虛擬化數據中心整合遷移方案

前  言

      非常榮幸能參與本次XX單位虛擬化整合遷移項目建議。作為國內最大的專業服務器、存儲產品及領先的云計算解決方案供應商，公司為國內政府、教育、科研、金融、電信、公共事業等重要用戶提供一流的服務器、存儲產品、技術和服務，有著領先的技術以及多年的實施經驗。在本方案建議書中，公司推薦了一套先進的信息系統方案，考慮了系統的實用性、高可用性、安全性、可管理性以及靈活擴展能力。公司憑借先進的技術和出色的支持服務，相信通過雙方的合作，可使本項目順利實施，從而為用戶提供一個完善、安全、高可用的業務運行環境，并進一步建立長期的友好合作關系。

公司關注到此項目的重要性，現已緊鑼密鼓的開展本項目的支持工作，并將全力以赴配合項目的進行。我們的目標是，依托公司在軟硬件產品應用的豐富經驗，充分與貴單位溝通、合作，積極整合公司的各項資源，為貴單位提供最好的產品方案，推動XX單位的信息化建設。

第一章 虛擬平臺遷移

1.1 虛擬化遷移背景

服務器虛擬化的流行，使得虛擬化技術越來越多的應用在IT系統建設中。服務器虛擬化不但可以整合系統資源、提高資源利用率；同時能夠提高系統可靠性、保證業務不間斷運行；還能大幅簡化管理工作，提高管理效率。

首先，不斷增長且集中的業務對 IT 部門的要求越來越高，所以數據中心需要更為快速的提供所需能力?，F在數據中心多個應用為單機運行，如果購買新的服務器做熱備，會增加采購成本和運作成本，會帶來更多供電和冷卻的開支，而且，服務器還沒有得到充分的利用。通常，企業的服務器工作負載只利用了 5%到10%，這導致了大量的硬件、空間以及電力的浪費。同時由于應用程序兼容性的問題，IT 人員只能通過在不同場所的不同服務器中分別運行的方式，將應用程序隔離起來。這又會導致服務器數量的增長。購置新的服務器是一項漫長的過程，并且對耗費大量人力，往往需要數日甚至數月的考慮以及操作，這使得 IT 部門更加難以應對業務快速成長和不斷變動的需求。

另外，現在依然有很多用戶在Windows2000或者2003服務器上運行關鍵業務應用?，F如今這些服務器都已經運行很多年，基本上達到或者超過了設備的使用壽命，都到了需要更換硬件設備的時候了。但是目前許多設備已經不再提供對Windows 2000和2003的支持。而這些系統所承載的服務由于種種原因，只能運行在Windows 2000和2003下。此時服務器虛擬化就可以很好解決這個問題。通過p2v工具將這些應用遷移到服務器虛擬化平臺下，不但解決了服務器兼容性的問題，可以升級更高處理能力的服務器，同時通過虛擬化技術提高了系統的可靠性。這正是虛擬化平臺對傳統應用服務的優勢。

1.2 虛擬平臺遷移的可行性分析

雖然虛擬化技術能夠給我們帶來很多好處，但是虛擬化技術并不是全能的，并不是所有的應用都適合遷移到虛擬化環境中，我們必須確認哪些應用程序適合遷移到虛擬化環境中，對于這個問題沒有明確的答案，但是有一些原則可以用來判斷哪些服務器適合遷移到虛擬化環境中。

1.2.1 遷移的可行性

應用服務是否適合遷移到虛擬化環境中需靠考慮如下幾個因素：

（1）：兼容性----物理服務器中的系統級應用能否遷移到虛擬化環境中

服務器虛擬化對操作系統的兼容性更加廣泛。因為所有的硬件設備都是由虛擬化軟件模擬的標準設備，能夠保證絕大部分操作系統對其虛擬硬件的支持（UNIX專用操作系統除外）。所以可以支持比較老的操作系統。

（2）：管理性----遷移到虛擬化環境中后是否會增加管理難度

通過p2v工具將傳統應用從物理服務器遷移到虛擬機，可以通過多種方式來管理。比如使用Hypervisor（服務器虛擬化軟件）客戶端進行管理?；蛘呤褂锰摂M化軟件廠商專用的虛擬化管理工具，例如VMware的VCenter、Citrix的XenCenter、公司的Icenter管理控制平臺。

