方案背景

在传统IT基础架构环境中，业务迅速发展给IT带来很大压力，服务器需求不断增多，机房空间、电力成为瓶颈，导致应用所需服务器资源紧张，正常项目开展受到限制。系统管理人员日常忙于救火和新的部署工作，无精力开展管理提升工作，技术复杂性，使得部署时间越来越长，导致应用上线时间延长。为了应对这些压力，人们开始寻求新的技术和管理解决方案。

然而不断增长的业务对IT部门的要求越来越高，所以数据中心需要更为快速的提供所需要的能力。如果不断购买新的服务器，又会增加采购成本和运作成本，而且还会带来更多供电和冷却的开支，同时，目前的服务器还没有得到充分的利用。通常情况下，企业的服务器工作负载只利用了5%，这导致了大量的硬件、空间以及电力的浪费。同时由于应用程序兼容性的问题，IT人员只能通过在不同场所的不同服务器中分别运行应用的方式，将应用程序隔离起来，而这又会导致服务器数量的增长。购置新的服务器是一项漫长的过程，这使得IT部门更加难以应对业务快速成长和不断变动的需求。例如，对于新业务系统平台的供应和拆除需求，往往就需要消耗大量宝贵的资源和时间。

从IT管理员的角度来看，推动虚拟化技术发展的主要动力是基础架构设施的迅猛增长，而硬件部署模式又进一步加剧了基础架构的复杂程度。应用越来越多，也越来越复杂，因此就变得更加难以管理、更新和维护。用户希望能采用各种桌面设备、笔记本电脑、家用PC和移动设备来进行工作。服务器价格急剧下降，服务器散乱现象仍然存在。随着图形和多媒体的发展，数据也变得越来越丰富，文件的平均大小也在不断上升，要求不间断的在线存储。纵观整个数据中心，技术不断增多，分布也越来越广，另外，业界和法律法规也在不断要求企业加强IT管理控制。

在这种环境下，虚拟化技术就体现了整合的优势。应用在IT的不同层面，从逻辑层将物理层抽象出来意味着逻辑组件会得到更一致的管理。
从安全监督来看，虚拟化技术提升了X86服务器的可靠性、可用性，从基础架构层面获得了原先单机系统无法想象的功能，大大提高了业务连续性的级别，降低了故障率、减少了系统宕机的时间。
从服务器的角度来看，虚拟化技术让每台设备都能托管多套操作系统，最大化了利用率，降低了服务器数量。
从存储的角度来看，虚拟化技术可网络化、整合磁盘设备，并让多个服务器共享磁盘设备，从而提高了利用率。
从应用的角度来看，虚拟化技术将应用计算从用户设备中分离出来，并在数据中心对应用及相关数据进行整合，通过集中化技术改善了管理和系统的安全性。

服务器虚拟化解决方案

VMware的服务器虚拟化解决方案vSphere是业界领先的用于构建云计算基础架构的虚拟化平台。它使得 IT 能以最低的TCO（总体拥有成本）满足要求最严格的关键业务应用的SLA。



vSphere 可加快现有数据中心向云计算的转变,同时还支持兼容的公有云服务,从而为业界唯一的混合云模式奠定了基础。vSphere，许多群体称之为“ESXi”，即底层虚拟化管理程序体系结构的名称，这是一种采用尖端技术的裸机虚拟化管理程序。
vSphere 是市场上最先进的虚拟化管理程序，具有许多独特的功能和特性，其中包括：

1、磁盘空间占用量小，因此可以缩小受攻击面并减少补丁程序数量；
2、不依赖操作系统，并采用加强型驱动程序；
3、具备高级内存管理功能，能够消除重复内存页或压缩内存页；
4、通过集成式的集群文件系统提供高级存储管理功能；
5、高I/O可扩展性可消除 I/O瓶颈。
基于VMware vSphere 的虚拟数据中心由基本物理构建块（例如 x86 虚拟化服务器、存储器网络和阵列、IP 网络、管理服务器和桌面客户端）组成。



计算服务器
在祼机上运行 ESXi 的业界标准 x86 服务器。ESXi 软件为虚拟机提供资源，并运行虚拟机。每台计算服务器在虚拟环境中均称为独立主机。可以将许多配置相似的 x86 服务器组合在一起，并与相同的网络和存储子系统连接，以便提供虚拟环境中的资源集合（称为群集）。

