VMware服务器虚拟化功能介绍

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一、ESXi安装









VMware vCenter

vCenter是一个强大的集中虚拟化管控工具，通过vCenter可以管理到虚拟化涉及的方方面面，纵观整个虚拟化架构也是基本功能。下图演示了通过vCenter查看虚拟化架构拓扑的实景图。



图表vCenter演示

从管理角度观察，虚拟平台环境一目了然，运行状态、功能信息等随时掌握。下面是通过管控中心vCenter进行管理的界面演示：

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一、ESXi安装



图表vCenter演示

图中左边是硬件设备以及虚拟设备资产，右边是状态信息以及各种配置信息等，所有可管理的内容都容纳在vCenter之中。

vCenter是为了集中管理和监控虚拟机、实现自动化以及简化资源调配，对所有物理服务器及其上的虚拟服务器进行统一管理的工具。

可以看到，虚拟化集群之内的配置参数、运行状态、逻辑关系等等信息都可以一目了然的呈现出来。同时还可以针对集群定义所需要的高级功能，如HA、vMotion、DRS等。如果集群之中出现硬件故障，可以通过虚拟化快速恢复，保证较高级别的业务连续性水平。

对于性能的监控、管理，vCenter也极为便利，可以根据需求定义需要监控的资产设备，快速定位性能瓶颈或发现问题根源。如下图所示：

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图表vCenter演示

VMware还提供了Web客户端，可以从全球任何位置以Web方式访问虚拟化平台vsphere，并且完成对数据中心的操控管理。就像如下界面：



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集中化的管控中心可以完成绝大部分的IT管理职能，大大减少了琐碎的管理事务，提高管理人员的生产效率。

VMware vMotion

VMware VMotion能够在两台正在运行的服务器之间进行实时迁移，具有零停机性能，能够大幅度提高了服务器的可用性，保证交易数据的完整性。VMotion是创建动态，自动优化数据中心的关键因素，对完善服务器虚拟化，存储器虚拟化和网络虚拟化等技术产生重大的影响。



图表vMotion实现原理

VMware VMotion的功能

对于服务器管理员来说，VMotion允许管理员：1、在资源库中不断地自动分配虚拟机；2、在不中断业务运作的情况下进行各项维修工作，从而令服务器获得最高的可用性。

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对于用户来说，VMotion允许用户：1、自动优化和分配资源库，从而大大地提高了硬件的利用率，灵活性和可用性。2、进行定期的硬件设备维护操作，但却不需要预先设定停机时间。3、在服务器发生故障或者表现不佳之前，进行迁移。 VMotion中运用的技术

VMotion从一台物理服务器将虚拟机迁移到另外一台虚拟机要用到下述三项技术：

1. 虚拟机的全部状态信息被压缩在一套存储于共享存储器的文件中。作为载体的存储器类型可以是光纤通道（Fibre Channel），iSCSI存储区域网络（iSCSI Storage Area Network，SAN）或者网络附加存储器（Network Attached Storage，NAS）。VMware的群集虚拟机系统（VMFS）允许多台ESXi服务器同时访问同一个虚拟机文件。 2. 虚拟机的动态内存和执行状态在一个高速的网络上进行快速传输，允许虚拟机即时地在源ESXi服务器和目标ESXi服务器之间进行信息交换。在迁移过程中，VMotion只是在点阵图里对信息交换进行监控，所以整个转移过程对用户来说是透明的。一旦整个内存和系统状态全部复制到目标ESXi服务器中，VMotion就会自动终止源虚拟机，同时将点阵图转移到目标ESXi服务器中，并在目标ESXi服务器中重新启动虚拟机。上述整个操作假如是在一个千兆以太网络中进行,那么不用两秒的时间就可以完成。

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3. 虚拟机使用的网络同样也会被目标ESXi服务器虚拟化，确保在实时迁移之后，虚拟机的网络身份和连接能够得到保留。VMotion将MAC地址作为进程的一部分来进行管理。一旦目标机被激活，VMotion会检查网络路由器来确保它能识别虚拟机MAC地址新的物理位置。由于虚拟机使用VMotion来进行实时迁移，它的执行状态，网络身份和动态链接都能够得到保护，所以对于用户来说，整个迁移过程并没有引起服务器停机或者网络中断。 VMware VMotion的关键特点