（3）：安全性----遷移到虛擬化環境中服務器安全性是否能得到保證

虛擬化服務器之間通過HA功能可以實現高可用冗余，當一臺虛擬化服務器出現硬件故障無法運行時。虛擬化控制中心可以將運行在這臺物理服務器上的所有虛擬機遷移到其他物理服務器內運行。確保虛擬服務器的正常運行。

（4）：對外部設備的支持

在傳統IT架構中，物理服務器可能需要使用一些外部設備，例如：加密狗、攝像頭、專用PCI或者PCI-E的板卡。當應用遷移到虛擬化環境中后能否對這些外部設備提供良好的支持呢？答案是肯定的。對于USB、COM、PCI、PCI-E。等設備虛擬化軟件可以將這些設備接口直接映射給虛擬機，虛擬機可以直接使用這些接口上的設備。

（5）：遷移的難易程度

目前市面主流操作系統（X86建構）及虛擬化軟件廠商都有官方或者第三方的專用P2V工具?？梢酝ㄟ^這些工具可以完整的、平滑的將物理服務器上的應用遷移到虛擬化的環境中去。

1.2.2 遷移的限制性

（1）：不支持虛擬化的應用服務

某些應用服務通常不支持在虛擬環境下使用。例如，根據ExchangeServer 2007的支持策略及建議，微軟不支持在虛擬服務器上運行Exchange Server 2007的統一消息角色。這些應用官方明確規定禁止在虛擬機上運行，這些應用就不適合遷移到虛擬化的環境中去。但是這樣的應用相對較少，絕大部分應用是可以遷移到虛擬化環境中去的。

（2）：硬件資源負載大的服務

虛擬化的本質就是將若干個負載小的應用整合到一臺物理服務器中，以提高服務器資源的利用率。但是如果應用本身就是對服務器硬件資源消耗比較大的應用（例如數據庫）,一個應用就已經基本達到了服務器的最大負載，這樣的應用就不適合遷移到虛擬化的環境中去。

1.2.3 虛擬平臺遷移成本預算

采用如下幾種方式的虛擬化不會帶來任何直接成本。

（1）：物理服務器使用的是Windows 2008或者Windows 2012這樣的支持Hyper-V的操作系統，同時您也打算將應用遷移到Hyper-V虛擬化環境中去。

（2）：服務器使用的是RedHat操作系統并在購買的軟件許可中包含KVM的許可，同時您也打算將應用遷移到KVM虛擬化環境中去。

（3）：服務器使用的是SUSE操作系統并在購買的軟件許可中包含Xen的許可，同時您也打算將應用遷移到Xen虛擬化環境中去。

如果使用第三方的虛擬化軟件（如Incloudsphere 、VMware、Citrix）雖然會增加許可購買成本。但是如果遷移的服務器較多，遷移后為了保證硬件層面的高可用性需要將服務器組建成群集的形式得話，建議采購第三方軟件，第三方阮菊在兼容性以及可用性方面由于以上幾種免費環境，為了保證虛擬機可以在物理服務器間零宕機無縫遷移，還需要采用共享存儲用于存放虛擬機文件。

1.3 引入虛擬化對傳統架構的影響

虛擬化技術的引入，不會對現有的網絡架構做本質上的顛覆，原先的架構仍然是延續的，只是在數據中心的基礎設施方面，大大減少了需要維護和管理的設備，如服務器、交換機、機架、網線、UPS、空調等等。使得IT管理人員有了更多的選擇。

由此可知，引入虛擬化并沒有對原有的網絡結構做什么改變。因此在現有架構中部署虛擬化并不影響傳統服務器正常使用。

對于虛擬化服務器，搭建了虛擬化集群，并進行統一管理。原有的服務器設備仍可以正常運行，并且與虛擬化服務器融合在一起，從網絡層面構建VLAN、數據共享、業務隔離等，都可以延續原來的網絡管理模式。隨著虛擬化的不斷應用，可以不斷動態地增加虛擬化集群的規模，搭建更健康的IT體系架構?？蛻舳朔矫?，延續了原先的訪問模式，對于虛擬服務器的數據交互等操作，等同于原先傳統物理服務器的的訪問模式，因此不會對業務系統造成任何影響。

