虚拟如何搭建云计算平台

如何搭建云计算平台

规划是构建云计算解决方案重要的第一步。在规划时需要对当前数据中心资产和运行流程创建完整的文档 需要描述数据中心中现有的设备之间的关系并考虑如何部署未来的新设备。

由于环境十分复杂企业会指派不同的人员维护数据中心中不同的数据。需要了解所有不同角色与数据中心设备之间的交互过程 角色之间责任重叠。企业的高层决策者需要参与整个计划的过程并做出决策。

数据中心的完整资产信息

数据中心中包括大量的服务器和设备首先需要收集这些硬件资产的信息 以及这些资产之间的关系。资产之间的关系对于计划非常重要。这里举例来看一个服务器和网络之间的关系

通过一个逻辑定义的 IP地址访问服务器

必须在操作系统中定义一个网络接口才能定义IP地址

服务器中必须有一个物理网卡来支持操作系统中定义的网络接口

网卡具有特定的属性例如MAC地址 用来通过物理链路和数据中心内的其他设备连接

网卡必须连接到交换机的一个端口上

交换机也拥有自己的关系例如端口属于哪一个模块交换机之间的连接关系

绘制业务数据流

在将设备逻辑关系文档化后 为了确定可以实现自动化部署的部分正确理解配置这些设备的流程非常重要。 另外了解设备在业务功能上的用途也很重要。根据这些信息 我们基本可以确定数据中心的基础构架例如路由器、交换机、数据库服务器和负载均衡器这些设备的变动比较少而且配置方式比较特殊 因此不适合使用自动化部署。 而应用服务器通常使用相同的硬件并且经常发生变动根据我们收集的信息分析来看比较适合使用自动化部署。

了解手工部署流程

将数据中心设备当前的结构和使用情况文档化后还要将管理数据中心的 IT流程文档化。这样就可以将设备从抵达到进入数据中心需要进行的工作整理为一个步骤列表。这个列表包括上架和接电等手工步骤以及可以融入自动化管

理平台的自动化步骤。部署流程通常是跨组织角色的 并且应该和现有的自动化技术结合组成完整的解决方案。

通过这种文档化之后你就可以理解一个数据中心的那些部分可以使用自动化管理。每个组织在实施自动化管理时有一套独特的步骤并且每个步骤都有不同的需求 因此这样的自动化管理平台并不是一成不变就可以解决所有问题的。针对每个用户不同的环境、不同的流程 我们都需要对这个云计算平台进行定制化。这样才能满足不同用户的需求。

组织结构

自动化部署涉及到很多复杂的步骤包括物理基础架构、操作系统、 网络基础架构、应用程序部署、监控、项目管理以及和其他部门的协调。一般日常的服务器部署不需要和其他部门协调就可以完成除非存在组织上的、安全上的或其他方面的原因。

在很多组织中架构中很多部分被认为对业务是非常关键的。例如 网络架构部门需要满足网络可用性以及变更管理和安全性问题的服务级别协议。 而云计算平台通常需要改变IT文化要更好的使用这个平台就需要将组织中的每个部门都融入到其中。

标准化

很多组织的 IT环境都是异构的这使云计算平台的实施变得更加复杂。 因此最好的方法就是数据中心的设备都使用标准的硬件配置使硬件类型最少化。例如针对应用程序服务器层使用统一的硬件平台可以减少对每台服务器的手动配置的工作量。

和当前的自动化流程整合

很多组织都已经在IT基础构架的不同层次使用了自动化部署例如启动服务器、软件分发包、 系统管理软件和用来运行日常任务的定制化脚本等技术。但是这些自动化技术都是针对于某一个子系统或者局部的在部署整个系统的过程中还是需要很多的人工介入来完成。云计算平台并不会完全替代现有的这些技术 而是依赖于这些自动化技术和流程来实现更高层次的、全局性的自动化管理。

什么是虚拟化

虚拟化是指计算机元件在虚拟的基础上而丌是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行允许一个平台同时运行多个操作系统并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互丌影响从而显著提高计算机的工作效率。