可靠性：自从2004年推出了该产品之后，在成千上万的用户的支持下，VMotion一直不断地为最可靠的实时迁移性能调整标准。 高可用性：最终用户无法觉察到实时迁移所带来的服务器的停机。CPU和网络资源的最大利用确保了实时迁移迅速和有效地进行。 互操作性：无论虚拟机运行在什么操作系统上，实时迁移都可以在任何类型的硬件设备和网络上进行，只要VMware ESXi服务器支持该设备和网络。支持由管线通信连接的存储区域网络（SAN）。实行的实时迁移的虚拟机利用带宽高达4GB的光纤通道连接的存储区域网络系统（SAN）。

支持网络附属存储（NAS）和iSCSI的存储区域网络（SAN）。实行实时迁移的虚拟机花费更低的成本，使用更容易管理的存储器。可

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自定义的CPU兼容性设置。确保虚拟机可以在不同版本的硬件设备上进行迁移，以便虚拟机可以永远处于最新的CPU革新浪潮之中。 易操作：迁移向导。通过迁移向导提供的即时信息，可以为一台虚拟机快速辨别最好的转移对象。

多个并行迁移。在整个IT工作环境中，进行多个并行迁移，来持续不断的优化虚拟机的布局。

优先等级。为每一个实时迁移操作分配一个优先等级，确保当前最需要进行的迁移可以及时反问它们所需要的资源。

安排迁移任务。在每个预定好的时间点上，不需要管理员在场启动，迁移就能够自发进行。

迁移检查追踪。每次迁移都有一份详细的操作报告，包括日期/时间和管理程序初始化迁移的回复信息。 VMotion的具体操作

使用VMotion进行实时迁移允许虚拟机在不中断工作进程的情况下进行。虚拟机的所有状态信息连同它的配置文件都会被迁移到新的主机上。然而与之相连接的虚拟磁盘将会保留在两主机共享的存储器中。在虚拟机的状态信息全部统一到替换的主机上之后，虚拟机就可以在新的主机上运行了。

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需要迁移的状态信息包括当前的内存内容以及所有能够定义和识别该虚拟机的信息。其中，内存信息包括交换数据、操作系统的位数以及存储在内存中的应用程序。而虚拟机的定义和识别信息包括所有映射到虚拟机硬件上的数据，比如BIOS，设备，CPU，网卡的MAC地址，芯片的设置状态等。另外，作为替换的主机还必须满足兼容性要求。

VMware HA

VMware High Availability (HA) 可为虚拟机中运行的应用程序提供易于使用、经济高效的高可用性。当物理服务器发生故障时,受影响的虚拟机将在具有备用容量的其他生产服务器上自动重启。另外,如果虚拟机中发生与操作系统相关的故障,VMware HA 会检测到该故障,并在同一台物理服务器上重启受影响的虚拟机。VMware HA 能够: 不需要专门的备用硬件,也不需要安装其他软件,就可以将意外停机时间和 IT 服务中断时间降至最低。

以合理的价格在整个虚拟化 IT 环境中实现始终如一的高可用性,而且不会产生与操作系统或特定应用程序相关的故障切换解决方案所带来的成本和复杂性。

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如何使用VMware HA?


VMware HA 能够为虚拟机中运行的任何应用程序提供高可用性。 使用 VMware HA我们能够:


保护不带其他故障切换选项的应用程序。为虚拟机中运行的任何应用程序提供经济高效的高可用性。高可用性解决方案往往比较复杂、价格较贵,而且通常都是为关键应用程序预留的。VMware HA 提供了经济高效的高可用性解决方案,使以前不受保护的软件应用程序能够实现高可用性。

为整个 IT 环境建立坚固的“第一道防线”。其他高可用性解决方案往往特定于操作系统或软件应用程序,而且使用复杂,VMware HA 与它们不同,可以为整个 IT 环境提供一致的、

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易于管理的高可用性解决方案。VMware HA 为所有应用程序提供了基本故障切换,而且成本最低、管理负载最小。 VMware HA 的主要功能

