[云计算]HCIE-Cloud 云计算运营 - FusionSphere 6.3 服务器虚拟化运营

目录

FusionSphere服务器虚拟化特性

FusionSphere服务器虚拟化架构

FusionCompute计算虚拟化管理：

虚拟机生命周期：

  • 创建/删除/回收
  • 关闭/启动/下电
  • 暂停/恢复
  • 休眠/唤醒
  • 重启/强制重启
  • 克隆
  • 迁移/异构CPU热迁移
  • 快照
  • 备份/恢复
  • 磁盘迁移

虚拟机资源管理：

  • DC、集群、主机、虚拟机分层管理
  • 虚拟机文件夹逻辑分组管理
  • 虚拟机分权管理
  • 主机组
  • 模板管理

虚拟资源配置管理：

  • 虚拟机资源在线调整
  • GPU直通SRIOV
  • 虚拟机启动策略
  • 虚拟机光驱
  • 虚拟机USB
  • 内存复用、QoS
  • CPU超分、QoS
  • NUMA调度支持

兼容行业特殊操作系统

兼容一个新的操作系统，需要厂商提供配套的PV驱动，华为具备PV驱动开发能力。

可兼容如下：

  • 主流的Windows、Linux操作系统
  • 国产中标麒麟操作系统
  • 其他一些操作系统（需要特定版本的驱动支持）

灵活的管理架构，弹性的业务规模

  • 技术特点与价值：
    • 每个逻辑集群支持128台物理机（业界最佳），适用于高性能、大规模业务群部署，降低冗余物理机比例。
    • 每个逻辑集群支持8000台虚拟机，适合桌面云等规模大、性能要求不高的业务部署。
    • 高可用性设计，VRM（虚拟化部署/物理机部署）主备部署，保证系统的高可用性。

GPU直通&GPU虚拟化

  • 物理GPU在硬件层面支持虚拟机绑定GPU，直接访问物理GPU的部分硬件资源
  • 基于NVIDIA GRID卡提供GPU虚拟化，提升图形应用体验
  • 支持vGPU资源管理和调度，实现GPU负载均衡调度
  • 支持多媒体的编程接口：OpenGL、DiretX
  • 支持AERO特效、多显示器、DXVA视频硬件加速

在线调整CPU和内存

  • 技术原理：

    • vRAM、vCPU离线添加/删除，在线添加

  • 技术特点：

    • 虚拟机无需重启即可调整CPU和内存规格；对于不支持在线生效的操作系统则需要重启后才可以生效

  • 适用场景：

    • 根据业务需求，灵活调整CPU和内存的配置规格

  • 应用价值：

    • 根据虚拟机的需求，灵活调整其配置
    • 纵向扩展有效保证单个虚拟机QoS
    • 与横向扩展有机结合，保证集群QoS

内存复用技术

  1. 内存共享，写时复制：虚拟机间共享同一物理空间，当虚拟机需要对内存执行写操作的时候，开辟另一内存空间，并修改映射。
  2. 内存置换：虚拟机长时间未访问的内存内容被置换到存储中，当虚拟机再次访问该内存内容的时候再置换回来。
  3. 内存气泡：将较为空闲的虚拟机内存释放给内存使用率高的虚拟机，从而提升内存利用率。（通过内存气泡进程）

优点：

  • 提高内存利用率
  • 同等硬件资源条件下增加虚拟机密度，从而降低硬件（内存）采购成本

虚拟机HA

应用场景：

  • A主机故障，虚拟机迅速迁移到另一可用主机B上，实现高可用。

技术特点：

  • 支持主机、虚拟平台、虚拟机内部多种故障场景的检测和恢复
  • 支持多种集群HA策略设置，保证故障恢复率以及故障预警能力
  • 支持共享存储与本地存储虚拟机HA
  • 提升故障恢复速度，保证业务连续性

自动负载均衡（DRS）

应用场景：

  • 业务存在波峰波谷变化，需要实现各主机负载均衡的场景

技术特点：

  • 根据调度策略自动实现集群内虚拟机负载相对均衡

  • 兼顾虚拟机负载变化趋势

  • 支持管理员即时手动调度和按策略周期性自动调度

  • 可按天/周/月选择时间段精确设置调度策略

  • 可针对特殊要求虚拟机设置例外不调度/手动调度

自动绿色节能（DPM）

应用场景：

  • 业务存在波峰波谷变化，需要节省能耗的场景
  • 保证业务正常运行的前提下，在波谷时将业务整合到部分主机，对空闲主机下电。

技术特点：

  • 根据用户DPM策略，智能迁移业务，对主机上下电，实现集群内主机的负载分担
  • 可智能选择对一台或者多台的主机同时上下电
  • DPM和DRS同时考虑，避免两种功能相互影响
  • 可按天/周/月选择时间段精确设置调度策略

