清華大學(xué)圖書館服務(wù)器虛擬化實踐

1、清華大學(xué)圖書館服務(wù)器虛擬化實踐陳武清華大學(xué)圖書館系統(tǒng)部2010年12月10日 服務(wù)器虛擬化需求服務(wù)器虛擬化需求 虛擬化技術(shù)簡介 虛擬化規(guī)劃 平臺選型 部署及實施 經(jīng)驗總結(jié)服務(wù)器數(shù)量增長 電子圖書、電子期刊、電子論文的各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)字圖書館相關(guān)系統(tǒng)：門戶、開放鏈接、電子資源管理、機構(gòu)庫 讀者服務(wù)系統(tǒng)：館際互借、參考咨詢、代檢代查 業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)：郵件、辦公自動化、統(tǒng)計服務(wù)器及相關(guān)配套設(shè)施增長以清華大學(xué)圖書館為例： 1996少于5臺 1998年達到將近110臺 機房二次擴建 UPS和電源三次改造 空調(diào)三次擴容運行成本大幅提升降低運行成本的方法 服務(wù)外包：信息服務(wù)外包給第三方公司（成本和服務(wù)質(zhì)量）

2、 服務(wù)整合：多項信息服務(wù)整合到同一臺服務(wù)器上運行（需求復(fù)雜和業(yè)務(wù)隔離性） 虛擬化技術(shù)：在一臺物理服務(wù)器上運行多個平臺（物理服務(wù)器性能）為什么選擇虛擬化 計算機的處理能力遠遠超出單個任務(wù)的需求 用戶希望擁有一個獨立且互不干擾的計算環(huán)境來分享硬件資源 多任務(wù)操作系統(tǒng)無法避免應(yīng)用程序之間的沖突 操作系統(tǒng)能夠提供用戶隔離，但不能提供系統(tǒng)環(huán)境隔離 服務(wù)器虛擬化需求服務(wù)器虛擬化需求 虛擬化技術(shù)簡介 虛擬化規(guī)劃 平臺選型 部署及實施 經(jīng)驗總結(jié)什么是虛擬化技術(shù) 概念上非常類似于模擬 一個系統(tǒng)模擬成另一個或多個系統(tǒng) 計算機虛擬：一臺計算機模擬為多臺計算機 在同一個計算機硬件平臺上，同時安裝并運行多種操作系統(tǒng)虛擬

3、化定義 Illuminata公司的Jonathan Eunice：虛擬化是以某種用戶和應(yīng)用程序都可以很容易從中獲益的方式來表示計算機資源的過程，而不是根據(jù)這些資源的實現(xiàn)、地理位置或物理包裝的專有方式來表示它們。換句話說，它為數(shù)據(jù)、計算能力、存儲資源以及其他資源提供了一個邏輯視圖，而不是物理視圖?！?IBM公司：虛擬化是資源的邏輯表示，它不受物理限制的約束。計算機虛擬化 廣義來說，現(xiàn)代操作系統(tǒng)都支持虛擬 對于每個進程，有它自己的內(nèi)存地址空間、CPU和外設(shè) 最早的虛擬機：IBM的System/360，支持遞歸虛擬，虛擬機又可以進一步分區(qū)。 發(fā)展為現(xiàn)在IBM的zSeries服務(wù)器，可以在完全虛擬化環(huán)

4、境中運行Linux、AIX或VM應(yīng)用。x86的虛擬化方案 二進制改寫模式：早期的虛擬化軟件 半虛擬化：Xen 需要修改操作系統(tǒng)，性能損失較小 基于硬件的虛擬化：VMX模式 不需要修改操作系統(tǒng)，有一定性能損失 具有良好的系統(tǒng)隔離性 現(xiàn)在的多種虛擬化軟件都采用硬件虛擬化技術(shù)虛擬化架構(gòu)服務(wù)器虛擬化的優(yōu)點（1） 提高計算機資源利用率 降低能耗，降低總擁有/運行成本 系統(tǒng)環(huán)境隔離 服務(wù)器合并 快速、動態(tài)的業(yè)務(wù)調(diào)度 資源動態(tài)分配：虛擬化是資源的邏輯表示，它不受物理限制的約束。服務(wù)器虛擬化的優(yōu)點（2） 零宕機遷移、災(zāi)備和快速恢復(fù)業(yè)務(wù)連續(xù)性 維持老系統(tǒng)業(yè)務(wù)持續(xù)運行 多操作系統(tǒng)需求（測試/研發(fā)），快速部署應(yīng)用

