集團虛擬化整合方案建議書

1、 集團虛擬化整合方案建議書目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc39696145 第一章、概述 PAGEREF _Toc39696145 h 3 HYPERLINK l _Toc39696146 第二章、基于HP 3PAR的整體解決方案 PAGEREF _Toc39696146 h 6 HYPERLINK l _Toc39696147 3.1、方案設計的原則 PAGEREF _Toc39696147 h 6 HYPERLINK l _Toc39696148 3.2、方案設計的思路和架構 PAGEREF _Toc39696148 h 7 HYPERLINK l

2、_Toc39696149 3.4、方案說明 PAGEREF _Toc39696149 h 7 HYPERLINK l _Toc39696150 3.5、方案優(yōu)勢一：3PAR讓VMware整合更多的虛擬機 PAGEREF _Toc39696150 h 10 HYPERLINK l _Toc39696151 3.6、方案優(yōu)勢二：3PAR與VMware VAAI結合 PAGEREF _Toc39696151 h 11 HYPERLINK l _Toc39696152 3.7、方案優(yōu)勢三：精簡管理與降低成本（THIN 與VMware） PAGEREF _Toc39696152 h 13 HYPERLI

3、NK l _Toc39696153 第四章、方案總結，為什么選擇3PAR+VMware PAGEREF _Toc39696153 h 16第一章、概述當企業(yè)面對業(yè)務數(shù)據(jù)急速攀升、技術環(huán)境不斷演進、企業(yè)預算日益縮減 這些導致企業(yè)IT部門無法制定并執(zhí)行最為有效存儲戰(zhàn)略的因素，就必須應對業(yè)務變化和增長、保護數(shù)據(jù)，滿足當前業(yè)務環(huán)境的可用性需求，并設法降低存儲管理成本。此外，IT部門還要實施經(jīng)濟的異地災難恢復解決方案、為新項目創(chuàng)建可輕松擴展的存儲、支持各種用戶和應用訪問信息，并在業(yè)務需求發(fā)生變化時快速重新分配或供應存儲資源。當下的 x86 計算機硬件是專為運行單個操作系統(tǒng)和單個應用程序而設計的，因此大部

4、分計算機遠未得到充分利用。借助虛擬化，您可以在單臺物理機上運行多個虛擬機，每個虛擬機都可以在多個環(huán)境之間共享同一臺物理機的資源。不同的虛擬機可以在同一臺物理機上運行不同的操作系統(tǒng)以及多個應用程序。雖然現(xiàn)在其他提供商都在爭先恐后地涉足虛擬化領域，不過 VMware 已經(jīng)是虛擬化領域的市場領導者。VMware的技術已經(jīng)過生產(chǎn)驗證，使用客戶已超過 170,000 家，其中包括財富 100 強中的全部企業(yè)。通過實現(xiàn) IT 基礎架構的虛擬化，可以降低 IT 成本，同時提高現(xiàn)有資產(chǎn)的效率、利用率和靈活性。在全世界，各種規(guī)模的公司都享受著 VMware 虛擬化帶來的好處。數(shù)千家組織（包括財富 100 強中的

5、所有企業(yè)）采用 VMware 的虛擬化解決方案。了解全面虛擬化 IT 基礎架構將如何使您的公司受益。用戶選擇虛擬化軟件的 5 大理由提高現(xiàn)有資源的利用率：通過 整合服務器將共用的基礎架構資源聚合到池中，打破原有的“一臺服務器一個應用程序”模式。通過縮減物理基礎架構和提高服務器/管理員比率，降低數(shù)據(jù)中心成本：由于服務器及相關 IT 硬件更少，因此減少了占地空間，也 減少了電力和散熱需求。采用更出色的管理工具可以提高服務器/管理員比率，因此人員需求也得以減少。提高硬件和 應用程序的可用性，進而提高 業(yè)務連續(xù)性：可安全地備份和遷移整個虛擬環(huán)境而不會出現(xiàn)服務中斷。消除計劃內停機，并可從計劃外故障中立即

