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[经验分享] [工作积累点滴整理]虚拟化、云计算配置规划<一>

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发表于 2017-6-24 19:46:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
  目 录
1. 服务器虚拟化的相关配置建议1
1.1. 服务器的基本配置建议1
1.1.1. CPU配置1
1.1.2. 服务器内存配置2
1.1.3. 物理网卡配置2
1.1.4. 服务器磁盘配置2
1.1.5. vSAN服务器磁盘配置3
1.1.6. 服务器配置参考3
1.2. 集群配置规划4
1.2.1. 管理类集群4
1.2.2. 业务类集群4
1.2.3. 边界类集群5
1.2.4. vSAN集群5
1.3. 存储配置规划5
1.4. 机柜配置规划5
1.4.1. 高密度机柜6
1.4.2. 低密度机柜7
1.5. 机房配置规划8
1.6. 虚拟机配置规划9
  
  1. 服务器虚拟化的相关配置建议
此处所阐述的配置建议为最佳配置建议,旨在帮助我们优化架构,提升系统的稳定性和可扩展性,非强制要求。
1.1. 服务器的基本配置建议
服务器虚拟化配置主要包括了服务器CPU、内存、网卡(网口)数量、HBA卡、服务器的磁盘配置等; 如果要部署vSAN,对于磁盘规划和配置尤为重要。
服务器的配置还包括单一物理机的整体虚拟化比例(即单一物理服务器上能够运行的虚拟机数量),取决于单一物理服务器上的CPU和内存资源,为了提高整合比,建议为单一物理服务器配置更多的CPU和内存资源,以实现更少的服务器运行更多的应用虚拟机。
1.1.1. CPU配置
服务器CPU的资源取决于服务器CPU的总核数和CPU的主频 。内存资源取决总体物理内存空间。
目前服务器多为NUMA架构,在NUMA架构下更要考虑单一虚拟机的性能。
   DSC0000.png
  
  
·非一致存储访问结构(NUMA:Non-Uniform Memory Access):
·特征是每个CPU模块由多个CPU(如4个)组成,CPU具有独立的本地内存、I/O槽口等。节点之间通过互联模块(称为Crossbar Switch)进行连接和信息交互,每个CPU可以访问整个系统的内存(这是NUMA系统与MPP系统的重要差别)。
·利用NUMA技术,可以较好地解决原来SMP系统的扩展问题,在一个物理服务器内可以支持上百个CPU和核
·访问本地内存的速度将远远高于访问远地内存(系统内其它节点的内存)的速度。因此为了更好地发挥系统性能,系统和应用程序需要尽量减少不同CPU模块之间的信息交互。比较典型的NUMA服务器包括HP的Superdome、SUN15K、IBMp690等,现在的X86服务器也多为NUMA架构。
  单一虚拟机计算性能与CPU数量的增加不成正比,即不是简单增加CPU数量就能明显增加计算能力,特别是在分配的CPU和内存资源超越单一NUMA节点时,反而会出现性能下降的情况。特别是对于JAVA应用来讲,JVM对于NUMA的支持更不好。因此,如果要求虚拟机的计算资源较高,在硬件采购时可以考虑采购物理CPU的核数更多一点、CPU的主频更高一点。
  1.1.2. 服务器内存配置
虚拟化环境中,服务器资源的消耗主要体现在内存的消耗,CPU资源消耗较少。在不设置虚拟机资源保留值时,每启动一个虚拟机,消耗255M物理内存,CPU按内核和时间片分配。建议每一个CPU的内核,配置6GB以上的内存;如1台物理服务器配置4CPU,12核/每CPU的,建议内存配置是4 x 12 x 6GB = 288GB内存以上。
1.1.3. 物理网卡配置
在虚拟化平台中,为了实现管理、迁移、生产等的网络流量分离和网卡硬件冗余,一般建议配置多网卡、多个网口,同理在实现冗余的时候,上连交换机也要考虑冗余。
