《VMware、Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践》一2.1 VMware vSphere 简介-阿里云开发者社区

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《VMware、Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践》一2.1 VMware vSphere 简介

简介: 本节书摘来自华章出版社《VMware、Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践》一 书中的第2章,第2.1节,作者:马博峰,更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
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2.1 VMware vSphere 简介

vSphere是VMware推出的基于云计算的新一代数据中心虚拟化套件,提供了虚拟化基础架构、高可用性、集中管理、监控等一整套解决方案。VMware 于2001 年正式推出了企业级虚拟化产品ESX(Esx和Esxi都是vSphere的组件),该产品到现在历经了5代演进。而整个架构功能经过不断扩展,也越来越充足了。前面介绍过云计算与虚拟化之间的关系,就现阶段而言,VMware 是目前为业界提供的功能最齐全、架构最完整的操作系统,其号称是业界第一套云计算的操作系统。利用 VMware vSphere 这个业界最可靠的数据中心虚拟化平台,可使所有应用程序和服务具备最高级别的可用性和响应速度。它通过将关键业务应用程序与底层硬件分离来实现前所未有的可靠性和灵活性,从而优化 IT 服务的交付,使每种应用程序工作负载均能够以最低的总体成本履行最高级别的应用程序服务协议。

2.1.1 VMware vSphere 和虚拟化基础架构

VMware vSphere构建了整个虚拟基础架构,将数据中心转化为可扩展的聚合计算机基础架构。虚拟基础架构还可以充当云计算的基础。完美的VMware vSphere架构是由软件和硬件两方面组成的。
各大服务器厂商都针对虚拟化提出了它们自己的解决方案,并针对虚拟化架构进行了优化,每个厂家都有自己的特点和卖点。VMware vSphere的物理结构由4部分组成: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,如图2-1所示。

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  1. x86服务器
    x86服务器是VMware vSphere提供的一种虚拟化的资源,在其上面可以运行虚拟机。x86服务器由多个相同的x86平台服务器组成,每台服务器相互独立。在硬件上直接安装ESXi操作系统,通过网络提供虚拟化的资源。x86服务器主要为虚拟化提供CPU计算能力和内存等资源。
  2. 存储网络和阵列
    存储是虚拟化的基石,用于存放大量虚拟化数据。存储资源是由vSphere来分配的,这些资源在整个数据中心的虚拟机之间共享。存储网络和阵列可以是应用了光纤通道SAN阵列、iSCSI SAN阵列和NAS阵列的存储技术。
  3. IP网络
    IP网络是连接各种资源和对外服务的通道,每台x86服务器和存储器都处于不同的网络。IP网络为整个虚拟化数据中心提供可靠的网络连接。
  4. 管理服务器和客户端
    管理服务器提供了基本的数据中心服务,如访问控制、性能监控和配置功能。它将各个x86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各虚拟机之间共享。

客户端是用户通过连网设备连接到虚拟机的管理控制服务器,用来进行资源的部署和调配,或向虚拟机发出控制命令等,是人机交互的通道。

2.1.2 VMware vSphere平台系统架构

VMware vSphere平台从其自身的系统架构来看,可分为3个层次:虚拟化层、管理层、接口层。这3层构建了VMware vSphere平台的整体,如图2-2所示。VMware vSphere平台充分利用了虚拟化资源、控制资源和访问资源等各种计算机资源,同时还能使IT组织提供灵活可靠的IT服务。

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  1. 虚拟化层
    VMware vSphere 的虚拟化层是最底层,包括基础架构服务和应用程序服务。基础架构服务是用来分配硬件资源的,包括计算机服务、网络服务和存储服务。计算机服务可提供虚拟机CPU和虚拟内存功能,可将不同的x86计算机虚拟化为VMware资源,使这些资源得到很好分配;网络服务是在虚拟环境中简化并增强了的网络技术集,可提供网络资源;存储服务是VMware在虚拟环境中高效率的存储技术,可提供存储资源。

应用程序服务是针对虚拟机的,可保障虚拟机的正常运行,使虚拟机具有高可用性、安全性和可扩展性等特点。VMware的高可用性包括vMotion(将虚拟机从一台服务器迁移到另一台上,期间服务不中断)、Storage VMware(将虚拟机的磁盘从一台服务器迁移到另一台上,期间服务不中断)、HA(当服务器发生故障时,虚拟机会迁移到另一台服务器上,服务不中断)、FT(为虚拟机特供热备,当一台虚拟机出现问题时,另一台马上接手服务,最大限度地保证零停机)、Date Recovery(对虚拟机进行备份恢复)。安全性包括VMware vShield和虚拟机安全,其中VMware vShield 是专为 VMware vCenter Server 集成而构建的安全虚拟设备套件。VMware vShield 是保护虚拟化数据中心免遭攻击和误用的关键安全组件,可帮助实现合规性强制要求的目标。随着业务和服务不断发展,系统需要的资源也是越来越多,所以硬件的升级扩展就显得更加的费时费力,在这种情况下,可扩展性也就变得更加重要了。VMware提供了DRS和Hot Add,让虚拟机能够动态地转移到另一台服务器上,而Hot Add可以让虚拟机在不停机的情况下热添加vCPU或者内存,使得服务不会中断,从而保证了扩展性和连续性。

