Oracle-VM-虛擬化方案建議書-深聯(lián)1.doc

深聯(lián)實業(yè)Oracle VM虛擬化方案建議書2011年4月目錄1方案概述31.1項目背景31.2Oracle VM解決方案32方案說明62.1需求分析62.2方案介紹62.3拓撲圖72.4詳細說明82.4.1軟硬件規(guī)格82.4.2虛擬架構(gòu)主體部分Oracle VM Server92.4.3SAN集中存儲實現(xiàn)虛擬服務(wù)器的文件共享102.4.4Oracle VM Manager的安裝配置102.4.5網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃102.4.6數(shù)據(jù)備份方案112.5Oracle VM技術(shù)特性122.5.1特性與優(yōu)勢122.5.2管理工具122.5.3虛擬機負載均衡132.5.4在線遷移142.5.5高可用152.5.6快速應(yīng)用部署152.5.7從其它虛擬化產(chǎn)品遷移152.5.8物理機到虛擬機的切換152.5.9應(yīng)用模板162.5.10資源分配與管理162.5.11性能172.6實施方案181 方案概述1.1 項目背景近幾年我國IT行業(yè)發(fā)展速度快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模日益擴大，無論是企業(yè)或者政府在發(fā)展過程中隨著部門和應(yīng)用的增多，都需要大量的服務(wù)器來滿足自身的發(fā)展需求。與此同時，服務(wù)器硬件性能越來越高, 而對于某些企業(yè)而言，由于應(yīng)用的局限性，一些服務(wù)器使用率卻在下降，形成了資源的浪費。隨著服務(wù)器數(shù)量的增多，這樣就會造成如下問題：l 成本高硬件成本較高。運營和維護成本高，包括數(shù)據(jù)中心空間、機柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本等。l 缺乏高可用性可用性低， 因為每個服務(wù)器都是單機，如果都配置為雙機模式成本更高。系統(tǒng)維護和升級或者擴容時候需要停機進行，造成應(yīng)用中斷。l 缺乏可管理性數(shù)量太多難以管理，新服務(wù)器和應(yīng)用的部署時間長，大大降低服務(wù)器重建和應(yīng)用加載時間。硬件維護需要數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和數(shù)小時的維護窗口。l 兼容性差系統(tǒng)和應(yīng)用遷移到新的硬件需要和舊系統(tǒng)兼容的系統(tǒng)。1.2 Oracle VM解決方案針對以上現(xiàn)狀，oracle 公司提供了自己的虛擬化產(chǎn)品：Oracle VM。在ORACLE VM虛擬架構(gòu)中，用戶可以把資源看成是專屬于他們的，而管理員則可在企業(yè)范圍內(nèi)管理和優(yōu)化整個資源。Oracle企業(yè)虛擬化架構(gòu)可以通過增加效率、靈活性和響應(yīng)能力來降低企業(yè)的IT花費。管理一個虛擬架構(gòu)可以讓IT部門更快的連接和管理資源，以滿足商業(yè)所需。虛擬架構(gòu)可以讓IT部門達成以下目標(biāo)：l 35%-75% TCO 節(jié)省l 通過將整合多個物理服務(wù)器到一個物理服務(wù)器降低40軟件硬件成本；l 整合比：生產(chǎn)環(huán)境20-30 : 1 ，開發(fā)測試環(huán)境25-35 : 1；l 每個服務(wù)器的平均利用率從5-15%提高到60%-80%；ll 降低70-80%運營成本， 包括數(shù)據(jù)中心空間、機柜、網(wǎng)線，耗電量，冷氣空調(diào)和人力成本。l 提高應(yīng)用的高可靠性l 通過Oracle虛擬化管理平臺還可以實現(xiàn)應(yīng)用的高可用性需求，平臺中的任意一個物理主機或虛擬機如果出現(xiàn)故障，通過管理平臺監(jiān)控工具可以自動發(fā)現(xiàn)，并把主機上的虛擬機切換到其他可用的主機上。通過Oracle虛擬化管理平臺還可以實現(xiàn)虛擬機的在線遷移，遷移就是把運行的虛擬機從一臺物理服務(wù)器上面實時搬遷到另外一臺物理服務(wù)器上面。