6、恢復。實現(xiàn)了運營靈活性：由于采用動態(tài)資源管理、加快了服務器部署并改進了桌面和應用程序部署，因此可響應市場的變化。提高桌面的可管理性和安全性：幾乎可在所有標準桌面計算機、筆記本電腦或 Tablet PC 上部署、管理和監(jiān)視 安全桌面環(huán)境，無論是否能連接到網(wǎng)絡，用戶都可以在本地或以遠程方式對這種環(huán)境進行訪問。隨著虛擬化技術的流行，服務器虛擬化已經(jīng)滲透到各個領域。用戶使用主機虛擬化的理由之一就是最大化的利用主機的硬件資源。單一的主機將不再僅僅提供單一的服務，而是一個擁有多個內嵌系統(tǒng)及業(yè)務的硬件環(huán)境。隨著業(yè)務的增長，企業(yè)對存儲的需求日益龐大。那么在當前的虛擬化環(huán)境下，用戶將面臨什么樣的問題？存儲系統(tǒng)如

7、何滿足虛擬主機存儲管理的要求？存儲系統(tǒng)如何進行簡單、快速的部署？存儲系統(tǒng)如何支撐虛擬主機的高可靠性？存儲系統(tǒng)如何匹配虛擬化主機環(huán)境從而滿足性能的需求？存儲系統(tǒng)如何降低虛擬化環(huán)境的使用成本？存儲系統(tǒng)如何滿足日益增長的容災需求？面對上面的問題，什么樣的存儲系統(tǒng)才能滿足要求呢？首先是管理。虛擬機的優(yōu)勢就是集中、系統(tǒng)的集中化管理。虛擬化存儲設備在管理上首先要求的就是數(shù)據(jù)的集中存儲，分散的數(shù)據(jù)將不利于高效的存儲，例如存儲空間的分配、存儲資源的劃分等。第二，虛擬化環(huán)境中存儲系統(tǒng)需要提供簡單、快速的部署能力。虛擬主機的擴展和分配是方便的，用戶可以在最短的時間內部署虛擬化主機系統(tǒng)，如果后端存儲沒有良好的支撐能

8、力，虛擬主機就無法完成正常部署，導致上線工作將延后進行。因此，能夠提供集中管理的存儲系統(tǒng)，同時提供快速部署，空間劃分，靈活配置的存儲系統(tǒng)才能滿足虛擬化的環(huán)境。第三，很多的虛擬化系統(tǒng)都可以支持基于系統(tǒng)的高可靠管理。例如：系統(tǒng)切換、遷移、災難響應等。虛擬化環(huán)境下的存儲系統(tǒng)應該與虛擬化系統(tǒng)具備良好的兼容性，為虛擬化的高可靠性提供良好的支撐平臺。第四，面對虛擬化主機的增加，傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)已經(jīng)無法提供更好的性能增長。我們知道，傳統(tǒng)的磁盤陣列中，當硬盤增加到一定數(shù)量時，存儲系統(tǒng)無法得到更好的性能，傳統(tǒng)SAN陣列一旦配置就很難變更或“重新供應” 供應問題經(jīng)常被認為是存儲管理的主要難點，這其中的主要原因就是傳

9、統(tǒng)磁盤陣列的存儲架構。能夠支撐更多虛擬系統(tǒng)的存儲設備，應該具備性能的彈性存儲特性，當主機的增加導致存儲的需求加大時，存儲系統(tǒng)應該有能力完成性能的提升。第五，從技術角度看，虛擬主機環(huán)境為用戶帶來了更高的主機使用率；從成本角度考慮，虛擬化環(huán)境為用戶節(jié)省了大量的投資服務器的采購數(shù)量大大降低。面對當前不良經(jīng)濟環(huán)境，最大限度節(jié)省成本成為了用戶更為關心的焦點。而低成本并不意味著低效率，優(yōu)秀的存儲產(chǎn)品在低成本的同時，可以提供更加優(yōu)秀的投資回報率。第六，虛擬機系統(tǒng)關系著企業(yè)的業(yè)務能否正常的運行，但數(shù)據(jù)才是企業(yè)真正的命脈，任何的數(shù)據(jù)丟失對于企業(yè)來說都是災難性的。隨著容災熱的到來，企業(yè)在有條件的情況下采用必要的手