原有网络为千兆网络,建议为该网络中的物理服务器配置2个以上的物理网卡,6-8个千兆网口;网络支持万兆网络,除了配置4个千兆物理网口(2块物理网卡), 建议配置2块万兆网(4个万兆网口)。
1.1.4. 服务器磁盘配置
服务器的内置磁盘主要用于安装虚拟化管理软件,虚拟化管理软件vSphere总体在200M以内,在考虑到冗余的情况下,服务器内置磁盘配置2块300G或600G的磁盘,在服务器内部做RAID1,用于安装服务器虚拟化软件vSphere。
如果服务器支持USB Key 启动,也可以考虑在服务器出厂时,在USB Key中预装虚拟化软件,这种情况下,服务器可以不配置内置盘。
  1.1.5. vSAN服务器磁盘配置
vSAN的部署需要更多的服务器内置磁盘,建议使用2C服务器,该服务器除了系统磁盘外,一般还有24个磁盘插槽。vSAN是使用服务器的内置SSD硬盘做为缓存层,HDD硬盘做为容量层。建议使用4块SSD硬盘建立4个HDD磁盘组实现,每组配置HDD硬盘5块,根据具体的容量需求,配置相应类型和容量的HDD硬盘,HDD硬盘分为SAS和SATA,SAS访问速度高容量相对小,SATA速度相对低容量大。一般要求作为缓存的SSD硬盘容量是同组HDD硬盘的10%以上,一组HDD硬盘的容量为磁盘裸容量之和,可用容量的计算根据虚拟机副本要求计算。如虚拟机副本要求为1,则虚拟机的vmdk文件存2份,可用容量为50%,如果虚拟机副本为2,则vmdk文件存3份,可用容量为33%以此类推。
1.1.6. 服务器配置参考
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  1.2. 集群配置规划
在虚拟化中大规模部署时,需要考虑通过多服务器集群方式部署方式,建议按照服务器功能、CPU型号方式建立不同集群,同一集群中的服务器CPU型号保持一致,系统扩容的服务器建立单独集群。
集群的主要目的是避免单一物理机故障对业务虚拟机的影响,但集群HA虚拟建立心跳监测,集群中服务器不宜太多,业务集群虚拟机能够分属不同的集群。
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  1.2.1. 管理类集群
服务器数量为3,为管理类虚拟机建立单独服务器集群,运行管理类虚拟机,如AD、DNS、FTP Server、vCenter Server、vCenter Server 数据库、文件共享服务虚拟机等等,包括未来部署网络虚拟化时,运行NSX manager和NSX Controler等虚拟机;
1.2.2. 业务类集群
一般建议8-16台服务器为一集群,服务器规模较大时可以建立多个集群,集群中的服务器选自不同的机柜。
集群名称可以根据业务名称、部门名称等自定义。
  1.2.3. 边界类集群
对于部署网络虚拟化NSX的环境,建议部署此类集群,实现网络边界通讯或南北向通讯,主要运行NSX的Edge类组件。
1.2.4. vSAN集群
对于采用vSAN虚拟化存储的服务器,单独建立集群。该集群主要考虑vSAN网络规划、磁盘规划等。
1.3. 存储配置规划
在存储配置建议1个DataStore对应于1个LUN,在需要较大的存储空间时,不要在DataStore层面去拼接多个Lun来扩大存储空间,可以考虑在存储层扩大Lun的存储空间,再在DataStore层来扩容空间;或者是对虚拟机添加新的vmdk(disk)文件,在OS层面去扩容应用使用的数据空间。
LUN的名称建议包含数据中心、存储厂家、LUN ID等,总之便于看到名称,就能快速定位物理位置,便宜差错。
根据VMware的最佳实践,按照每个DataStore存放10-15个虚拟机的方式规划,每个LUN和DataStore规划为1.5-2TB,同时每个LUN的在线访问路径,不要超过4条(VMware的上限是8条),每个集群的总存储路径不能超过1024,因此,LUN不宜划得太小和太多,LUN的ID必须在0-255之间,不能超过255。
1.4. 机柜配置规划
标准化数据中心机柜配置,提升数据中心规模效应,简化运维。
