一、傳統IT基礎架構存在的缺陷
1.傳統IT基礎架構模式
傳統的IT基礎平臺采用分散建設的模式，每個系統從設計階段開始，就考慮獨立的主機系統、網絡結構、存儲系統，各自為陣。經過多年發展，就會出現一個個信息孤島，數據與資源不能共享，資源利用率低下，基礎平臺的擴展性差，無法及時滿足相應業務擴展需要。傳統IT 基礎平臺的典型的做法是網絡集中管理，信息系統根據業務的重要程度，對數據進行分塊化，數據存儲進行分級化處理，如將A 類業務系統采用高配主機系統，用雙機或集群技術提高可靠性，數據存儲在高檔存儲設備中，并且做了RAID5+10處理；B 類業務系統采用中檔主機及存儲配置，如下圖所示：
2.傳統IT架構存在的缺陷
從上面可以看出，傳統IT基礎平臺建設中，將應用和專門的資源捆綁在一起，往往出現以下問題：
（1）為了應對少量的峰值負載，往往會過度配置計算資源，導致資源利用率低下，據統計，在傳統的數據中心里，IT 資源的平均利用率不到20%。如上述A 類業務系統中采用的高配主機系統的原因僅僅因為A 類業務系統中其業務峰值需要底層資源高配，其他95% 以上的運行時間系統不需要資源高配；
（2）新業務系統上線周期延長，一個新應用系統部署需要經歷預算、采購、安裝測試、上線等過程，周期長達數周或數月，難以及時響應業務需求；
（3）服務器、存儲等硬件數量和管理成本與應用數量呈線性關系，IT管理和成本壓力巨大。
二、利用虛擬化技術構建新IT基礎架構
1.虛擬化技術研究
虛擬化（Virtualization）技術最早出現在20 世紀60 年代的IBM 大型機系統，虛擬化是一個廣義的術語，對于不同的人來說可能意味著不同的東西，這完全取決于所處的環境。常見的虛擬化技術分類如下：1、平臺虛擬化技術，主要在計算機硬件和操作系統層面進行虛擬化；2、資源虛擬化技術，主要針對特定的系統資源進行虛擬化，比如內存、存儲、網絡資源；3、應用程序虛擬化技術，包括仿真、模擬、解釋技術。在目前大多數應用中被大量提到的虛擬化是平臺虛擬化，通過使用控制程序，隱藏特定計算平臺的實際物理特性，為用戶提供抽象的、統一的、模擬的計算環境（稱為虛擬機），目前比較成熟的有WMWARE 公司的ESXI 系列產品及微軟WINDOWS2012，其虛擬化Hyper-V 架構內置在Windows Server 中。
利用虛擬化技術搭建新一代IT 基礎架構，其最終目的是構建一個資源池，通過這個資源池可以實現按需動態分配資源，本文討論如何利用平臺虛擬化技術及資源虛擬化技術構建新一代數據中心基礎架構，通過虛擬化的方式將服務器、存儲、網絡等資源全面形成一個巨大的資源池，從而消除物理邊界，提升資源利用率，統一資源池分配。
2.利用平臺虛擬化構建服務器資源池
本文所述虛擬化平臺采用VMWARE 軟件系統構建，使用5臺4 路PC 服務器（HP、DELL，主屏2.0GMHZ）, 配置128GB內存、6 塊千兆網卡、2 塊光纖存儲卡、電源模塊冗余的物理實機服務器組成物理資源群集。根據應用系統消耗資源情況，每臺物理服務器可以虛擬出20 臺左右的虛擬機服務器（建議不要超過30 臺虛擬機服務器），通過WEB Client 或vClient 管理主機。同時可部署VMware vCenter Server Appliance（簡稱vCenter），通過vCenter 集成的管理平臺統一配置、管理主機和群集、虛擬機和模板、網絡。
通過上述配置，可以清楚的看見資源池中的可用的CPU與內存資源情況：CPU=5*4*2=40GMHZ，RAM=5*128=640G，按照每臺物理服務器虛擬20 臺服務器的規模技術，這些資源池可提供100 臺服務器的資源，具體配置過程中可根據應用情況調整CPU、內存資源的分配，使資源需求較大的應用分配較多CPU 與內存資源，徹底解決了傳統模式下的資源峰值高配現象，同時在運行過程中也可動態調整資源分配情況。
資源動態調度通過DRS（Distributed Resource Scheduler）和DPM(Distributed Power Manager) 功能，實現計算資源根據需要添加、移除或重組。DRS 可確保群集中的負載保持平衡，并強制執行群集范圍內的資源分配策略（例如：預留、優先級和限制）。啟動虛擬機時，DRS 在主機上執行虛擬機的初始放置，當群集條件（例如：負載和可用資源）更改時，DRS 可根據需要將虛擬機遷移到其他主機。DPM 是電源的動態管理模塊，也是虛擬化領域的最新技術。DPM 將群集層以及主機層容量與群集內運行的虛擬機所需要的容量進行比較，如果運行的虛擬機所需的資源可通過群集中的主機子集得到滿足，DPM 會將虛擬機遷移到此子集，并關閉不需要的主機。資源需求增加時，DPM 會重新啟動這些主機，并將虛擬機遷移到這些主機。DPM 執行的這種動態群集調整功能減少了群集的功耗，而不影響虛擬機性能和可用性。