服務(wù)器hypervisor在接到遷移指令時，源系統(tǒng)上的系統(tǒng)管理程序?qū)⑴c目標(biāo)系統(tǒng)上的系統(tǒng)管理程序協(xié)作，共同為保留遷移中的虛擬機準(zhǔn)備足夠的空間。于是內(nèi)存通過網(wǎng)絡(luò)復(fù)制， 直到只剩下“hot”內(nèi)存為止。因為源設(shè)備上的虛擬機仍在運行并為客戶提供服務(wù)，我們將“hot”內(nèi)存定義為仍在活躍使用中的內(nèi)存。然后，源系統(tǒng)管理程序暫停該虛擬機并復(fù)制剩下的hot內(nèi)存。隨后，在目標(biāo)設(shè)備上的系統(tǒng)管理程序讓該虛擬機運行起來。由于所有的網(wǎng)絡(luò)和輸入/輸出連接都保存在復(fù)制的內(nèi)存中，所有這些連接都具有持久性，因此在短暫的暫停后（15-30 min， 每年節(jié)省10,000 人/小時（300臺服務(wù)器）；l 以前硬件維護需要之前的數(shù)天/周的變更管理準(zhǔn)備和1 - 3小時維護窗口，現(xiàn)在可以進行零宕機硬件維護和升級。l 提高服務(wù)水平l 幫助您的企業(yè)建立業(yè)務(wù)和IT資源之間的關(guān)系，使IT和業(yè)務(wù)優(yōu)先級對應(yīng)；l 將所有服務(wù)器作為大的資源統(tǒng)一進行管理，并按需自動進行動態(tài)資源調(diào)配；l 舊硬件和操作系統(tǒng)的投資保護l 不再擔(dān)心舊系統(tǒng)的兼容性，維護和升級等一系列問題。l Oracle虛擬化架構(gòu)兼容IT業(yè)界90的軟硬件。2 方案說明2.1 需求分析深聯(lián)實業(yè)需要搭建一個全新的虛擬化環(huán)境，利用現(xiàn)有服務(wù)器為多個部門的提供應(yīng)用。部門之間的應(yīng)用各自獨立，且互不影響。根據(jù)深聯(lián)實業(yè)的內(nèi)部規(guī)劃，需要實施虛擬化的服務(wù)器基于以下幾個部門：財務(wù)、人事、AD。除此之外，公司還可能會添加以下應(yīng)用服務(wù)器：CRM、防病毒、會議服務(wù)器、物業(yè)管理服務(wù)器、IP Phone服務(wù)器。所有的應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)都需要通過FC SAN連接到存儲上，并且服務(wù)器要實現(xiàn)高可用，避免數(shù)據(jù)丟失。綜合上面情況，公司需要至少8臺服務(wù)器提供給各部門應(yīng)用，并且以后隨時會添加新的應(yīng)用。如果使用物理服務(wù)器會大大提高成本，而且不利于管理。2.2 方案介紹根據(jù)用戶需求以及提供的服務(wù)器，本次項目按以下方式部署：2臺戴爾R810服務(wù)器（4C）作為Oracle VM服務(wù)器，并作雙機熱備。所有的應(yīng)用服務(wù)器可按照用途劃分對應(yīng)的虛擬機。2臺戴爾R710服務(wù)器（2C）作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器1臺PC作為Oracle VM 管理服務(wù)器，可通過web頁面實現(xiàn)對Oracle VM服務(wù)器的管理。1臺戴爾MD3200 SAN陣列存儲用于存儲Oracle VM服務(wù)器的數(shù)據(jù)文件，實現(xiàn)HA，動態(tài)遷移等功能。同時，其他應(yīng)用服務(wù)器也連接到磁盤柜實現(xiàn)共享存儲。通過共享的FC SAN存儲架構(gòu)， 可以最大化的發(fā)揮虛擬架構(gòu)的優(yōu)勢，進行在線地遷移正在運行的虛擬機，進行動態(tài)的資源管理， 和集中的基于虛擬機快照技術(shù)的Lan Free的整合備份等，而且為以后的容災(zāi)提供擴展性和打下基礎(chǔ)。