交换网络:机柜网络采用标准化配置,以2个机柜为冗余单元规划。每个机柜配置2x48=96口IP置顶交换机,机柜内服务器管理网络、虚拟机生产网络采用双网卡网口冗余,一条链路连接本机柜内交换机,一条链路连接相邻机柜类的交换机,实现网卡、链路、交换机冗余,参见下图。
  远程管理网:配置1台48口IP交换机配置带外管理,管理机柜内服务器的远程访问,远程管理无需冗余。
数据网络:如果使用共享存储,则配置48个光纤交换机,服务器的光纤网络一条连接本机柜内的光纤交换机,一条连接相邻机柜内的光纤交换机,实现光纤HBA卡、链路、光纤交换机冗余。参见下图。
1.4.1. 高密度机柜
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  单一标准42U机柜中,安装较多的服务器,服务器计算性能相对较低,运行Web应用和普通应用,以Web群集方式提高并发性能为主的应用。
每个机柜,配置12-16台2U服务器,服务器配置为2CPU,12核,144GB内存,4个千兆网口,2块HBA卡(8GB)。如果是配置vSAN的服务器则不需要配置HBA卡,增加2块万兆网卡。
  1.4.2. 低密度机柜
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  单一42U机柜中,安装较少的服务器,服务器配置相对高,运行应用服务器、数据库等相对负载较大的应用。
每个机柜,配置8台4U服务器,服务器配置为4CPU,12核,512GB内存,4个千兆网口,2个万兆网卡,2块HBA卡(8GB) 。
  1.5. 机房配置规划
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  1. 为了实现未来云计算中心不同计算需求,机房规划实现高密度中低性能和低密度高性能区划分;
2.高密度中低性能区使用2U2C服务器,承载如Web/APP类应用虚拟机或是使用vSAN的应用;低密度高性能区为4U4C服务器,承载负载较重的APP或前置数据库等。
3.资源池管理分为高性能区和低性能区,硬件资源扩容使用同一标准,按照应用区的容量,分别扩容。服务器采购,考虑6个月内为同一标准,6个月后再评估产生新标准。
4.应用系统不再以物理设备方式申请资源,而是通过计算方式,按应用类别申请计算资源。
1.6. ESXi服务器名称规划
  
    准备安装ESX/ESXi的服务器   
    安装ESX/ESXi就像安装任何一个Linux的套件一样,在确定你的机器匹配VMware的HCL之后即可以放心开始安装。但在安装之前,还是有些准备任务,包括了BIOS的配置,磁盘安全机制RAID,以及远程键盘鼠标屏幕KVM的配置。   
    准备服务器的BIOS配置   
      一般来说,任何通过VMware HCL认识的服务器都可以顺利运行,但在安装ESX/ESXi之前,还是别忘了将BIOS中相关的地方激活。   
    服务器BIOS中虚拟机选项的激活   
      VT-X:在BIOS会显示Virtualization Technology.   
      VT-D:在BIOS中会显示VT-D或是IOMMU.   
    RAID的规划及安装   
      ESX/ESXi虽然是一个Hypervisor,但也是一个操作系统,因此也需要有些安全防护,因此在安装前,先要规划Hypervisor的存放位置,本地硬盘则一定要使用RAID才能确保Hypervisor的常规运行。   
    RAID的常见名称   
      Volume:卷,即RAID落实后的组合。   
      Virtual Device:和卷同意,但一个VD可以只有一台硬盘。   
      IM:即RAID1,通常是Mirror的意思。   
      IS:即RAID0,即Stripping的意思。   
      IME:即IM+Enhance的意思,通常为RAID1+Hot Spare.   