5、增強系統(tǒng)安全 簡化或整合服務(wù)器的管理常見虛擬化產(chǎn)品 VMWare vSphere/VMWare Server 思杰公司的XenServer 微軟公司的Windows Server 2008和Hyper-V Server 2008 KVM/RHEV Virtual Iron 服務(wù)器虛擬化需求服務(wù)器虛擬化需求 虛擬化技術(shù)簡介 虛擬化規(guī)劃 平臺選型 部署及實施 經(jīng)驗總結(jié)虛擬化規(guī)劃 現(xiàn)狀分析 確定目標 預(yù)算估計 實施方法及周期現(xiàn)狀分析 物理服務(wù)器數(shù)量(2008年)：110臺 服務(wù)器用途： 數(shù)據(jù)庫廠商鏡像 數(shù)據(jù)庫本校鏡像 業(yè)務(wù)支持服務(wù)器 服務(wù)器購置成本、折舊、維護費用 空調(diào)、電源、UPS等確定虛擬化目標

6、 多數(shù)服務(wù)器資源（CPU）利用率較低 系統(tǒng)由第三方開發(fā)，要求較高的隔離性 服務(wù)器虛擬化技術(shù)發(fā)展多年，相對比較成熟 目標：部署服務(wù)器虛擬化技術(shù)來達到縮減圖書館運行服務(wù)器數(shù)量，降低購置成本、維護成本和運行成本預(yù)算估計 虛擬化軟件費用 新增加硬件投資 實施虛擬化所需要人員 相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)實施方法及周期 實施方法 集中實施，遷移現(xiàn)有服務(wù)器 逐漸實現(xiàn)遷移 選擇逐步實施虛擬化的方案，周期相對較長 暫時未考慮為虛擬化購買存儲設(shè)備，需要大容量存儲的應(yīng)用不考慮遷移 CPU密集性應(yīng)用暫緩遷移 服務(wù)器虛擬化需求服務(wù)器虛擬化需求 虛擬化技術(shù)簡介虛擬化技術(shù)簡介 虛擬化規(guī)劃虛擬化規(guī)劃 平臺選型平臺選型 部署及實施部署及實

7、施 經(jīng)驗總結(jié)經(jīng)驗總結(jié)虛擬化軟件 VMWare vSphere/VMWare Server 思杰公司的XenServer 微軟公司的Windows Server 2008 R2和Hyper-V Server 2008 R2 KVM/RHEV Virtual Iron/Oracle VMVMware 市場占有率高 應(yīng)用兼容性好 硬件兼容性好 有免費版的VMware Server/VMware vSphere Hypervisor 付費版的VMware vSphere提供企業(yè)功能，但授權(quán)費用較高VMware Server/VMware vSphere HypervisorVMware ServerV

8、Mware VSphere Hypervisor架構(gòu)作為OS應(yīng)用安裝裸機安裝OS需求Windows/Linux無典型用途測試和開發(fā)生產(chǎn)、測試和開發(fā)專用服務(wù)器不需要需要集中化管理無付費版可支持易用性高高性能好最佳升級到vSphere容易/可轉(zhuǎn)換升級非常容易/與付費版兼容XenServer 安全小巧的虛擬化平臺 高性能的虛擬化技術(shù) 支持Intel和AMD的CPU虛擬化技術(shù)：Intel-VT和AMD-V。 先進的x86平臺虛擬化技術(shù) 開放源代碼XenServer版本 Free Edition：Proven virtualization platform that delivers uncomprom

9、ised performance, scale, and flexibility at no cost. Advanced Edition：Key high availability and advanced management tools that take virtual infrastructure to the next level. Enterprise Edition：Essential integration and optimization capabilities for production deployments of virtual machines. Platinu

10、m Edition：Advanced automation and cloud computing features for enterprise-wide virtual environments.XenServer功能 免費版：XenServer hypervisor / XenMotion live migration / VM Disk Snapshot and Revert / XenCenter multi-server management / Resilient distributed management architecture / Conversion tools 高級版