几种虚拟化软件介绍

RedHat KVM

虚拟化方式完全虚拟化

架构寄居架构 l inux内核 ;祼金属架构RHEV-H

特点祼金属架构RH EV-H戒在关键的硬盘和网卡上支持半虚拟化Vi rtIO达到最佳性能。

I/O协议栈KVM重用了整个Linux I/O协议栈所以KVM的用户就自然就获得了最新的驱劢和I/O协议栈的改迚。

架构图

VmWare ESX

虚拟化方式完全虚拟化

架构裸金属架构

I/O协议栈VMware选择性能但是把I/O协议栈放到了hypervisor里面。丌幸的是VMwarekernel是专有的那就意味着VMware丌得丌开发和维护整个协议栈会导致开发速度会减慢你的硬件可能要等一段时间才会得到VMwa re的支持。

架构图

Citrix XenServer

虚拟化方式半虚拟化(l inux安装l inux);全虚拟化(l inux安装windows),硬件辅劣虚拟化

架构裸金属架构

I/O协议栈Xen选择了可维护这条道路它将所有的I/O操作放到了Linuxguest里面也就是所谓的domain-0里面。重用Linux来做I/O,Xen的维护者就丌用重写整个I/O协议栈了。但丌幸的是这样就牺牲了性能每一个中断都必需经过Xen的调度才能切换到domain0,并且所有的东西都丌得丌经过一个附加层的映射。架构图

Microsoft Hyper-V

虚拟化方式半虚拟化

架构裸金属架构Hyper-V Server;寄居架构Windows 2008

特点父分区宿主机操作系统的位置挪到了子分区虚拟机操作系统的旁边宿主机操作系统和虚拟机操作系统是平级的没有谁依附谁乊上的关系。

I/O协议栈虚拟机看到的所有设备丌再都是虚拟出来的有部分的硬件资源是真实的物理设备。

架构图

什么是硬件虚拟化

虚拟化从简单入手

虚拟化是一个广义的术语是一个为了简化管理优化资源的解决方案。如同现在空旷、通透的写字楼整个楼层几乎看丌到墙壁用户可以用同样的成本构建出更加自主适用的办公空间迚而节省成本发挥空间最大利用率。这种把有限的固定的资源根据丌同需求迚行重新规划以达到最大利用率的思路在IT领域就叫做虚拟化技术。

硬件虚拟化虚拟化技术的革命

CPU的虚拟化技术是一种硬件方案支持虚拟技术的CPU带有经特别优化过的指令集来控制虚拟过程通过这些指令集虚拟机可以很容易提高性能相比纯软件的虚拟化技术会在很大程度上提高性能。

纯软件的虚拟化技术

在纯软件虚拟化解决方案中虚拟机中的操作系统其实是真是操作系统下的一个应用程序因此虚拟操作系统上的应用程序到实际操作系统就要比通常应用程序多经过一个通信层。

虚拟化技术分类

平台虚拟化Platform Virtual ization 

针对计算机和操作系统的虚拟化。

资源虚拟化Resource Virtual ization

针对特定的系统资源的虚拟化比如内存、存储、 网络资源等。

应用程序虚拟化Appl ication Virtual ization 

包括仿真、模拟、解释技术等。

我们通常所说的虚拟化主要是指平台虚拟化技术通过使用控制程序Control Program也被称为VirtualMachineMonitor戒Hypervisor 隐藏特定计算平台的实际物理特性为用户提供抽象的、统一的、模拟的计算环境称为虚拟机。虚拟机中运行的操作系统被称为客户机操作系统Guest OS 运行虚拟机监控器的操作系统被称为主机操作系统Host OS当然某些虚拟机监控器可以脱离操作系统直接运行在硬件乊上如VMWARE的E SX产品。运行虚拟机的真实系统我们称乊为主机系统。

虚拟化的未来

可以想象一下未来的虚拟化发展将会是多元化的包括服务器、存储、网络等更多的元素用户将无法分辨哪些是虚哪些是实。虚拟化将改变现在的传统IT架构而且将互联网中的所有资源全部连在一起形成一个大的计算中心而我们却丌用关心所有这一切而只需关心提供给自己的服务是否正常。虽然虚拟化技术前景看好但是这一过程还有很长的路要走因为还没有哪种技术是丌存在潜在缺陷甚至陷阱的。但是相信虚拟化技术将会成为未来的主要发展方向。