10、段進行數(shù)據(jù)容災保護是非常明智的選擇。能夠支撐虛擬化環(huán)境的存儲設備，應能提供完備的容災解決方案，這些方案可以幫助用戶降低數(shù)據(jù)丟失的風險，使得用戶在管理上更輕松，使用存儲設備時更放心，災難發(fā)生時可以從容應對。上述這些與存儲相關的問題在虛擬服務器環(huán)境中表現(xiàn)得更加突出。靈活性對于虛擬環(huán)境來說十分關鍵，存儲系統(tǒng)應具備出色的適應能力和易管理性，靈活性方面的欠缺將不利于發(fā)揮虛擬服務器基礎設施的優(yōu)勢。我們將針對以上問題，對惠普公司的虛擬化存儲產(chǎn)品及方案進行詳細的介紹。第二章、基于HP 3PAR的整體解決方案3.1、方案設計的原則源自技術先進性、可擴充性、高可靠性、高可用性、成熟性、可管理性的設計原則和總體設計

11、思想，依靠業(yè)界優(yōu)秀技術設計理念和產(chǎn)品，借鑒了包括在內的全球眾多成功案例和實際經(jīng)驗，我們設計了整體的虛擬化存儲解決方案。技術先進性：系統(tǒng)設計采用當前先進而成熟的技術，不僅可以滿足本期工程的需求，也掌控未來的發(fā)展方向。從技術角度出發(fā)著眼未來，確保用戶獲得技術成熟并且先進的產(chǎn)品方案?？蓴U充性：在系統(tǒng)設計時充分考慮可擴充性，從而確保新功能、新業(yè)務的增加在原有的系統(tǒng)平臺上擴展和實現(xiàn)。確保虛擬化存儲設備對主機系統(tǒng)的廣泛支撐能力。高可靠性：虛擬化存儲平臺具有高可靠性，具備先進的容災的設計。充分保證系統(tǒng)的高擴展能力和高容錯能力，具有通道負載自動均衡能力和存儲系統(tǒng)性能調節(jié)能力，同時提供極為充分的可靠性各項指標設

12、計。高可用性：在線磁盤系統(tǒng)不停機情況下，實現(xiàn)不停機擴容、維護、升級等服務，提高性能以滿足新的業(yè)務需求?？晒芾硇裕禾峁┕δ軓姶蟮墓芾碥浖Υ鎯ο到y(tǒng)進行有效的管理?？蓪嵤┬裕哼x用成熟的技術，成熟的案例經(jīng)驗和設計方案，制定詳細的技術實施方案。3.2、方案設計的思路和架構我們將按照以下的思路進行系統(tǒng)構建：建立完整的虛擬化存儲解決方案，實現(xiàn)足以支撐當前以及未來存儲空間需求的大容量在線存儲系統(tǒng)。實現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線高可用性，避免由于邏輯故障、人為因素、意外事件導致的計劃外停機。配置企業(yè)級磁盤存儲產(chǎn)品，將用戶系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集中存儲至核心存儲中。充分利用用戶現(xiàn)有網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速共享。通過全球知名的HP品牌與全面

13、的服務網(wǎng)絡提供優(yōu)質解決方案，以及最佳的產(chǎn)品組合和兼容性。本方案，經(jīng)過我公司多年IT建設經(jīng)驗總結而出，針對天津中德技術學院的業(yè)務專門設計出的3PAR+VMware整體解決方案。3.4、方案說明結合用戶實際業(yè)務，本方案設計為采用集中存儲解決方案，將所有數(shù)據(jù)集中整合在一臺高可靠性的HP 3PAR存儲設備上。對于VMware平臺來說，HP 3PAR系統(tǒng)擁有以下五大優(yōu)點，我們可以看到3PAR與VMware結合后為客戶虛擬機平臺帶來的更強大的整合與集成能力，具體描述為：通過3PAR，提升VM存儲密度通過下面列出的3PAR的五大特性，VMware平臺的物理服務器可以部署更多的虛擬機。用戶需要做的是“增加每臺