存储网络和阵列光纤通道
SAN 阵列、iSCSI SAN 阵列和 NAS 阵列是广泛应用的存储技术，VMware vSphere 支持这些技术以满足不同数据中心的存储需求。存储阵列通过存储区域网络连接到服务器组并在服务器组之间共享。此安排可实现存储资源的聚合，并在将这些资源置备给虚拟机时使资源存储更具灵活性。
VMware vSphere 存储虚拟化Virtual SAN是极其简单的虚拟化层融合的存储解决方案，提供一个抽象层供在虚拟化部署过程中处理、管理和优化物理存储资源之用。为vSphere虚拟化架构提供高性能，可扩展的存储解决方案。这是适合任何虚拟化应用程序，包括关键应用工作负载的企业级存储解决方案。它与vSphere和对整个VMware功能的无缝集成使它成为理想的存储平台的虚拟机。
存储虚拟化技术提供可从根本上更有效管理虚拟基础架构的存储资源的方法，使组织能够：
· 大幅提高存储资源利用率和灵活性。
· 无论采用何种存储拓扑，均可简化操作系统修补过程并减少驱动程序要求。
· 增加应用的正常运行时间并简化日常操作。
· 充分利用并完善现有的存储基础架构。

IP 网络
每台计算服务器都可以有多个物理网络适配器，为整个 VMware vSphere 数据中心提供高带宽和可靠的网络连接。
vSphere向主机和虚拟机提供了四种类型的网络虚拟化服务：该平台可将单台主机内的虚拟机相互关联起来；将虚拟机连接到物理网络；还可将 VMkernel 服务（例如 NFS、iSCSI 和 vSphere vMotion）加入物理网络；最后，它还向负责为 vSphere 主机运行管理服务的管理接口提供网络连接。
通过虚拟交换机，同一 vSphere 主机上的虚拟机可以使用与物理交换机相同的协议相互通信。 虚拟交换机模拟传统物理以太网络交换机，在数据链路层转发数据帧。 一个 vSphere 主机可以有多个虚拟交换机，每个交换机分别提供 1,000 多个内部虚拟端口供虚拟机使用。

vCenter Server
vCenter Server 为数据中心提供一个单一控制点。它提供基本的数据中心服务，如访问控制、性能监控和配置功能。它将各台计算服务器中的资源统一在一起，使这些资源在整个数据中心中的虚拟机之间共享。其原理是：根据系统管理员设置的策略，管理虚拟机到计算服务器的分配，以及资源到给定计算服务器内虚拟机的分配。
在 vCenter Server 无法访问（例如，网络断开）的情况下（这种情况极少出现），计算服务器仍能继续工作。服务器可单独管理，并根据上次设置的资源分配继续运行分配给它们的虚拟机。在vCenter Server 的连接恢复后，它就能重新管理整个数据中心。

管理客户端
VMware vSphere 为数据中心管理和虚拟机访问提供多种界面。这些界面包括 VMware vSphere Client (vSphere Client)、vSphere Web Client（用于通过 Web 浏览器访问）或 vSphere Command-Line Interface (vSphere CLI)。

可用性功能
借助 vSphere vMotion， 运行中的虚拟机可以从一个 vSphere 主机迁移到另一个 vSphere 主机，而且不会对终端用户造成任何影响。 这样，管理员无需安排停机时间或中断业务运营即可执行服务器维护和升级。 借助 vSphere vMotion，管理员可以根据不断变化的业务政策动态地跨 vSphere 服务器重新配置虚拟机的安置，或者主动将虚拟机从发生故障或性能不佳的硬件中移出。
利用 vSphere Storage vMotion，管理员可以将虚拟机磁盘文件从一个数据存储移到另一数据存储，而不会中断提供给终端用户的服务。 管理员可以通过简化存储阵列迁移、维护和升级以及动态优化存储的 I/O 性能来控制存储操作。
vSphere High Availability (HA) 可为虚拟机中运行的应用提供易于使用、经济高效的高可用性。 一旦物理服务器出现故障，VMware High Availability 可在具有备用容量的其他服务器中自动重启受影响的虚拟机。 若操作系统出现故障，vSphere HA 会在同一台物理服务器上重新启动受影响的虚拟机。
vSphere Fault Tolerance (FT)通过创建与主实例保持虚拟同步的虚拟机实时影子实例，使应用（最多包含4个虚拟CPU）在服务器发生故障的情况下也能够持续可用。通过在发生硬件故障时在两个实例之间进行即时故障切换，FT完全消除了数据丢失或中断的风险。
vSphere Distributed Resource Scheduler (DRS) 可以跨 vSphere 服务器持续地监视利用率，并可根据业务需求在虚拟机之间智能分配可用资源。DRS 不间断地平衡资源池内的计算容量，以提供物理基础架构所不能提供的性能、可扩展性和可用性级别。
布式电源管理vSphere Distributed Power Management (DPM) 可持续优化数据中心的能耗。当 DRS 集群中的虚拟机所需资源较少时（例如在夜间和周末），DPM 会将工作负载整合到较少的服务器上，并关闭其余服务器以减少能耗。当虚拟机资源需求增加时，DPM 会让关闭的主机恢复联机，以确保达到服务级别要求。
vSphere Data Protection 是专为 vSphere 环境设计的备份和恢复解决方案。它由 EMC Avamar 提供支持，可提供存储到磁盘的无代理映像级虚拟机备份。借助高效利用 WAN 的加密备份数据复制功能，它还能够为关键业务 Microsoft 应用（Exchange、SQL Server、SharePoint）提供可识别应用的保护。vSphere Data Protection 与 vCenter Server 和 vSphere Web Client 全面集成。