2.3 拓撲圖2.4 詳細說明2.4.1 軟硬件規(guī)格l 硬件部分：服務(wù)器名稱配置數(shù)量戴爾R810機架式2U服務(wù)器4顆英特爾至強六核 E7-4807 1.86GHz, 18M 緩存, 4.80 GT/s ，32GB (16x1 GB) 1333 MHz單列RDIMM內(nèi)存，用于4個CPU配置4塊146GB 15K RPM 6Gbps SAS 2.5英寸熱插拔硬盤DVD ROM, 冗余電源，1100瓦,導(dǎo)軌，RAID 5不含操作系統(tǒng)3年 (7x24) 4小時上門服務(wù)2臺戴爾R710機架式2U服務(wù)器2顆英特爾至強四核 E5620 /2.4GHz, 12M 緩存, 8 GB (4x2GB) 4塊146GB 15K RPM SAS 2.5英寸熱插拔硬盤DVD ROM, 冗余電源，570瓦,導(dǎo)軌，RAID 5含sever2008標(biāo)準(zhǔn)版操作系統(tǒng)3年 (7x24) 4小時上門服務(wù)2臺戴爾MD3200 SAN陣列存儲2塊1TB 3.5英寸7.2K RPM 近線, 6Gbps SAS 硬盤4塊6 GB SAS HBA卡冗余電源，導(dǎo)軌3年 (7x24) 4小時上門服務(wù)（1臺）1臺l 軟件部分：Oracle VM Server 2.2.1Oracle VM Manager 2.2.0Oracle Linux 5.52.4.2 虛擬架構(gòu)主體部分Oracle VM Server本方案的主體部分是兩臺安裝了Oracle VM Server軟件的服務(wù)器，它直接安裝在物理服務(wù)器的裸機上，將物理服務(wù)器上的處理器、內(nèi)存、存儲器和網(wǎng)絡(luò)資源抽象到多個虛擬機中通過跨大量虛擬機共享硬件資源提高了硬件利用率并大大降低了資金和運營成本通過高級資源管理、高可用性和安全功能提高了服務(wù)級別 - 對于資源密集型的應(yīng)用程序也不例外。按照深聯(lián)實業(yè)的具體應(yīng)用，建議虛擬機配置如下：l CPU個數(shù)每臺服務(wù)器建議配置1顆CPU，負載較大（如CRM）可分配2顆。l Memory配置每個虛擬機分配4GB的內(nèi)存。l 存儲設(shè)計主機本地存儲需求，用于每個虛擬機安裝操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫軟件、應(yīng)用系統(tǒng)，建議每臺機架式服務(wù)器配置兩塊146G硬盤，兩塊硬盤作鏡像，可以提供140G左右可用空間。磁盤陣列存儲需求，用于存儲業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，每個虛擬機大概需要100G存儲空間，總共需要1200G存儲空間，考慮到以后擴展要求，建議可以滿足25個虛擬機的需要，建議存儲空間為2500G。2.4.3 SAN集中存儲實現(xiàn)虛擬服務(wù)器的文件共享方案中采用SAN集中存儲方式，這樣可以將每個虛擬機的文件系統(tǒng)創(chuàng)建在共享的SAN集中存儲陣列上，OCFS2是 虛擬機文件系統(tǒng)，是一種高性能的群集文件系統(tǒng)，允許多個Oracle VM Server 安裝同時訪問同一虛擬機存儲。由于Oracle VM的虛擬架構(gòu)系統(tǒng)中的虛擬機實際上是被封裝成了一個檔案文件和若干相關(guān)環(huán)境配置文件，通過將這些文件放在SAN存儲陣列上的OCFS2文件系統(tǒng)中，可以讓不同服務(wù)器上的虛擬機都可以訪問到該文件，從而消除了單點故障。2.4.4 Oracle VM Manager的安裝配置Oracle VM Manager建議安裝在RHEL5或者Oracle Linux 5的操作系統(tǒng)上。Oracle VM Manager服務(wù)器需需要保證與Oracle VM Server網(wǎng)絡(luò)連通。2.4.5 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建議虛擬服務(wù)器與存儲網(wǎng)絡(luò)使用不同的網(wǎng)段。兩臺Oracle VM Server與兩臺Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器均分配同一網(wǎng)段的靜態(tài)內(nèi)網(wǎng)IP。Oracle VM Manager與Oracle VM Server網(wǎng)絡(luò)需互通。2.4.6 數(shù)據(jù)備份方案在Oracle VM的虛擬化環(huán)境里，Oracle為企業(yè)用戶提供了三種備份方式，用戶可以根據(jù)實際需求選擇l 基于應(yīng)用層的備份由于每一臺虛擬機針對用戶來講，都相當(dāng)于一臺真實的服務(wù)器，所以在真實物理服務(wù)器上使用的大多軟件都可以在虛擬機上使用，比如備份工具。