支持一个群集最多有 跨多台物理服务器的可扩展的高可用性。32 个节点以实现高应用程序可用性。

服务器故障的自动检测。VMware HA 自动监控物理 服务器的可用性。HA 可以在无需任何人员干预的情 况下自动检测虚拟机和物理服务器故障并重启新的 虚拟机。

对监控虚拟机内故障的增强支持。VMware HA 可通过监控心跳信号信息检测虚拟机内部的操作系统故障。如果基于用户定义的时间间隔检测到故障,则会在物理服务器上自动重启受影响的虚拟机。

自动重启虚拟机。通过在资源池中的另一台物理服务器上自动重启,可保护任何应用程序。

此功能通过允许 通过增强隔离地址响应而改进的总体可靠 性。

在声明已在群集中隔离某个节 点之前 Ping 多个地址,增强了在服务控制台上确认 网络故障的可靠性。

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资源检查。确保始终有可用的容量,以便能够重启受服务器故障影响的所有虚拟机。HA 会持续地以智能方式监控容量利用率,并“预留”备用容量以便能够重启虚拟机。

主动监控和系统健康检查。VMware HA 会自动识别在 HA 群集中检测出的异常配置设置。这样可防止多次发生未处理的故障情况和错误。客户端界面会报告相关的系统健康状态和潜在的错误情况以及建议的修正步骤。

以智能方式从虚拟机故障切换到拥有最佳可用资源的服务器(需要 VMware Distributed Resource Scheduler)。在服务器发生故障后,将已重启的虚拟机自动安排到最佳位置上。 VMware HA 的工作原理是什么?

VMware HA 可持续监控资源池中的所有服务器并检测物理服务器故障。放置在每台服务器上的代理会不断向资源池中的其他服务器发出“心跳信号”,而“心跳信号”的终止会导致所有受影响的虚拟机在其他服务器上重新启动。VMware HA 还可以通过监控整个群集中的心跳信号信息,检测虚拟机内部的操作系统故障。如果在用户指定的时间间隔内未收到虚拟机的心跳信号,则将检测到故障。VMware HA 确保资源池中始终有充足的资源,以便在发生服务器故障时能够在不同的物理服务器上重新启动虚拟机。

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VMware FT (Fault Tolerance)



图表VMware Fault Tolerance 容错技术功能示意图 Vmware FT 功能通过在其他服务器上创建一个主虚拟机完全一样的副本虚拟机，保障主虚拟机的业务连续性。

主虚拟机处于活动状态，接受请求，服务信息，并运行程序。副本虚拟机接收与主虚拟机相同的输入。副本虚拟机完成的所有任务都依照主虚拟机的变动。主虚拟机所有非决定性的活动都将被捕捉，发送到运行在其他物理服务器上的副本虚拟机，副本虚拟机在一秒内将活动进行重演。

FT启动后，VM Tools从每个虚机中发送心跳到VM，此心跳与HA的心跳类似。VM检查以确保主虚拟机和副本虚拟机都在运行。如果主虚拟机所在的物理服务器丢失，VM将不再发送心跳。此时，副本虚拟机立刻变为活动的，并成为主虚拟机，服务不会经历任何中断。

FT提供了比HA更高的商业连续性级别。FT发生时，副本虚拟机

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立刻被激活，所有关于虚机状态的信息都会被完整的保留。存储在内存中的数据不需要被re-entered或reloaded。而HA则要将任何丢失的虚拟机进行重启。这会结束所有虚拟机进程和状态信息，程序和未保存的用户输入信息都会丢失。

VMware DRS(VMware Distributed Resource Scheduler)

通过动态分配和平衡计算资源，使您的 IT 基础架构与业务目标一致。VMware DRS 可持续监控所有资源池的利用率，并根据业务需求在多个虚拟机之间智能分配可用资源。



调整资源以符合业务需求

• 将 IT 资源动态分配给优先级最高的应用程序。根据业务优先级的高低，创建规则和策略，划分虚拟机的优先级，并且按照优先级的高低，保证关键业务优先获得有效的 IT 资源。

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平衡计算容量

VMware DRS 不间断地平衡资源池内的计算资源容量，以提供物理基础结构所不能提供的性能、可扩展性和可用性。

• 提高所有应用程序的服务级别。VMware DRS 不间断地平衡容量，这将确保每个虚拟机能在任何时间点访问到相应资源。 • 轻松部署新容量。VMware DRS 将无缝利用添加到资源池的新服务器中的附加容量，同时在系统不中断的情况下重新调配虚拟机的资源。