1.4 虛擬平臺遷移方法介紹

在計劃實施虛擬化遷移之前，必須做好相應的準備工作。

（1）：需要準備物理服務器并部署好虛擬化環境（即部署完成虛擬化軟件）作為目標機，虛擬化服務器可用資源不小于需要遷移的物理機配置。

（2）：在需要遷移的物理服務器操作系統中安裝遷移工具軟件。（各個廠商和操作系統使用的工具不同，按實際情況選擇）

（3）：如有條件遷移前對服務器系統和數據進行備份。

1.4.1 在線遷移

在線遷移是指遷移過程中，源服務器不宕機。這種方式有一定的局限性，適合WEB、ERP（數據庫不與ERP安裝在同一臺服務器）等在服務過程中不對其數據進行更改的應用。如在遷移過程中有數據不斷寫入或更改。P2V軟件只能以遷移過程中的一個時間點為基準記錄數據，生成的虛擬機鏡像文件中不包含時間點后更改的數據，導致數據不一致。

1.4.2 離線遷移

   離線遷移是指P2V遷移過程中，源服務器宕機。離線遷移的好處在于遷移過程中源服務器沒有數據更改，遷移完成后源服務器與虛擬機鏡像數據一致。離線遷移又分為自動遷移和手動遷移兩種方式。

（1）：自動遷移

多用于提供虛擬化管理平臺的虛擬化軟件,如VMware、Citrix。在源服務器安裝遷移代理，使用虛擬化管理平臺的控制中心控制整個遷移過程。遷移完成后，生成的虛擬機直接歸屬于管理平臺的管理之下，并可直接運行。

（2）：手動遷移

多用于使用微軟提供的遷移工具Disk2vhd。在源服務器上安裝運行Disk2vhd（只支持遷移Windows操作系統）。（VMware不支持.vhd文件導入）。這種方式的優勢在于遷移轉換時間較短，適合用于只能較短時間停滯的業務。

1.5 虛擬平臺遷移方案介紹

1.5.1 項目背景介紹

在研究院總部大樓建有數據中心，數據中心內新老設備共存，應用眾多，環境復雜。管理工作十分繁重，運維成本不斷增加。同時一部分設備使用年限較長，如發生故障，必然會導致業務停滯。XX單位數據中心即將搬遷至新地點，借此機會對機房硬件設備及應用進行整合，以提高管理效率、確保IT系統正常服務。

該數據中心目前主要以X86服務器為主，運行著數據庫、OA、圖形處理、WEB、等業務系統。

除了數據庫服務器之外，其它服務器的負載都非常小，遠沒有達到充分利用的狀態。GPU服務器的負載相對較高，但也沒有充分發揮硬件平臺的資源效率。另外還有一些運行邊緣業務的服務器，由于設備老舊以及所在位置等原因，本次尚未統計在內。

1.5.2 遷移前系統存在的問題

遷移前該企業服務器部署的主要問題分析如下：

（1）：新服務器計算資源利用率低下，由于每種業務運行都有高峰和低谷的周期，服務器不得不按照峰值配備，大量時間運行空閑，再加上因為高可用性需求一些應用配置了雙機熱備，不得不犧牲更多的計算資源。

（2）：老舊服務器較多，面臨設備更新問題。

（3）：擴展性差，目前企業的業務應用都獨占物理資源，即使自身在業務不使用時，其它業務應用也無法使用。

（4）：運維成本居高不下，由于服務器數量越來越多，對數據中心的空間、網絡、耗電、制冷等消耗越來越大，數據中心空間、機柜、網線，耗電量，冷氣空調和人力成本也就越來越高。

（5）：可用性低，系統維護和升級或者擴容時候需要停機進行，造成應用中斷。

1.5.3 系統遷移方案設計

（1）：遷移前的系統現狀

目前擁有服務器運均為單機獨立運行著不同的業務系統，根據業務層面考慮，需要對應用系統進行虛擬化整合

（2）：虛擬化遷移設計

針對領導以及專家提出的規劃和期望，建議充分利用已有的較高檔次的服務器利舊已經采購新的高端四路服務器作為虛擬平臺服務器，在每個虛擬服務器上，就可以安裝配置Windows & linux操作系統，進而再安裝應用軟件，這樣就可以在既充分利用現有服務器資源又不浪費建設預算的情況下，在服務器層面實現業務系統的整合。

其中新采購公司TS860服務器作為主要服務器，整合成動態的虛擬化資源池，從而大大提高資源利用率，降低成本，增強了系統和應用的可用性，提高系統的靈活性和快速響應，實現服務器虛擬架構的完美整合。原有IBM X3650M3承載域控制器和邊緣應用。