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RVM 资源虚拟化方案
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2011-07-29
运营商数据中心虚拟化方案
资源虚拟化
RVM
SaaS
云计算

引言

背景-为什么需要资源虚拟化方案

在当前严峻的经济环境下,由于预算减少,或能耗降低的要求,企业往往希望 IT 运维部门能够事半功倍。面对成本、资源和时间这三重压力,如何确保既能不断创新,又能达成自身的服务级别协议 (SLA) 要求呢?可以通过构建虚拟化基础架构来实现对 IT 和数据中心的控制。利用 VMM 虚拟化,将能立即实现可量化的成本节约,同时确保真正的业务灵活性,即具备针对不断变化的市场环境作出快速响应的能力。在当今市场中,问题并不在于企业能否支付得起 VMM 虚拟化,而在于“若不实施虚拟化,企业是否支撑得住高昂的成本”?
随着业务系统访问、网络应用行为日益频繁,我们可能经常遇到如下情况:
  • 业务量增长,数据中心和运维部门每年都需要进行大量硬件扩容,新购置设备成本增加;
  • 数据中心需要面对扩容后,能耗上升所带来的资金消耗增长;
  • 数据中心扩容后,更加复杂的系统管理成为运维部门的一大难题;
  • 为避免重要业务停机启动带来的风险,需要投入大量人力物力解决;
  • 扩容带来的场地需求越来越大,开销上升;

文档目的

本文档,将尽可能的以容易理解的角度,阐述在复杂网络运营环境中,虚拟化的技术结构以及必要性。同时,对虚拟化自身优势、功能特性做出阐述。

术语

XmlRpc:xml Remote Procedure Call的缩写,xml的远程过程调用。xmlrpc是使用http协议做为传输协议的rpc机制,使用xml文本的方式传输命令和数据。rpc系统包括2个部分:1.rpc client,它远程调用rpc server的方法,并接收方法的返回数据,在本模块中WebUI相当于rpc client;2.rpc server,用于响应远程的rpc client请求,并且按照请求执行相应的方法,并回送方法执行结果,在本模块中xmlrpcd相当于rpc server。xmlRpc能够运行在不同的操作系统,它的目的是使远程过程调用简单,它的编码数据是简单的xml格式,并且使用http协议进行通信。本模块采用xmlrpc-c来实现xmlRpc。Xmlrpc-c是xmlrpc的c语言实现库。
APP:第三方开发方所提供的应用。
APP开发者:能够开发APP的第三方开发方。这可能代表个人或者一个团体,一个公司。他们将开发的APP部署到ASCP平台上来,供普通用户浏览和使用。它具有创建、关闭、启动、重启、销毁VM的权限。
准虚拟化:在虚拟化管理中存在2种方式:完全虚拟化和准虚拟化(半虚拟化),其中准虚拟化是效率最高的虚拟化方法同时也是获得最佳性能的方法,在准虚拟化下cpu、内存可以动态分配。
VM:虚拟机的简称。
WebUI:管理VMM、Proxy、vsite,aaaa等各种资源的Web界面。
Host 主机:物理主机。
Xen 服务端:运行在Host主机上的xen服务。具有创建,启动,重启,暂停,恢复,删除vm的功能。