HA（ High Availability）功能為所有在虛擬機中運行的應用程序提供易于使用、經濟高效的高可用性。當服務器發生故障時，受影響的虛擬機將在群集中留有備用容量的其他主機上自動重啟。 HA將停機時間和服務中斷減至最低，同時不需要專門的備用硬件和安裝附加軟件。HA跨整個虛擬化環境提供始終如一的高可用性，而且沒有局限于操作系統和特定應用程序的故障切換解決方案的成本和復雜性。
通過FT（fault tolerance）功能創建一個虛擬機設置可以提供更高的可靠性及可用性，通過建立與虛擬機完全一樣的副本來完成FT功能（在不同的物理機器上建立2臺相同的虛機，二者都稱為副本，一個稱主副本，一個稱次副本），正常情況下主副本處于活動狀態，接收請求，次副本接收與主副本完全相同的輸入，次副本捕捉主副本非決定性信息，當系統檢測到主副本所在服務器發生故障時，1 秒鐘內次副本接管主副本工作，自動接管原主要虛擬機上的所有服務，滿足實時交易系統對高可用的要求。
3.利用資源虛擬化技術構建網絡資源池
網絡交換設備的虛擬化主要分為四種模式：一臺物理交換機虛擬成多臺虛擬交換機；多臺物理交換機虛擬成一臺交換機；通過虛擬系統軟件將網卡虛擬成交換機（純軟件虛擬交換機）；數據網絡與存儲網整合虛擬化。
上述虛擬化基礎平臺構建過程中，通過部署CISCO Nexus5596 數據中心交換機，將N2248、N2232、MDS9148 FC 存儲交換機，通過FEX 和VPC 技術整合為數據中心統一網絡。同時通過VM vCenter 集成的管理平臺，配置純軟件分布式虛擬交換機，這使得虛擬機可跨多個主機進行遷移時確保其網絡配置保持一致，純軟件分布式交換機在管理上啟用了CiscoDiscoveryProtocol、LinkLayerDiscoveryProtocol、NetFlow、 Network I/O Control、QoS（Quality of Service），滿足各類網絡監控分析和業務應用需求。
三、虛擬化構建基礎平臺時應考慮的問題
1.底層硬件采用異構平臺
要搭建虛擬資源池，首先需要具備物理的資源，然后通過虛擬化的方式形成資源池，在搭建資源池的時候，必須要考慮到硬件平臺的可靠性，建議采用多品牌、多型號服務器來組建集群。
2.選擇可提供更小資源粒度的軟件平臺
通過先進的虛擬化軟件實現對硬件資源的更細粒度調用，對底層硬件資源可以進行增加和減少操作從而實現真正的靈活控制與按需使用，資源的劃分粒度越細，就能越靈活地為應用分配資源，也就不會為某一個應用分配多余的計算資源。
3.群集可靠性及可用性
搭建資源池時必須要考慮業務正常運行、保證服務持續供給，減少系統當機時間，提升服務質量; 通過恰當的技術實現虛擬機動態遷移或冗余，以確保業務的連續性和服務水平。
4.資源池的平滑擴展能力
隨著企業業務的增長，應用所需要的IT 資源不斷增加，應用的類型也不斷增多，這就要求現有的資源池需要有充分的擴展能力，并根據應用的需求動態添加應用所需要的資源。同時，當現有的資源不足以支撐當前的業務時，資源池需要能夠具有充分擴展能力，隨時進行IT資源的擴容。
5.防止集群頻繁“抖動”
構建資源池過程中，為防止虛擬機在物理服務器上來回頻繁遷移（“抖動”），同時防止主次要副本來回切換，需提高群集內部“心跳”的可靠性并進行實時監控。
6.提高集群安全防御能力
部署資源池完成以后，與傳統的單機模式一樣，需要考慮防病毒、放攻擊等安全問題，新架構既可以采用傳統模式，也可以采用虛擬架構專用的虛擬安全防御系統（防火墻、防毒、IPS 等），相對傳統架構更靈活。同時于集群內部安全事件定位方式，需在分布式虛擬交換機上進行定位并完成隔離工作。
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本文標題：利用虛擬化技術構建IT系統新一代基礎架構
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