方案优势

降低设备成本与节能
vSphere通过虚拟化提高设备的利用率，整合常规应用部署，减少设备数量规模。目前情况下，一个应用对应一台服务器，服务器数量很快就随业务的增长而增加，而且服务器一直处于开机状态，但80%的业务系统高峰时段仅为每天24小时的20%，80%的时间服务器资源都在闲置状态，能源被白白的浪费。通过虚拟化，对服务器资源进行分区，将多个应用的资源负载合并到一台服务器上，使服务器资源的利用率提高到70%以上，充分挖掘服务器的潜能。这样在常规部署中的服务器数量就可按照N:1（N一般可达5-15）的比率大大减少。在减少服务器数量的同时，也在大幅减少能源消耗。

提高资源管理效率
vSphere使跨系统的物理资源统一调配、集中运维成为可能，常规模式下对每台物理服务器的一对一管理，变成对所有虚拟服务器的管理，每个虚拟服务器的虚拟硬件设备都是标准化的，对管理员来说，只需通过一个管理界面就可以完成对数据中心内所有服务器的安装配置、性能监控等管理任务。由于标准化，使得整个维护过程变得更专业化，流程化。
同时，vSphere还可以深度监控整个IT基础架构的容量与性能，可以实现更高的容量利用率、整合率和硬件节约，同时还可缩短问题诊断和解决的时间，避免业务受到影响。

灵活扩展
vSphere提供的资源是弹性可扩展的，可以动态部署、动态分配、动态回收，以高效的方式满足业务发展的资源需求。

充分利用现有设备和专业软件
vSphere充分利用了现有成熟的服务器虚拟化技术来提高服务器和存储的资源利用率，从而达到利旧，降低企业投资规模，获得更好的投资回报率等目标。利用虚拟化技术，可以将某些对操作系统版本有严格要求的专业软件，在新的高性能服务器上运行，而不需要进行软件更新或二次开发，延长其生命周期，也相应的提高了投资回报率。

提供弹性的计算能力
传统计算平台的的计算能力是固定且受限的，并且可扩展性低。而在vSphere环境中，当某台虚拟服务器能力不足时，计算节点可以动态添加到计算资源池中参与相关的计算任务，来弥补计算资源的不足；当计算结束后时，计算节点可以参与到其他计算任务当中或者从计算资源池中移除。通过以上几种方式来达到完全的弹性计算能力。

维护方式简便
vSphere可以极大地简化用户的运维管理，实现业务系统快速部署、灵活变更。通常情况下，IT人员经常需要到现场去解决各种技术问题，而通过虚拟化技术，几乎所有IT问题都可以远程解决。

业务系统快速部署
vSphere充分利用了成熟的虚拟化技术来构建底层的基础架构平台，而虚拟化技术可以很方便地实现应用服务器的快速部署，从而也就加快了应用、业务系统的上线进度。采用虚拟化技术后，在由采用模板或服务器复制方式快速建立一台新的虚拟化服务器，耗时不超过15分钟。与传统方式相比，所需部署时间最短可以缩小到1/1440，同时，采用Application Director等技术，更可构建PaaS级别上来进行应用的发布和部署，极大的提高了用户信息中心应对各类突发新的应用需求的能力，并且节约了工作时间，提高了工作效率。