VMwarevSphere:云计算求解

VMware公司是虚拟界的领袖，也是世界第三大软件公司。该公司1999年发布第一款产品WMware Workstation，2001年发布进入服务器市场的VMware GSX Server（托管）和VMware ESX Server（不托管）的系统，2004年推出64位虚拟化支持版本，2009年推出了号称云端操作系统的vSphere解决方案（也被称为VMware Infrastructure 4.0（VI4））。2010年，WMware vSphere 5.0正式发布，它对硬件的支持更加完整，捍卫了其在虚拟化市场中的地位。

vSphere是VMware推出的基于云计算的新一代数据中心虚拟化套件，它是以原生架构的ESX／ESXi Server为基础，让多台ESX Server能并发负担更多个虚拟机，再加上VirtualCenter、配合主流数据库软件来管理多台ESXi及虚拟机，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交付。

VMware vSphere主要通过虚拟化技术将数据中心转变为云计算基础架构，通过虚拟化提供自助部署和调配的功能，将IT基础架构作为服务来交付使用。vSphere是一个整体架构而非单个产品，基本架构如图5-6所示。

vSphere的组成部件：

（1）vSphere的云端部分

vSphere所谓的云端，是指平台及架构部分（PaaS和IaaS），可以分为内部云端和外部云端（即私有云与公共云）。

①内部云端：由各种硬件资源组成，并由vSphere负责统合云端资源。在IaaS及PaaS中，资源为硬件及OS资源，硬件主要有CPU运算能力、RAM以及存储空间，而PaaS则是有各种操作系统。

②外部云端：vSphere可以将这些第三方提供的资源集成到企业的IT架构中。

图5-6　VMware vSphere的基本架构

（来源：VMware）

（2）vSphere的底层：服务架构（Infrastructure Service）

有了硬件资源之后，就需要一个Hypervisor将资源集成，然后ESX和ESXi服务器负责将硬件资源虚拟化。Infrastructure Service主要可以分为运算部分的vCompute、存储部分的vStorage以及网络部分的vNetwork。

①vCompute部分。它包括ESX／ESXi以及DRS。ESX／ESXi主要实现服务器整合、提供高性能并担保服务品质、流水式测试和部署及可伸缩的软硬件架构；DRS（Distributed Resource Scheduler，分布式资源调度）确保按需调整资源配置，根据需要和优先级压缩和增加应用系统的资源，动态地响应负载平衡。

②vStorage部分。它包括VM所在硬盘的文件系统VMFS以及动态分配大小的Thin Provisioning（自动精简配置，TP）。

TP是一项优化存储局域网（SAN）中可利用空间、提高存储空间利用率的技术，可按照每位用户某一时刻所需的最小空间，动态灵活地在多用户间分配磁盘存储空间。与传统网络化的存储系统相比，TP具有存储空间利用率高、减少电力消耗、减低硬件空间需求、减少热量产生等优点。在传统的存储自动配置（Storage Provisioning）模式（也被称作传统配置，Fat Provisioning，FP）下，考虑到需求和数据复杂性可能增加，存储空间的分配要大于当前需求，但这也导致利用率低下，大量的存储空间被占用，但很少被真正使用。上述问题可通过TP解决，且开销不大。

VMFS是专门为虚拟机设计的高性能集群文件系统，该系统可以在VMware虚拟机的VMware虚拟数据中心环境中访问共享存储。(www.xing528.com)

③vNetwork部分。VMware的网络虚拟化技术主要通过VMware vSphere中的vNetwork网络元素实现。通过这些元素，部署在数据中心物理主机上的虚拟机可以像物理环境一样进行网络互联。vNetwork的组件主要包括虚拟网络接口卡Vnic、vNetwork标准交换机vSwitch和vNetwork分布式交换机dvSwitch。vSphere提供了一个Distributed Network的架构，不但有完整的Bridged／NAT／Host only架构，更和Cisco合作推出一个专门安装在vSphere上的分布式网络。

（3）vSphere的底层：Application Service

应用软件服务是针对VM的，可以让多台服务器多个VM排列组合，达到企业应用的目的。

①可用性（Availability）。可用性就是企业的服务永远不会中断，不管是服务器蓝屏或是应用软件蓝屏，都不影响用户对服务的访问。vSphere在这方面提供的功能主要有：

·VMotion：VM动态转移，可以把VM从一台物理服务器转移到另一台上；

·Storage VMotion：VM磁盘动态迁移，可以把VM磁盘从一个存储设备转移到另一台；

·HA（高可用性）：VM在一台服务器蓝屏后转移到另一台上，服务永远不会中断；

·Fault Tolerance（冗余性）：随时有一台动态的服务器待命，当有一台服务器蓝屏时，不需要HA或VMotion就立即接手；

·Data Recovery：服务器或VM蓝屏后数据回退功能。

②安全性（Security）。安全性包括vShields Zones和VMSafe两部分，让物理机直接连上虚拟机，甚至是不同物理机上的虚拟机，而无须通过外接的防火墙或路由器获取监控。

③可伸缩性（Scalablity）。再强大的系统也有遇到效能瓶颈的一天，从前的计算机流行纵向升级（Scale up），即在同一台电脑上安装更多更快的CPU，加装更多的RAM。但纵向升级容量有限，一台电脑不可能有无限个CPU和内存插槽。因此采用横向升级（Scale out），即用更多的物理服务器来增加效能。而vSphere提供了DRS和Hot Add，让VM能动态转移到更快捷的物理服务器上，其中Hot Add的功能可以让VM在不关机的情况下直接添加vCPU或内存，这对系统的高可用性也有极大的帮助。

（4）vSphere的神经中枢：VMware vCenter

vCenter作为管理节点，控制和整合属于其域的vSphere主机，可以安装在物理机的操作系统上，也可以安装在虚拟机的操作系统上。vCenter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、可扩展平台。

①VMware vCenter Client。这是一个Windows端的实用程序，用来直接总控单台ESX／ESXi。在vSphere中，所有的VM管理、创建、运行、维护都靠vCenter Client。

②VMware vCenter Server。vCenter Server大概是VMware中功能最复杂的产品了。前面所提的云端、架构、应用软件等，都要靠vCenter Server来落实。在vSphere中，vCenter Server具有动态迁移、资源优化、容错、高可用性、备份以及应用部署等高级功能。