14、物理服務器上面部署VM數(shù)量的密度。”3PAR與VAAI結合與VAAI結合， 3PAR能夠讓vSphere 充分利用存儲資源，通過高效的基于3PAR功能來提升的使用效率。精簡配置與零數(shù)據(jù)寫入，降低成本通過精簡配置技術及與精簡配置相關的軟件，可提高50%或者更多的用戶購買力，從而降低用戶初期投資。簡單的容災管理3PAR良好與VMware Site Recovery Manager功能進行結合，輕松實現(xiàn)VMware的數(shù)據(jù)容災。3PAR簡化存儲管理由于3PAR已經(jīng)集成到了VMware的vCenter中，管理人員可以輕松的通過vCenter對3PAR進行卷的管理和監(jiān)控。從而減少用戶對存儲設備操作的步驟，

15、進一步提高了虛擬機的可用性。3PAR優(yōu)化VMware配置通過3PAR的諸多功能，如動態(tài)調整、數(shù)據(jù)遷移、自動分級存儲等，用戶將體驗到3PAR是如此的適合VMware平臺。下面我們將結合3PAR與VMware的優(yōu)勢與特性進行方案說明。方案的具體配置為：下面，我們將對以上內容進行進一步介紹。以下是整體方案的架構圖。 存儲系統(tǒng)配置方案數(shù)據(jù)存儲層配置為統(tǒng)一的核心存儲系統(tǒng)，統(tǒng)一管理業(yè)務數(shù)據(jù)、保證數(shù)據(jù)的集中。各種類型數(shù)據(jù)集中存儲在磁盤陣列中，將數(shù)據(jù)庫存儲空間和文件存儲空間分配獨立的存儲分區(qū)，確保兩類不同特點的數(shù)據(jù)互不爭用存儲資源，特別是存儲緩存資源不會發(fā)生爭用。HP 3PAR StoreServ 7000是

16、基于虛擬化的磁盤陣列，所有的硬盤在進行初始化時，可以全部定義為一個虛擬硬盤池中，對應外部服務器的空間需求，可以很簡單的進行對應，前端的虛擬機的應用在未來有可能存在一個爆炸式的增長，而HP 3PAR StoreServ 7000可以通過增加硬盤到硬盤池的方式應對前端數(shù)據(jù)量的激增，同時因為是存儲池的方式對外提供存儲服務，消除了存儲熱點的產(chǎn)生，得到一個均衡而高效的存儲系統(tǒng)。配置10Krpm的SAS硬盤作為普通存儲層，配置SSD盤作為高速存儲層。其中普通存儲層采用Raid5(3+1)的方式進行Raid保護，高速存儲層才用Raid1+0的方式進行Raid保護。同時，配置了DO和AO軟件，可以根據(jù)業(yè)務的變

17、化，及時調整卷的Raid屬性，并將熱點數(shù)據(jù)塊及時的從普通存儲層挪到高速存儲層，全力保障關鍵應用的數(shù)據(jù)存取速度。網(wǎng)絡交換層，采用SAN交換機構成冗余和負載均衡的存儲網(wǎng)絡，由它來連接數(shù)據(jù)庫/應用服務器到存儲設備的數(shù)據(jù)訪問，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理層和存儲設備層的透明訪問，同時數(shù)據(jù)處理層和存儲設備層的設備，在統(tǒng)一SAN結構下，可以透明的橫向擴展。 備份系統(tǒng)方案推薦使用HP MSL2024 產(chǎn)品配合HP Data Protector軟件以實現(xiàn)D2DLAN-Free的備份方式，并能采用不同的備份策略（全量備份、增量備份和差分備份）進行備份。如果需要實現(xiàn)在線高速備份，只要在生產(chǎn)服務器上安裝Application Ag

18、ent就可以實現(xiàn)。備份策略可以根據(jù)應用的要求以及每個系統(tǒng)的RPO和RTO的要求，合理的制訂備份策略并且能夠滿足法律和法規(guī)方面對數(shù)據(jù)的強制要求。3.5、方案優(yōu)勢一：3PAR讓VMware整合更多的虛擬機從以下五大特性，我們可以看到3PAR與VMware結合后為客戶虛擬機平臺帶來的更強大的整合與集成能力：1、條帶化3PAR通過最為廣泛的條帶化能力，提升了單個VM的性能，使得每臺物理機上可以部署更多的VM。用戶不再為由于存儲端的性能較差，導致需要在物理服務器部署VM的時候減少VM部署的數(shù)量。2、網(wǎng)狀架構3PAR是真正的矩陣式控制器架構，控制器之間采用的是相對對稱的工作模式。這種網(wǎng)狀架構可以確保每個V