      PD:Physical Device,即物理硬盘。   
    准备主机的总控KVM   
      在机房环境中,如果每一次安装或配置服务器都要跑到计算机旁边,安装上键盘,鼠标,屏幕,不但麻烦,一不小心还会把服务器的电源或网线给碰掉,带来无谓的困扰。在IDC中,一般会使用所谓的KVM转移设备,将这台服务器的键盘,鼠标,屏幕(通称KVM)的输出入都转移出来。   
    1、KVM的种类:交换机   
      最常见的KVM转移设备就是网卡,一般做法有通过KVM的交换机,再利用客户端程序或浏览器上交换机来操作给定IP的服务器。KVM交换机通常会有一个屏幕界面和USB界面,并且将这些界面集成CAT网络界面。   
    2、KVM的种类:专属总控卡   
      另一种就是在服务器中直接插上网络界面的KVM over IP卡,可以将这个KVM over IP的卡配置一个私有的IP,再将这个卡连上公用的交换机,只要通过IP就可以直接操作这台计算机,大部分的服务产品都是使用这种方式。   
    在VMware Workstation上安装ESX/ESXi   
      ESX必须匹配VMware HCL的硬件上才能安装,因此一般的PC要安装上必须靠运气,但如果只想评估ESX。事实上,VMware为了让每一个人都可以体会ESX的强大,特别在新版的VMware Workstation 7及以后的版本中加入了对ESX的支持,让你可以在"虚拟"的环境中再安装Hypervisor,并且也可以在上面再安装VM。虽然效果无法应用正规环境,但至少可以评估ESX的各项功能,如HA、VMotion、DRS等。   
    1、在workstation上安装ESX/ESXi的必要条件   
      虽然大部分个人计算机都可以安装VMware Workstation,但ESX/ESXi是一个64比特的Hypervisor,因些VMware Workstation的机器必须拥有64比特的CPU,而CPU也必须支持VT-X技术,满足这两个条件才能在上面安装ESX/ESXi.   
    2、创建给ESX/ESXi用的VM   
      VMware Workstation很贴心地在其上特别准备了给ESX/ESXi运行环境,只要经过简单的配置步骤即可。   
    3、创建给ESX/ESXi用的VM   
      在VMware Workstation下创建给ESX/ESXi的VM和创建其他的VM一样简单。   
      (1) 进入VMware Workstation并且选择New Virtual Machine选项。   
      (2) 选择Custom单选按钮,单击next按钮   
      (3) 选择VMware Workstation的版本,这里选默认值即可。   
      (4) 选择“I will install the operating system later”,然后next.   
      (5) 在操作系统的选择上,选择VMware ESX,在Version中选择VMware ESX/ESXi4,next   
      (6) 键入这个VM名称,选择存放位置,然后next。   
      (7) 接下来选择CPU数量,next   
      (8) 接下来是内存的大小,默认值是2GB,单击next按钮   
      (9) 再接下来是网络,选择bridge方便管理,单击next.   
      (10) 接下来是硬盘的界面卡,以默认值为主,单击next   
      (11) 接下来是创建这个ESX VM的硬盘,选择创建新硬盘,单击next   
      (12) 接下来是硬盘的界面,ESX以SCSI为主,单击next按钮   
      (13) 给定VM硬盘的大小,默认为40GB,单击next   
      (14) 接下来是这个VM使用硬盘VMDK的名称,也使用默认值,单击next按钮   
      (15) 接下来是信息汇总   
      (16) 单击finish完成创建。     
   
  1.7. 虚拟机配置规划
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  鉴于服务器NUMA架构的原因,虚拟CPU(vCPU)和内存的分配,不要跨单一NUMA节点,即CPU不要超过CPU的核数,内存不超过NUMA的本地内存。如4CPU,每物理CPU为8核,内存192GB的服务器,虚拟机资源的配置最大为8个vCPU,内存小于48GB(192/4)。
对于应用架构为B/S的虚拟机,Web应用虚拟机一般建议vCPU的数量为2-4个,且每个虚拟机内部运行1-2个JVM,通过运行多个虚拟机实现Web和JVM集群扩展。

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