若用戶使用的是windows Server 2008操作系統(tǒng)，則可以使用其自帶的Windows Server Backup工具實現(xiàn)數(shù)據(jù)備份。也可以使用任何基于win2008操作系統(tǒng)的第三方備份工具。若用戶使用的RHEL5操作系統(tǒng)，則可以使用tar、dump、cpio、dd等工具實現(xiàn)系統(tǒng)的備份功能。l 基于虛擬機操作系統(tǒng)備份Oracle VM的模板功能可以實現(xiàn)對虛擬機操作系統(tǒng)的備份，該功能將當(dāng)前環(huán)境下操作系統(tǒng)的狀態(tài)直接備份成一個映像文件，相當(dāng)于我們熟悉的ghost軟件。用戶還可以自動定時備份，當(dāng)出現(xiàn)問題時只需要調(diào)用備份的模板即可實現(xiàn)還原。關(guān)于模板的詳細介紹，可以參見本方案2.5.9小節(jié)。l 基于存儲設(shè)備的備份 虛擬機的操作系統(tǒng)對于物理機來說只是一個映像文件。在此次方案中，為了實現(xiàn)虛擬機之間的HA，虛擬機的映像文件均放在存儲上。 MD3200的可選數(shù)據(jù)保護功能包括快照、虛擬磁盤復(fù)制(VDC)。快照每個虛擬磁盤最多可支持8個快照，每個系統(tǒng)總共可支持128個快照。 這些功能通常在需要及時“凍結(jié)”數(shù)據(jù)的情況下使用。虛擬磁盤復(fù)制虛擬磁盤備份是在任意時刻及時對現(xiàn)有虛擬磁盤進行完全復(fù)制的功能，通常用于決策支持和應(yīng)用程序開發(fā)測試。2.5 Oracle VM技術(shù)特性2.5.1 特性與優(yōu)勢Oracle 虛擬機包含兩部分：Oracle VM Server 及Oracle VM 管理工具，兩者互相獨立。 Oracle 虛擬機是Oracle定制的開源服務(wù)器虛擬化軟件，以單CD方式提供，直接安裝在裸機上，整個安裝過程只需幾分鐘；支持32/64位客戶機；最大支持64路的SMP架構(gòu)，每個Guest最大支持32路處理器，遠遠高于其它產(chǎn)品4個處理器的支持能力，滿足企業(yè)大型應(yīng)用的需求。Oracle 虛擬機具有其它虛擬化產(chǎn)品的所有特性，包括在線遷移，高可用，負載均衡，I/O資源管理，虛擬機克隆等，同時，Oracle還為企業(yè)用戶提供基于虛擬化方案的快速應(yīng)用部署，包括物理機到虛擬機的轉(zhuǎn)換，模板技術(shù)等，減少軟件部署的復(fù)雜度，提高應(yīng)用部署效率。2.5.2 管理工具Oracle虛擬機管理工具是Oracle獨立開發(fā)的虛擬機管理解決方案，提供包括虛擬機的生命周期管理，包括虛擬機的創(chuàng)建、配置、克隆、共享、啟動、遷移等，涉及虛擬機管理的所有內(nèi)容；同時提供客戶機訪問的VNC客戶端。Oracle虛擬機管理工具是基于瀏覽器的集中管理解決方案，采用分層結(jié)構(gòu)，最底層是Oracle Database XE，用于存放虛擬機的相關(guān)信息，用戶信息等，并通過安裝在VM Server上的Agent和VM Server通信，是整個虛擬機管理的核心；其上是OC4J中間件層，是上層應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫聯(lián)系的紐帶，最上層是JAVA實現(xiàn)的Web應(yīng)用，用戶不需要安裝客戶端軟件，這種結(jié)構(gòu)可以用單個管理工具對企業(yè)內(nèi)部所有虛擬機實現(xiàn)集中統(tǒng)一的管理。虛擬機管理工具如下圖所示： 管理工具2.5.3 虛擬機負載均衡Oracle虛擬機方案以服務(wù)器池（Server Pool）為基本單元，服務(wù)器池是一個或多個物理服務(wù)器的集合，用戶可以根據(jù)應(yīng)用的類型和規(guī)模決定某個服務(wù)器池所包含的物理服務(wù)器的數(shù)量。所有的高級特性都是以服務(wù)器池為操作對象。