VMM介绍

为什么选择VMM虚拟化方案

VMM虚拟化方案,是Octopus Link(北京信联云通科技有限责任公司)应用云计算平台ASCP所采用的核心虚拟化方案。作为海量应用服务及海量数据访问的支撑结构,VMM具备非常优秀的虚拟化资源管理能力,能够作为云计算平台的首选基础设施(IaaS)解决方案。
VMM能够实现的资源虚拟化目标为:
通过整合降低资金开销
不要让服务器数量剧增和平台依赖性等因素成为企业实现其目标的障碍。VMM 虚拟化可通过整合现有的服务器资源和硬件来减少物理基础架构所占用的空间。
  • 最多可将利用率从 5-15% 提高到 80%
  • 数据中心的建设成本每平方英尺可递延 1,000 美元
  • 每台主机的虚拟机密度比商业产品高 50-70%
  • 使应用程序的平均成本降低 20-30%
通过提升系统实际使用率来扩容
通常情况下,在物理主机服务器数量一定,耗能一定的条件下,虚拟化的过程将保留原有性能。但随着虚拟环境中,虚拟主机的增加,会造成原有性能的部分下降。通过VMM进行虚拟资源统一管理,将极大的避免这种情况的出现。 通过资源虚拟化,使得虚拟服务器数量增加,物理服务器的实际使用率将得到极大提升。实际上,能够满足50%甚至更高的扩容及扩能需求。
最大限度地减少运维成本
  • VMM能够将实际资源虚拟化之外,还能够对所有的物理资源、虚拟资源进行统一管理调配;
  • 池(Pool)技术的使用,使所有设备资源和事件得到缓冲,使资源被调用的时刻,时间开销最小化;
  • 智能分配物理资源,闲置资源得到调用;
  • 智能关闭不再需要的虚拟资源,降低服务器的实际能耗;
  • 通过VMM提供标准化接口,任何第三方平台均可平滑对接;
  • 统一的管理机制,监控所有物理及虚拟设备,统一管理;

系统体系架构

VMM在云计算中的角色
针对提供和管理应用服务的云计算平台,其中会涉及到VM的创建、销毁、开启,关闭,重启,暂停,恢复,查看和修改操作。VMM主要针对VM资源进行智能统一管理。如下图所示:
用户发布的每一个APP单 独运行在一个vm中,因 此VMM体系的健壮性直 接影响到整个云计算平 台的性能。它是所有vm 的调度中心。
VM Agent的使用
VM Agent模块是用来维护VMM创建vm所需要的disk信息。由于每一个vm都需要单独的disk,每个disk包括如tomcat,mysql等一些必备的系统服务。每个disk大约在2G左右(按需确定)。如果每次创建vm时候,先创建一个disk,那是相当耗时的工作,时间会达到分钟级别。对于用户来说是一个难以忍受的过程。因此提出VM Agent概念。
VM Agent是运行在Host主机上的一个代理。它负责维护disk的信息。当需要增加一台host主机,host主机运行时会启动VM Agent程序,VM Agent程序会根据配置信息创建一定数量的disk。通过一定的机制维护这些disk信息。
VM Agent与VMM是通过tcp协议通信的。VM Agent启动后,会监听特定的端口,接受VMM发送来的指令。当vmm需要一个可用的disk时,VM Agent会返回VMM一个可用的disk路径。
在vm管理中,vm的创建是最耗时的工作,通过disk预建立的方式大大缩短了创建vm的时间。同时VMM 在启动后,就会立刻建立一定数量的vm,时刻保持一定数量的vm未被使用。这样在接受到web创建vm请求后,会立刻返回可用的vm的信息。对于用户的角度看,没有延迟,没有等待。
数据管理中心
数据管理中心主要用来保存vm、host的信息。主要为VMM实现vm管理提供数据支持。VMM在创建一个vm时,会首先查找数据库,通过数据库提供的信息获得最适合创建VM的host主机。
XMLRPC标准管理接口
通过XMLRPC标准管理接口,VMM能够与如ASCP应用云计算平台平滑接入,当第三方或管理者需要计算资源时,通过XMLRPC标准接口,能够与VMM实时交互,申请或操作虚拟资源。此方案为现有系统提供了一个良好的管理接口,对于任何新的整合需求,将不存在对接障碍。

