行中的工作负载.
新增加的阵列会采用当前已部署阵列的配置,并且这些新阵列将自动包含到可用存储池中.
您无需支付额外的许可费用,便能从EqualLogicPS系列阵列中获得企业级的管理功能,包括基于角色的管理、历史性能趋势分析以及报告.
存储建池和存储分层都将自动进行,帮助缩短管理时间,降低管理成本.
EqualLogicPS系列阵列的固件中还包含克隆和复制功能,可为MicrosoftHyper-V环境提供高级数据保护.
实现虚拟数据中心7戴尔与Microsoft保持着长期稳定的合作关系,共同致力于提高DellEqualLogicPS系列与各种Windows操作系统的集成度.
DellEqualLogicMPIODSM、远程安装向导和自动快照管理器/Microsoft版等高级集成功能,可以作为主机集成工具套件的组成部分轻松地进行安装.
主机集成工具套件随附于您购买的DellEqualLogicPS系列阵列,此外也可从support.
dell.
com/EqualLogic下载,无需额外付费.
高级I/O多路径在Hyper-V虚拟化环境中,虚拟机操作系统的映像和数据集存储在PS系列SAN的卷上.
Hyper-V主机使用内置的MicrosoftiSCSISoftwareInitiator或通过第三方iSCSI主机总线适配器连接到这些卷.
为避免系统/设备故障,并因应工作负载的要求而提升性能,数据必须具备高可用性.
对于服务器和存储管理员来说,实现这种级别的可用性,有时是一项充满挑战的艰巨任务.
冗余硬件和RAID技术虽然有所帮助,但服务器和存储之间的路径才是数据传输与可用性的重要关键.
Microsoft提供了一种称为多路径I/O的软件基础架构,可以支持通向SAN存储的多个I/O路径.
MPIO(多路径输入/输出)可以提供从服务器到SAN的多个路径连接,提升弹性和冗余度.
在路径拥堵或发生故障的情况下,流量将通过网络重新路由,以确保服务器和存储基础架构具有最佳性能.
使用MicrosoftMPIO,用户可以逐一将服务器网络端口配置为连接到SAN.
如果有多台服务器,并且每台服务器有多个网卡,这一过程将非常单调乏味.
为了简化这一过程,戴尔开发出了DellEqualLogicPSSeriesDeviceSpecicModule(DSM),可以在部署PS系列阵列时,利用和增强Microsoft原创的MPIO功能.
DellEqualLogicMPIODSM经过专门设计,可以消除因连接从服务器到存储的所有可用I/O路径而产生的混淆,而且可以根据指定的子网自动连接这些路径.
DellEqualLogicMPIODSM可以提供以下功能:自动连接管理自动故障检测和故障转移在各路径间自动进行负载平衡提高I/O带宽提高卷带宽缩短网络延迟简单安装和管理DellEqualLogicMPIODSM包含两个组件:直接与MicrosoftMPIO驱动程序集成的可插拔软件组件(能够将I/O路由到指定的路径),以及对连接进行管理的服务.
连接管理器可在进行初始连接时,将适当的连接自动连接到目标卷.
结合使用这些服务,管理员可轻松为iSCSI网络安装和配置多路径I/O.
连接管理与远程安装向导集成在一起.
远程安装向导是一个基于Windows的PS系列阵列实用程序,可以为安装DellEqualLogic系统提供简单的界面.
实现虚拟数据中心8适用于MICROSOFTHYPER-V环境的集成式数据保护自动快照管理器/Microsoft版(ASM/ME)是DellEqualLogicPS系列iSCSISAN随附的一项独特而创新的数据保护功能,可实现Hyper-V虚拟机(VM)的快速联机备份和迅速恢复.
ASM/ME通过一个易于使用的图形界面来协调符合VSS标准、基于DellEqualLogicSAN的Hyper-V虚拟机快照的创建、恢复和计划,从而帮助提高保护能力、存储利用率和性能.
在Hyper-V环境中,ASM/ME安装在Hyper-VServer父分区的主机Windows操作系统中,它可以自动发现Hyper-VServer和关联的子分区(虚拟机).
ASM/ME与Microsoft卷影复制服务(VSS)框架完全集成,可提供应用程序一致且基于SAN的快照.
在几分钟内,IT管理员就可以为虚拟机及其关联的数据集(.
vhd文件)创建符合VSS标准且基于SAN的快照(智能备份).
发生停机时,智能备份快照可以快速恢复虚拟机.
您可以使用内置的计划程序,根据所需频度来计划智能备份快照以实现日常保护,同时最大限度地减少所需磁盘空间,并使Hyper-V虚拟环境的总效率达到最高.
适用于MICROSOFTSQLSERVER和EXCHANGE的高级保护很多组织希望在虚拟机中部署关键任务事务性数据库应用程序(如MicrosoftExchange和SQLServer).
EqualLogicPS系列阵列可以为这些应用程序1提供卓越的性能.
保护虚拟化环境中的事务性数据库应用程序会带来很多难题.
数据库保护一直都是管理员最关心的问题之一.
随着用户对数据库和电子邮件连续运行时间提出越来越高的要求,缩短数据库备份窗口和恢复时间的需求也在水涨船高.
由于这些应用程序都具有高I/O量和信息不断变化的特性,为备份和灾难恢复目的制作一致的卷副本可能非常困难.

自动快照管理器/Microsoft版可以将这些操作全部自动化.
借助ASM/ME,管理员可将数据卷直接连接到虚拟机中的iSCSI软件启动程序,以方便地创建纯净、一致且基于SAN的应用程序数据集快照,从而能够迅速恢复为以前的时间点.
ASM/ME还集成了使用MicrosoftVSS框架的标准备份软件,您可以将其集成在标准备份过程中,进而充满信心地在虚拟化IT环境中部署事务性数据库应用程序,并为其提供保护.
ASM/ME扩大了SAN复制设施的使用范围,除了存储管理员之外,服务器和数据库管理员也能使用.
如此一来,服务器和数据库管理员不需要SAN权限便能利用高效的SAN复制设施,从而提升生产力.
通过自动进行这些数据保护操作,可以最大限度地减少管理和维护数据库运行时间所需的费时操作,同时提高数据可用性.