虛擬機服務(wù)器池的負載均衡有如下好處：服務(wù)器（子）池中所有虛擬機自動實現(xiàn)負載均衡用戶可以根據(jù)喜好自定義服務(wù)器子池根據(jù)計算資源（處理器及內(nèi)存）選擇服務(wù)器有效利用資源確保不會因為宕機服務(wù)器影響虛擬機加電啟動，當(dāng)服務(wù)器池中的某個物理服務(wù)器失效需要啟動其上的客戶機時，VM 管理工具會根據(jù)該池中計算資源的使用狀況決定用哪一臺服務(wù)器來運行該客戶機。如下圖所示：2.5.4 在線遷移在線遷移是指在保證客戶的業(yè)務(wù)不中斷的情況下，將某個客戶機由一臺物理服務(wù)器遷移到與該服務(wù)器處于同一個服務(wù)器池中的另一臺物理服務(wù)器上，整個過程快速而安全。為了實現(xiàn)在線遷移（包括后文提及的高可用），虛擬化方案對硬件有一些特殊要求：所有客戶機需要共享統(tǒng)一存儲，可以是SAN，NAS，iSCSI的共享存儲；所有客戶機的數(shù)據(jù)包括映像文件，配置文件都集中存放在共享存儲上；目標(biāo)物理服務(wù)器和源服務(wù)器需要具有相同型號的CPU，用以保證內(nèi)存數(shù)據(jù)遷移之后能被正確識別Oracle VM的在線遷移具有如下特性：默認的安全在線遷移無需額外硬件無需專用網(wǎng)絡(luò)更安全，更靈活其它虛擬化產(chǎn)品遷移虛擬機數(shù)據(jù)時往往需要專用網(wǎng)絡(luò)，同時更容易造成敏感數(shù)據(jù)如帳號，密碼等的泄漏。2.5.5 高可用虛擬機的高可用時針對客戶機整體的高可用方案，當(dāng)單個虛擬機失效時，自動重啟該虛擬機；如果服務(wù)器池中的某個物理服務(wù)器失效，運行于該服務(wù)器上的所有虛機在負載均衡的配合下自動重啟，無需人工干預(yù)。Oracle 虛擬家高可用具有如下特性：基于可靠的Oracle Clusterware 技術(shù)實現(xiàn)重啟精確的心跳和鎖管理可靠的失效檢測及保護無需復(fù)雜的傳統(tǒng)高可用集群，及時可靠最經(jīng)濟的解決方案無需修改客戶機，無需使用客戶機代理和在線遷移一樣，Oracle虛擬機的高可用也需要服務(wù)器池中所有服務(wù)器共享存儲。2.5.6 快速應(yīng)用部署使用Oracle虛擬化方案的客戶可以簡單的分為兩種：從其它虛擬化產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到Oracle虛擬化產(chǎn)品上，或者全新的虛擬化方案。無論哪種情況，Oracle都提供了合理的方案幫助用戶實現(xiàn)快速遷移或應(yīng)用部署。2.5.7 從其它虛擬化產(chǎn)品遷移如果用戶原來使用的是VMWare的虛擬化方案，遷移到Oracle的產(chǎn)品上非常簡單，只需要將VMWare的虛擬機映像通過Oracle 的虛擬機管理工具導(dǎo)入就可以實現(xiàn)，這種方式支持Linux和Windows的客戶機。2.5.8 物理機到虛擬機的切換用戶還可以通過Oracle VM Server的安裝光盤啟動原來運行需要轉(zhuǎn)移到虛擬化方案的物理機，利用Oracle提供的向?qū)瓿蓪⒃胁僮飨到y(tǒng)克隆成Oracle的虛擬機映像，再通過管理工具導(dǎo)入，進行簡單的配置就可上線，而不需要用戶再次重復(fù)操作系統(tǒng)、各種應(yīng)用的部署，方便快捷。2.5.9 應(yīng)用模板基于Oracle的產(chǎn)品線，Oracle為需要使用Oracle虛擬化的用戶提供了各種模板，這些模板是預(yù)編譯，預(yù)配置的虛擬機，包含了客戶機操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫，中鍵件以及應(yīng)用，用戶可以從Oracle網(wǎng)站下載這些模板，并通過管理工具導(dǎo)入，再根據(jù)客戶的實際情況進行配置的更改，最后保存成用戶自由的模板，稱之為Golden Image，以方便用戶日后使用。這些模板涵蓋了Oracle 數(shù)據(jù)庫，中間件，應(yīng)用，包括Siebel CRM、數(shù)據(jù)庫 11g, 企業(yè)級管理工具等。利用Oracle的模板技術(shù)，可以節(jié)省用戶大量的安裝、配置時間。如下圖所示：快速部署模板2.5.10 資源分配與管理Oracle虛擬機可以對客戶機使用的CPU數(shù)量，內(nèi)存數(shù)量及I/O資源