  1. 管理层
    管理层是非常重要的一层,是虚拟化环境的中央点。VMware vCenter Server可提高在虚拟基础架构每个级别上的集中控制和可见性,通过主动管理发挥 vSphere 潜能,是一个具有广泛合作伙伴体系支持的可伸缩、可扩展的平台。
  2. 接口层
    用户可以通过vSphere Client 或 vSphere Web Client客户端访问 VMware vSphere 数据中心。vSphere Client是一个Windows的应用程序,用来访问虚拟平台,还可以通过命令行界面和 SDK自动管理数据中心。

2.1.3 VMware vSphere组件及其功能

VMware针对不同的企业级客户推出了不同版本和功能的vSphere,当然售价也随着功能的增加而增长。随着 VMware vSphere 5.0 的推出,VMware 正在逐步转变其产品的许可模式,使客户有机会过渡到更类似于云计算的“按消费情况付费”的 IT 模式。这些变化为实现更加现代化的 IT 成本模式打下了基础。现代化的 IT 成本模式基于消费情况和价值收费,不再按照组件和容量收费。VMware vSphere 5.0 将根据虚拟 RAM 授权,按处理器数量进行许可。每个vSphere 5.0 CPU 许可证将授予买方特定数量的虚拟 RAM 或为虚拟机配置的内存,可以在整个 vSphere 环境内形成虚拟RAM 授权池。
VMware ESXi 是VMware vSphere的操作系统,其他的组件都建立在它之上。VMware ESXi 服务器是在通用环境下分区和整合系统的虚拟主机软件。它是具有高级资源管理功能的、高效灵活的虚拟主机平台。它是运行在物理硬件上的虚拟化层,将计算机资源分成若干个逻辑资源,将处理器、内存、存储器和资源虚拟化为多个虚拟机。
VMware vCenter Server 是一个管理端VMware vSphere的操作系统,是配置、置备和管理虚拟化 IT 环境的中心,是调度资源的总控。
下面介绍一下VMware vSphere的组件及其功能。
VMware vSphere Client:允许用户从任何 Windows PC 远程连接到 vCenter Server 或 ESXi 的界面。
VMwarevSphere Web Client:允许用户通过Web浏览的方式访问vCenter Server 或 ESXi 的界面。
VMware vSphere SDK:为第三方解决方案提供的标准界面。
vSphere虚拟机文件系统(VMFS):ESXi 虚拟机的高性能群集文件系统。
vSphere Virtual SMP:可以使单一的虚拟机同时使用多个物理处理器。
vSphere vMotion:可以将虚拟机从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器,同时保持零停机时间、连续的服务可用性和事务处理的完整性。
vSphere Storage vMotion:可以在数据存储之间迁移虚拟机文件而无须中断服务。
vSphere High Availability (HA):高可用性,如果服务器出现故障,受到影响的虚拟机会在其他拥有多余容量的可用服务器上重新启动。
Resource Scheduler(DRS):通过为虚拟机收集硬件资源,动态分配和平衡计算容量。
vSphere 存储 DRS:在数据存储集合之间动态分配和平衡存储容量和I/O。
了解了VMware vSphere组件及其功能之后,下面来了解一下vSphere的版本。vSphere 各个版本以不同价位提供了不同的功能和虚拟 RAM授权组合,为客户提供了十分简单的 vSphere 许可方法,以满足其在可扩展性、环境规模和使用情形等方面的特定要求。VMware vSphere 5.0许可详情如图2-3所示。
vSphere Standard 版提供入门级解决方案,可用于实现服务器的基本整合,以大幅削减硬件成本,同时可加速应用程序部署。每个 Standard 版许可证授权32 GB 的虚拟 RAM。
vSphere Enterprise 版是一个功能强大的解决方案,可用于优化 IT 资产、确保经济高效的业务连续性,并可通过自动化简化 IT 运营。每个 Enterprise 版许可证授权64 GB 的虚拟 RAM。
vSphere Enterprise Plus 版提供各种 vSphere 功能,可以将数据中心转变为极为简化的云计算基础架构,既可运行当今的应用程序,又可提供灵活可靠的下一代 IT 服务。每个 Enterprise Plus 版许可证授权96 GB 的虚拟 RAM。

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