• 自动执行计划内的服务器维护。VMware DRS 可自动将所有虚拟机迁出物理服务器，保证在零停机情况下启用预定的服务器维护。 • 大大提高了系统管理员的工作效率。允许系统管理员监控和有效管理更多的 IT 基础架构。 性能和可扩展性

• 大规模管理。 管理数百台服务器和数千个虚拟机。启动速度更快、响应能力更强，设计之初就将目标定位于最大型的 IT 环境。 管理

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• 管理运行分布式应用程序的虚拟机组。 控制对运行分布式应用程序的整个虚拟机组进行的聚合式资源分配，从而优化分布式应用程序的服务级别。

分布式资源的优化

• 提取虚拟化架构中的硬件资源。 以资源池为单位，统一调配与管理计算资源，并且独立于提供资源的物理服务器。

• 灵活的分层组织。 以分层方式组织资源池，充分利用可用的 IT 资源满足业务部门的需求。VMware DRS 确保实现最高的资源利用率，同时保持业务部门对其基础结构的控制权和自主权。可以根据业务需要或部门变动，灵活地添加、删除或重组资源池。 • 隔离各个资源池。 在资源池中进行分配更改，而不影响其他不相关的资源池。例如，在专用于某一特定业务部门的资源池中所做的任何分配更改都不会影响到其他资源池。

• 亲和性规则。 创建用于约束为物理服务器分配虚拟机的规则。例如，出于性能原因，某些虚拟机可以始终在同一台服务器上运行。另外，指定虚拟机可以始终在不同的服务器上运行以实现更高的可用性。 高可用性

• 手动和自动模式。 VMware DRS 从服务器和虚拟机中收集资源利用率信息，然后生成优化虚拟机分配的建议。可以自动或手动执行这些建议。

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• 初始放置。 虚拟机首次启动时，VMware DRS 会自动将该虚拟机放在最合适的物理服务器上，或给出放置建议。

• 持续优化。VMware DRS 根据定义的资源分配规则和资源利用率不间断地优化资源分配。可以通过使用 VMotion 执行虚拟机的实时迁移，来自动执行资源分配更改。另外，在手动模式下，VMware DRS 将为系统管理员提供执行建议。

• 服务器维护模式。 在物理服务器上执行维护，而不中断虚拟机运行或最终用户使用。当一台物理服务器处于维护模式时，VMware DRS 将确定虚拟机可以在其上运行的备选服务器。根据自动模式设置，虚拟机可以自动过渡到使用备选服务器，也可以由系统管理员以 VMware DRS 建议为准则来手动执行此过渡。

vSphere扩展性

应用程序的可扩展性包括：CPU、内存的热添加和磁盘、网络等设备的热添加和删除，从而确保整个虚拟化平台具有足够的弹性。这也成为虚拟化平台灵活性的重要指标，许多应用场景都可以从这个特性中获益。

可扩展虚拟机: 热添加 CPU、内存 / 热添加和删除 存储设备、

网络设备 / 热扩展虚拟磁盘 / 以零宕机时间横向扩展虚拟机

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存储 DRS

通过分组、放置和平衡改进管理并实现更高效的存储资源利用。 使用 vSphere Storage DRS 可将若干数据存储中的存储资源聚合到单个数据存储集群中，从而简化大规模存储管理。 在虚拟机调配过程中，Storage DRS 可以基于 I/O 负载和数据存储的可用存储容量提供智能的虚拟机放置。 Storage DRS 可以根据反映业务需求和不断变化的优先级的预定义规则，在数据存储之间执行持续的负载平衡，确保避免出现空间和 I/O 瓶颈。

• •

调整存储资源以符合业务目标 平衡存储空间和 I/O 负载

调整存储资源以符合业务目标

vSphere Storage DRS 跨预分配的数据存储池持续监控存储空间和 I/O 利用率，并智能调整存储资源以符合您的业务增长目标。 • •

指定如何使用规则和策略将存储资源分配给虚拟机

为业务部门分配专用的存储基础架构，同时通过存储卷池获得更高的存储利用率 •

授权业务部门在自己的存储内建立和管理虚拟机，同时对存储资源进行集中 IT 控制 平衡存储空间和 I/O 负载

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Storage DRS 持续平衡存储空间利用率和存储 I/O 负载，并避免出现资源瓶颈，以满足应用服务级别和提高大规模存储的可管理性。 利用 Storage DRS，您可以： •