19、M都可以得到最大I/O能力。3、適應性緩存3PAR可以根據(jù)讀與寫的不同壓力對緩存的讀寫比例進行自動的調整。以VMware的VDI為例，當讀請求較大時，緩存將會分配更多的空間給讀緩存，提升數(shù)據(jù)讀操作的性能。4、持續(xù)緩存當存儲控制器出現(xiàn)故障時，傳統(tǒng)磁盤陣列為了確保數(shù)據(jù)的有效性會自動把寫緩存的功能關閉。而對于網(wǎng)狀架構多控制器的3PAR存儲來說，控制器在故障發(fā)生后會自動將緩存再鏡像到另外一個節(jié)點中，這樣就確保了寫存的性能。對于VMware用戶，如果由于控制器故障導致幾十甚至數(shù)百個虛擬機的性能驟然下降，是很多用戶所無法接受的事情。3PAR可以避免這個情況的發(fā)生，從而提高用戶VMware的可用性。5、隊列

20、深度眾所周知，存儲設備的端口都有相應的隊列深度。只有服務器端配置數(shù)量合適的隊列數(shù)量才能既不浪費端口資源，同時不會將端口的隊列堆滿。3PAR與VMware的“adaptive queue depth”實現(xiàn)了完美的結合。VMware會自動感知3PAR的隊列能力，從而在線、智能的對每個LUN的隊列進行調整。在存儲的優(yōu)化方面，為VMware管理員減低了大量的管理工作。3.6、方案優(yōu)勢二：3PAR與VMware VAAI結合（Hardware Assisted Locking、Block Zero、Full Copy）在 VMware 環(huán)境中，3PAR 支持 VMware 的 vStorage APIs

21、 for Array Integration (VAAI)，這樣可以明顯提高其存儲效率，將存儲相關的主要功能從 vSphere 管理程序卸載至 3PAR。Hardware Assisted Locking通常我們叫它 “硬件輔助鎖定”。這個功能支持VMware通過單一的 iSCSI 命令在指定區(qū)域，而不是 LUN 級別鎖定3PAR數(shù)據(jù)空間。與硬件輔助鎖定配合，可提高VMware虛擬服務器的密度和擴展性，包括提高VMware vSphere 的群集數(shù)和存儲卷數(shù)，同時不會降低可靠性和性能。對于VM來說，這是一個非常重要的功能，因為它可以耦合計算層和存儲層的資源，充分利用雙層資源為應用程序提供更多容

22、量。硬件輔助鎖定技術結合3PAR硬件背后的真正驅動力，通過緊密無縫的集成為ESX提供更多容量。Block Zero“塊清零”。塊清零是一個可以顯著簡化各項操作的功能，通過該技術可以避免大量從ESX主機發(fā)送到磁盤陣列的SCSI命令。比如：對VMware配置 VM、擴展精簡配置的虛擬磁盤 (VMDK)。使用“塊清零”功能，用戶可以采用分批的方式將大量零數(shù)據(jù)從主機移到 3PAR中，從而避免重復寫入零的操作，因為這些操作會降低主機的性能。例如，VMware在初始化VM時，可能需要對卷進行大量的寫零工作。因為這些動作的發(fā)生需要涉及對虛擬磁盤中每個扇區(qū)的清零操作，這個過程會占用大量的時間。如果結合塊清零技

23、術，可以為VMware節(jié)省該過程所需的大量SCSI命令。Full Copy“全復制”。全復制功能通過調用存儲的復制功能從而在后端陣列中大量移動數(shù)據(jù)，這個過程無需涉及主機的干涉。這種方法可以在管理程序內執(zhí)行，從而減少了以往VMware在克隆數(shù)據(jù)時百萬次的往返操作（服務器到存儲端），從3PAR的監(jiān)控界面中我們可以看到大量 I/O 活動被減少了。另外，VMware的 Storage vMotion也可以與該技術結合使用，在3PAR上用戶看到的結果是：復制操作現(xiàn)在僅需原來一半或更少的時間。3.7、方案優(yōu)勢三：精簡管理與降低成本（THIN 與VMware）當前，用戶在采購IT設備的時候，往往不再像以前一

