例析VMware虚拟机私有云方案

作者:课课家教育更新于： 2016-04-15 00:23:27

　　在Vmware看来，云计算是一种计算方法，是一种做计算的架构，可以将按需提供和自助管理的虚拟化基础架构高效地汇集成资源池，并且以服务的形式来提供。在未来的发展过程中充分利用现有投资实现企业“私有云”，这能够使得客户企业内部的IT更像服务，通过采用云计算打开一些机会之门。

　　私有云是企业在云计算时代一个转型的主要方向，它的出现是源于企业传统基础架构多以Client/Server或InternalWeb方式的存在，且已经投入生产。鉴于企业业务本身信息敏感的特点，由外部服务商提供的公有云解决方案并不适合绝大多数的企业应用。所以，有组织内部IT或私有云提供商负责，在企业内部构建的私有云解决方案成为必然的选择。21世纪第一个十年，服务器虚拟化在行业内蓬勃发展。回顾过往，服务器虚拟化现在看来只是私有云的初级形态。现今的私有云解决方案中已经包含了应用虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化，现在的私有云概念是将原先独立的计算单元合并，以池化展现，并且按需分配给用户。而且这些池化以后的计算单元，即可以与原先的架构整合独立工作，也可以相互整合，形成从上至下的虚拟化，组成现在广义上的云计算。

　　从本篇开始，楼主会逐渐介绍一些云计算（私有，混合）的案例，虽然自身在这方面学艺不精，但是希望通过介绍过程一并学习，提供一些读者感觉有价值的信息，并且互相交流。

　　VSPEX是一个面向企业的、经过EMC验证的，整合计算、Hypervisor、网络、存储，让用户可以简单创建，管理私有云基础架构的产品组合。简单来看，VSPEX作为一揽子的整体解决方案，可以降低用户在基础架构上的软硬件和人力投入，目的是让企业的IT组织可以更快的进行企业内部的私有云转型。

　　解决方案中主要组件：

　　白皮书描述了使用EMCVSPEX验证的基础架构解决方案基于VMwarevSphere5.5和EMCVMAX3系统支持5,600个虚拟机的私有云部署。解决方案的架构如下：

　　图中可以看到，这个解决方案中牵涉的主要组件有：

　　虚拟化层：VMwarevSphere，包括VMwarevSpherehypervisor虚拟化核心和VMwarevCenter系统管理软件，并结合VAAI和VASA两个存储端API插件与ESI管理插件。

　　计算层：VSPEX提供了灵活虚拟机配置，根据不同类型的虚拟机可配置CPU、内存及网络。

　　网络层：VSPEX网络支持冗余，流量隔离、链路聚合，96Gb/s的总带宽。

　　存储层：VMAX3，利用VMAX3的HypermaxOS与VirtualProvisioning功能将存储资源池化，并结合性能的SLO优化性能利用率与Multicoreemulation优化CPU利用率。

　　备份与恢复：使用Avamar结合DataDomain实现数据保护与备份。（可选）

　　白皮书用将近30页的篇幅描述了每层的中组件的功能与优势。楼主这里就不一一复述了，有兴趣的读者可以下载附件中的原文，看一下第二章和弟三章的内容，了解一下每个组件中的软硬件特点。

　　解决方案的部署特点：

　　第四章内容楼主个人认为是白皮书的重点，总结下来有以下几点：

　　1.VSPEX是一个存储、网络、计算的的平衡体，所以客户在部署的时候需要满足一些VSPEX的最小服务器和网络需求。以下是初始配置单引擎VMAX3支持700个虚拟机的最小系统需求的参考配置列表。随着虚拟机数量的增加，最低需求需要按倍速增长。

　　2.CPU配置方面，其中vCPU的Ratio设置是4:1，即每个物理CPU对应4个vCPU，这个配置的基于平均测试的负载，由于实际情况中，企业内的虚拟机配合不同的应用，对性能的要求不尽相同。实际部署后用户也可以基于虚拟机进行动态调整。

　　3.内存方面，每个虚拟机分配2GB内存，预留2GB内存给vSphere主机用作Hyervisor调度。同时，vSphere启用一些内存虚拟化功能，例如ballooning、transparentpagesharing、NUMA等等优化内存使用效率。与CPU资源分配一样，内存分配也是就与测试的平均水平，实际部署也是需要用户根据负载进行调整的。

　　3.网络方面，解决方案IP网络使用用户访问网络与管理网络隔离的部署方式，并结合存储网络FC作为vSphere到VMAX的数据传输。

　　4.存储端，存储VMware虚拟机的datastore可以通过VMFS、NFS、RDM不同的协议进行访问。容量方面，VSPEX存储部署可以根据用户规模，以350个虚拟机为单位规划存储容量，以下是对应350个虚拟机的分布图。其中使用了8个闪存盘与82个SAS盘。并持续扩张到5600个虚拟机的支持。（单个VMAX100K的系统上限）

　　5.高可用方面，解决方案分别使用虚拟化层、计算层、网络层、存储层的冗余架构，保证从上至下的全线高可用。

　　虚拟机规划：

　　由于前文中提到的虚拟机由于运行的负载不同，所需要的系统资源也是不一样的，本解决方案中介绍了一种规划虚拟机的方法。内容是这样根据从几个维度，并且以RVM为单位来规划实际的虚拟机部署。RVM是ReferenceVirtualMachine的简称，基本上就是按照CPU、内存、IOPS与容量的组合定义一个VM处理单元。然后用户根据需要实际部署的虚拟机的负载，选取最大的某个资源类型来规划需要几个RVM。

　　例如下图中的一个I/O要求较高的应用，需要200IOPS以及16GB的内存，容量与CPU方面则相对较低。那么在规划的时候，需要分配8个RVM给这台实际的虚拟机。依次类推，遍历所要部署的所有应用，完成资源的规划。

　　最后，白皮书的5-7章分别给出了配置与验证解决方案的过程，这些过程对于实际实施VPSEX来说非常有用，可以按部就班操作，同样推荐下载留档。

　　总结下来，这篇解决方案是一个从介绍VSPEX中所包含的EMC产品特点，到VSPEX部署私有云解决方案架构概览与细节，以及设计与实施的综合呈现。对于想了解或有计划实施私有云的用户都有很好的参考价值。楼主个人非常喜欢里面介绍的根据四维度规划虚拟机的方法，虽然这个方法不见得很复杂，但是它能够非常简单操作。同时也满足按需分配原则，防止系统资源短板的情况发生，还能让管理员在使用这种方法的过程中，对自己的应用的系统资源分配情况加深了解。

　　结语：

　　以上是私有云案例，EMC解决方案的内容，有兴趣的朋友可以继续关注课课家“系统/运维”板块。