系统特性

强大的处理能力
VMM采用xmlrpc机制,具有更好的兼容性和可扩展性,并能够分布式处理管理端发来的请求。能够最高接受每秒1万条请求的的性能。
VMM系统管理平台,对系统状态信息的收集和处理,能够达到电信运营商级别,最高接受每秒1.5万条系统状态信息。
更稳定的运行
VMM在设计上采用独特的设计,可以保持其长时间稳定运行,不会出错。平台自身具备虚拟化能力,能够做到平滑系统迁移,并具备单独的监控功能,专门检查VMM的运行状态,一旦发现平台故障,则会在不影响任何其他虚拟资源的情况下,重启VMM或平滑迁移,保证平台的稳定运行。
更迅捷的反应
VMM在创建vm时候做了很多的优化操作。比如优化domain-0所占的内存。是每一个host主机能够容纳更多的vm。在资源分配上采用完善的算法,能够尽量保证每个host主机同时只创建一个vm。当有多个创建vm的动作时,vmm会自动决定在哪个host主机创建vm,这样大大减少单个主机创建vm的压力。
每次增加一台host主机时,host主机上安装的VM Agent会自动启动,提前分配创建vm所需要的disk。大大减少了创建vm时所需要的时间。保证每次创建vm所需要的时间小于10秒。
而对于重启,启动,暂停,恢复,关闭vm的操作需要的时间会限制在2秒钟以内。
强大的预处理操作
VMM对于vm的创建提供预创建的机制。
VMM会一直维护一定数量的vm。这些vm是预创建出来的,创建后使vm保持运行状态。这些vm还没有分配给用户使用。当VMM接受到web端创建vm的请求时,会将一个未被使用的vm的信息返回给web端。
VMM会据vm版本信息表,对用户所需版本的vm创建一定的备份数量,系统会维护不同版本vm数量,随时保证可用的vm。

功能介绍

灵活的Vm管理功能

VMM模块与Vm既可以运行在同一个Host主机上也可以运行在一个单独的主机。VMM与vm互不影响。现阶段VMM有2中管理模式。如下图
如上图所示,VMM与VM在同一台Host主机上,VMM管理本Host上的vm。
如上图所示,VMM与Vm在不同的主机上,VMM单独运行在一个主机上,通过xmlrpc方式,远程管理Vm。极大增强了VMM的灵活性。

单一控制点管理虚拟基础架构

多数供应商都只提供针对服务器虚拟化的单点解决方案,而 VMM 则为企业提供了从单一控制点管理整个虚拟基础架构的能力。使用经过生产验证的VMM,企业的组织能够: 将执行部署的时间缩短 50-70%、 从中央位置管理虚拟机、 监控虚拟机及其主机的性能。
这些好处及其他好处使我们 85% 以上的客户能够在生产环境中将VMM虚拟资源管理平台应用于广泛的应用程序。

具有良好的可移植性和可扩展性

MM支持多种Unix操作系统,包括Redhat Linux,Debian,SandOS等。这使得VMM能够稳定运行在大多数企业的网络环境中,并对后台服务资源进行管理。通过此种功能特性,VMM自身和所管理的虚拟机,均能够平滑移植到另外的虚拟环境,并且在集中存储模式的支持下,可以做到不停机实时迁移。
VMM提供物理基础架构所无法实现的性能、可扩展性和可用性级别。将VMM与我们的VMA产品结合使用,企业的组织将能够: 通过实时迁移虚拟机避免计划内停机、 通过自动执行负载平衡实现基于策略的 IT 资源动态分配、 消除许多重复的配置和维护任务。
VMM 专业服务和我们的合作伙伴可以帮助您的组织在日常策略中利用这些独特功能。

成本控制

大部分企业的 IT 基础架构日益复杂和僵化,通常企业仅仅为了维持现状就要耗费超过 70% 的 IT 预算。IT 工作效率和商业价值均受限于这个极度复杂的局面。

利用 VMM 虚拟化简化 IT 管理并降低运营开销

VMM 可从管理“IT 的原始要素”的模式(例如组件级基础架构管理),转变为基于云计算的 IT 服务交付模式。这大大降低了 IT 管理的成本和复杂性。VMM和VMA产品系列通过基于策略的自动化可简化繁重的日常任务,例如部署、硬件维护、应用补丁程序以及容量、事件和性能管理。因此,IT 资源和预算可从战略维护转到能够动态响应业务并最终推动业务发展的战略项目与创新上。

VMM 客户正在降低运营成本

VMM 客户正在从管理“ IT 管线作业”转向基于云计算的 IT 服务交付,从而极大降低了 IT 的管理成本和复杂性。最近对 VMM 客户的一项调查证实了这些好处。接受调查的 VMM 客户中,有三分之二降低了与管理 VMM 环境相关的运营成本,与物理环境相比至少降低了 25%,而且许多客户还实现了更为可观的节省。VMM 客户正在借助 VMM vSphere 平台和 vCenter 产品系列改变 IT 管理方式。
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