11、：High availability / Memory optimization / Performance alerting and reportingXenServer功能 企業(yè)版：Automated workload balancing / Heterogeneous pools / Host power management / Provisioning services (virtual) / Role-based administration / Live memory snapshots and reverts / Citrix StorageLink 鉑金版：Lifecycle

12、 management / Provisioning services (physical) / Site recoveryXenServer的軟件提供商 XenServer，現(xiàn)在已經(jīng)被Citrix收購 Virtual Iron，提供基于Xen的虛擬化管理產(chǎn)品包Virtual Iron。 RedHat/CentOS NovellWindows Server 2008 R2和Hyper-V Server 2008 R2 微軟公司產(chǎn)品 免費的Hyper-V Server 2008 R2 Windows Server 2008 R2不同版本附帶不同的虛擬客戶機授權(quán) 微軟推薦Hyper-V Serve

13、r 2008 R2可用于測試和開發(fā)、服務(wù)器整合、分支辦公室整合、桌面虛擬化 進入市場時間相對較短，但是依靠微軟，發(fā)展?jié)摿薮骔indows Server 2008 R2和Hyper-V Server 2008 R2 服務(wù)器硬件虛擬化：直接在硬件上運行虛擬化 操作系統(tǒng)內(nèi)嵌功能 要求x64處理器，要求啟用DEP（數(shù)據(jù)執(zhí)行保護） 能夠同時運行32位和64位虛擬機 多處理器虛擬機 大內(nèi)存支持 支持VLANKVM 集成到Linux 2.6內(nèi)核中 Linux進程執(zhí)行模式：Kernel和User，KVM增加第三種執(zhí)行模式Guest 支持硬件虛擬化 KVM包括二個組件： 設(shè)備驅(qū)動程序管理虛擬化硬件 模塊PC硬

14、件的用戶空間組件基于KVM的體系架構(gòu)虛擬化軟件選擇 采用XenServer 性能表現(xiàn)良好，尤其是I/O性能。 已經(jīng)有一定市場規(guī)模，有成熟應(yīng)用。 預(yù)算有限 逐步實施虛擬化 XenServer提供了與CentOS/RHEL的良好整合硬件平臺選擇 采用雙插座四核處理器大內(nèi)存的PC服務(wù)器，不使用刀片 PC服務(wù)器具有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗 初期只考慮遷移較小的應(yīng)用系統(tǒng)，不需要占用太多資源 少量采用IP-SAN存儲設(shè)備，用于靈活支持虛擬化應(yīng)用 服務(wù)器虛擬化需求服務(wù)器虛擬化需求 虛擬化技術(shù)簡介虛擬化技術(shù)簡介 虛擬化規(guī)劃虛擬化規(guī)劃 平臺選型平臺選型 部署及實施部署及實施 經(jīng)驗總結(jié)經(jīng)驗總結(jié)虛擬服務(wù)器部署 服務(wù)器準備 硬

15、件安裝 軟件準備 軟件安裝 網(wǎng)絡(luò)配置 存儲配置應(yīng)用系統(tǒng)遷移 大部分應(yīng)用系統(tǒng)，采用重新部署的方法，之后遷移數(shù)據(jù) 要求具有原來系統(tǒng)的安裝文檔 需要仔細測試 舊系統(tǒng)不受任何影響，可以隨時切換回舊平臺少量進行P2V遷移應(yīng)用兼容性 與應(yīng)用提供商溝通 多數(shù)應(yīng)用支持虛擬化平臺 少量應(yīng)用需要進行測試和修改 個別應(yīng)用不支持虛擬化災(zāi)難備份 遷移到虛擬化平臺的應(yīng)用系統(tǒng)，可以很容易實現(xiàn)災(zāi)難備份 相對關(guān)鍵應(yīng)用還可以考慮負載均衡或高可用解決方案測試和開發(fā)平臺部署 快速部署新系統(tǒng) 用于測試和開發(fā)目的 節(jié)省平臺投資 加快應(yīng)用開發(fā)進度 加快數(shù)據(jù)庫試用進度智能聊天機器人最新動態(tài) 服務(wù)器虛擬化需求服務(wù)器虛擬化需求 虛擬化技術(shù)簡介虛擬化技術(shù)簡介 虛擬化規(guī)劃虛擬化規(guī)劃 平臺選型平臺選型 部署及實施部署及實施 經(jīng)驗總結(jié)經(jīng)驗總結(jié)服務(wù)器虛擬化應(yīng)用