24、樣只考慮硬件成本這一個因素，因為當太多的用戶需要面對復雜的IT設備維護時，他們需要投入更多的人力、財力和物力。設備運維需要投入的各項成本總和甚至超過了設備本身的價值。尤其針對VMware的用戶，虛擬化的目的之一是“通過虛擬機來降低投資”，為了達到投資降低的目的，用戶開始考慮如何降低相對隱性的運維成本。對于VMware與存儲設備的運維管理，3PAR表現(xiàn)出了強有力的優(yōu)勢。比如通過3PAR THIN技術，用戶可以在存儲的部署中減少50%的容量、能耗和機房空間。THIN Provisioning 和VMware。3PAR 精簡配置（Thin Provisioning）技術是一項綠色技術，可為用戶大節(jié)省

25、不必要的存儲開銷，簡化系統(tǒng)管理工作。從更高的層面來看，存儲的自動精簡配置是指在一個基于存儲區(qū)域網(wǎng)絡的存儲陳列中，能夠定義特定大小，并讓服務器使用比其所分配的實際寫入數(shù)據(jù)的存儲空間更大的 LUN或者卷。3PAR 精簡配置技術可以設置先為應用提供虛擬容量，然后根據(jù)應用需要為寫入的數(shù)據(jù)需求，來購買實際物理容量。對VMware來說，同樣有這樣一個VM層面的精簡配置技術，VMware本身提供的精簡配置技術可以提高虛擬機在物理服務器上的密度。但是，如果后端存儲沒有部署精簡配置功能，即使VMware使用了精簡配置技術，在存儲端依然會占用全部的磁盤空間，所有VM的虛擬卷的大小都會被占用到存儲空間中，對用戶來說

26、這是極大的浪費。因此，對于3PAR與VMware的用戶來說，3PAR與VMware同時配置采用精簡配置是最佳的選擇。當3PAR部署精簡配置后，在存儲端，只有被寫入VM中的真正數(shù)據(jù)空間才會在3PAR中進行分配。這樣，用戶可以充分享受精簡配置帶來的好處，管理員不必花時間過多考慮存儲空間是否夠用，LUN的規(guī)劃是否合理等。最終，用戶初期對存儲空間的投資大量減少，并且降低了后期存儲空間的維護量。THIN Conversion 和VMware。3PAR 精簡轉換（Thin Conversion）是一項3PAR獨有的技術，該技術保證數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)卷復制或寫入到目標的精簡配置卷時，目標卷只分配數(shù)據(jù)空間，對于源卷中

27、已有的“零數(shù)據(jù)”，精簡轉換技術將確保不會被寫入到目標卷中。舉例來說，VMware Storage vMotion或做克隆等遷移工作時，3PAR 精簡轉換運用Gen3 ASIC 的零檢測功能識別卷中未使用的空間（零數(shù)據(jù)），從而將“臃腫”的傳統(tǒng)卷轉換為“精簡”卷。這一過程，用戶可以從任何其他存儲陣列上的“臃腫”卷遷移到3PAR上的“精簡”卷，以獲得3PAR精簡配置帶來的好處。因此，用戶做Storage vMotion時，目標卷將是真正的精簡狀態(tài)，不產(chǎn)生額外的空間分配。THIN Persistent 和VMware。3PAR 精簡持續(xù)（Thin Persistent）是一項對精簡配置卷保持瘦身狀態(tài)的優(yōu)秀功能。從技術角度講，用戶在操作系統(tǒng)層面刪除數(shù)據(jù)后，存儲端不會被通知該數(shù)據(jù)被刪除的動作。所以，在精簡配置卷中，這些被刪除的空間也不會被釋放出來，從而導致了用戶磁盤空間利用低下。因此，3PAR 精簡持續(xù)存在的原因就如同精簡轉換一樣，精簡持續(xù)使用3PAR 精簡引擎來連續(xù)回收3PAR存儲卷內與已刪除數(shù)據(jù)相關的未使用空間。3PAR的Gen3 ASIC 芯片會自動檢測到零數(shù)據(jù)，并釋放它們