轻松部署额外的存储容量，并在新存储添加到存储卷池时无缝地利用额外的容量。 • •

以无中断的方式维护数据存储 提高所有应用的服务级别

通过允许 vSphere 管理员监控和管理附加的基础架构，提高

他们的工作效率

VMware SRM(Site Recovery Manager)自动化应用级容灾



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SRM主要功能特性

利用业界首款基于虚拟化管理程序的复制功能,消除第三方复制成本。

• 不需要在不同站点间保持相同的存储阵列。 • 支持使用低端存储,包括直连存储。

• 直接在 vCenter Server 中从单个虚拟机层面上管理复制。 • 提供从 15 分钟至 24 小时的灵活 RPO。

• 通过跟踪发生改变的磁盘区域和仅复制最新的增量数据, 确保提高网络利用效率。

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• 可将每个集群的规模扩展为数百个虚拟机。 支持基于第三方存储的复制

使用基于 iSCSI、光纤通道或 NFS 存储的存储复制解决方案。 通过 Storage Replication Adapter (SRA) 确保与 Site Recovery 
Manager 紧密集成。 
• 发现并显示受基于存储的复制保护的虚拟机。 
• 自动执行复制和数据同步操作,以实现协调一致的灾难恢复、故障切换和计划内迁移。

SRM 5融入了新的、内置的vSphere复制和自动恢复能力，为VMware vSphere上的应用提供更简单、更可靠的灾难恢复能力。

一直以来，防止应用发生灾难都是最为重要的事情。遗憾的是，传统的灾难恢复解决方案通常价格昂贵，极度复杂，而且不可靠，这意味着绝大多数企业在为其整个应用提供充分的保护时面临着困难。VMware vCenter Site Recovery Manager是虚拟化环境中行业领先的灾难恢复产品，可对恢复计划进行集中管理，实现无破坏性的恢复流程测试，并使现场恢复和迁移流程实现自动化。



VMware SRM 5的特点和好处

最新发布的VMware SRM 5融入了增强功能和新功能，可以使灾难恢复进一步简化和自动化，从而使客户将灾难防护的范围扩大：从

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原来的关键业务应用扩大到较小的站点以及VMware vSphere上的所有应用。

新的VMware vSphere Replication: 将应用复制到另一个站点的最简单方式

VMware SMR 5将融入内置的VMware vSphere Replication，后者系业界第一款基于Hypervisor的复制产品，专为VMware vSphere环境而创建。VMware vSphere Replication将通过VMware vCenter Server来管理虚拟机（VM）层的复制过程，降低了管理基于存储的复制的复杂性。此外，VMware vSphere Replication支持跨站的异构存储，这意味着客户可以为失效备援站点提供较低价格的存储来降低成本。鉴于SRM 5将继续支持VMware合作伙伴推出的众多基于存储的复制产品，因此，客户能够根据自己的需求选择最合适的复制方法。基于存储的复制将继续成为大型、关键业务环境的首选，而VMware vSphere Replication将为较小站点和次要一级应用提供更为简单、性价比更高的复制。



日常应用的计划迁移和全自动恢复

VMware SRM 5将实现整个站点的恢复和迁移流程的自动化。启动灾难恢复指令以后，VMware SRM 5仅需很有限的人员参与甚至无需人员参与，即可自动恢复所有的业务服务。这意味着可以更快地执行这些流程，而且可以更准确地预测响应时间目标（RTO），这一目标从30分钟到几个小时不等。VMware SRM 5融入了新的自动恢复能

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力，可以自动进行反向复制并执行恢复计划，这样，客户将能够自动“恢复”到原生产站点。

此外，VMware SRM 5还融入了新的计划迁移工作流，实现了零数据损失，帮助客户将VMs转移到另外的站点，其间保持应用的一致。VMware SRM 5将使原站点受保护的VMs停机时间尽可能缩短，并使数据保持同步，从而实现断电的VMs能够完全复制到故障迁移站点，然后利用与应用一致的VMs执行恢复计划。此外，VMware SRM 5的自动恢复和计划迁移能力可以使用户更高效地将SRM 5应用于日常应用迁移，以避免灾难或者平衡全球负载。





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