FusionCompute存储虚拟化管理：

兼容存储类型：

  • SAN
  • NAS
  • FusionStorage Block存储池
  • 主机的本地硬盘
  • 主机的内存盘

存储资源能力：

  • 精简置备磁盘
  • 后置备/延迟置零磁盘
  • 增量快照
  • 存储冷热迁移
  • 虚拟磁盘扩容
  • 磁盘快照管理

存储配置管理：

  • 存储资源发现与管理
  • 数据存储创建与管理
  • 存储资源裸设备映射

存储自动精简配置

  • 自动设置为精简磁盘，节省存储资源

虚拟卷在线扩容

应用场景：

  • 按需配置，动态扩容

技术原理：

  • 通过结合虚拟机操作系统功能，实现在虚拟机运行时进行磁盘扩容

技术特点：

  • 基于VHD（Virtual Hard Disk）格式虚拟磁盘
  • 虚拟卷扩容期间，WIndows虚拟机不需要重新启动

存储资源裸设备映射（RDM）

  • RDM为虚拟机提供了一种机制来直接访问物理存储子系统（仅限光纤通道、iSCSI）上的LUN，通过使用物理设备映射，可以让虚拟机识别SCSI磁盘。

虚拟机快照

应用场景：

  • 虚拟机数据备份与恢复

技术原理：

  • 读写重定向
  • 差分磁盘

技术特点：

  • 支持磁盘增量快照和内存快照，完整保存虚拟机所有信息
  • 支持虚拟机运行时备份
  • 支持快照恢复到任意虚拟机
  • 支持快照在线合并

VIMS虚拟机群存储文件系统

应用场景：

  • 需要存储迁移、快照、链接克隆等高级存储特性

用户痛点：

  • 管理复杂、效率低、易出错
  • 异构设备不兼容

技术特点：

  • 一种高性能的集群文件系统，使用时先将数据存储格式化成VIMS格式，然后挂载到CNA上使用
  • 兼容FC SAN、IP SAN
  • 支持固定空间磁盘、动态空间磁盘、差分磁盘等

FusionCompute网络虚拟化管理：

网络资源对象管理：

  • 虚拟交换机管理
  • 虚拟网卡管理
  • 端口组管理
  • 上行链路管理
  • VLAN管理

虚拟网络能力支持：

  • IP与MAC绑定
  • 填充TCP校验和
  • VLAN Trunk
  • QoS支持
  • SRIOV支持
  • DPDK支持
  • VXLAN支持
  • 流量整形
  • ARP广播抑制
  • DHCP隔离
  • 支持LACP链路聚合

分布式虚拟交换机（DVS）

应用价值：

  • 更灵活的网络策略管理

技术特点：

  • 集中配置管理界面
  • 方便用户理解网络
  • 支持VLAN、二层安全策略、网络带宽控制等

SR-IOV直通和DPDK统一管理

  • SR-IOV直通：将PCI功能分配到多个虚拟接口，以在虚拟化环境中共享一个PCI设备的资源。SR-IOV能够让网络传输绕过软件模拟层，直接分配给虚拟机，可以节省在软件模拟层的开销。
  • DPDK技术：在x86平台进行快速的数据包处理，提高报文转发能力，提高虚拟网络性能。

QoS精细化资源控制

应用场景：

  • 保证网络平面和用户的虚拟机网络通信质量的场景

技术原理：

  • 网络QoS特性提供虚拟网卡的流量整形和带宽优先级控制
  • 收发双向的QoS控制

FusionSphere服务器虚拟化资源

问题：创建一台VM需要哪些资源？

  • 计算资源
  • 存储资源
  • 网络资源

计算资源：

什么是计算资源？

计算资源包括：

  • 主机
  • 虚拟化层
  • 虚拟化计算资源池
  • 虚拟CPU
  • 虚拟内存等

为什么需要计算资源？

  • FC将计算资源整合池化，提供资源虚拟化能力
  • 享受虚拟化带来的高级特性

如何准备计算资源？

  • 创建集群
  • 添加主机
  • 设置主机同步时钟
  • 判断是否需要设置多路径以及存储接口

存储资源：

存储资源包含了什么?

  • 存储资源
    • 表示物理存储设备：IP SAN、Advanced SAN、NAS等
  • 存储设备
    • 表示存储资源中的管理单元：LUN、Advanced SAN存储池、NAS共享目录等
  • 数据存储
    • 表示虚拟化平台中可管理操作的存储逻辑单元

如何准备存储资源?

  • 添加并关联存储资源
  • 扫描存储设备
  • 添加数据存储

FC SAN存储场景

iSCSI存储场景

NAS存储场景

存储虚拟化解决方案

多路径技术(待补充)

待补充

使用流程

存储资源关联流程

  1. 选择存储资源类型：FC SAN、IP SAN、NAS、Advanced SAN、FusionStorage
  2. FusionCompute对接存储资源的管理接口：包括IP地址、用户名、密码等
  3. 根据不同类型存储资源进行配置
  4. 选择需要关联的主机

注意：使用IP SAN的时候，需要在FC导出主机的WWN号，用于后续在存储上配置主机启动器

存储设备发现流程

  1. 存储设备包含：LUN、本地磁盘、ADvanced SAN存储池、FusionStorage存储池、NAS共享目录等
  2. 在存储侧创建存储设备
  3. 在存储侧将存储设备关联到主机
  4. 在FusionCompute中扫描发现存储设备

数据存储的使用流程

  1. 一个存储设备只能创建一个数据存储，而数据存储可由多个存储设备创建。

  2. 存储设备必须被添加为数据存储才能被使用

  3. 数据存储可用于存放虚拟机磁盘、快照文件

  4. 数据存储的大小依赖于存储设备的大小

网络资源：

FusionCompute的网络资源包含哪些？

  • 分布式交换机DVS
  • 端口组
  • 上行链路

为什么需要虚拟网络？

  • 物理网口有限，却承载了大量虚拟机。

  • 将物理网口虚拟成多个虚拟网口，虚拟机连接虚拟端口进行通信。

虚拟网络由什么组成？

  • 虚拟网络将虚拟端口根据配置属性划分为不同的端口组。
  • 端口组和上行链路组成分布式交换机。虚拟机与端口组连接。
  • 上行链路连接物理网络。

如何准备网络资源？

  • 创建分布式交换机
  • 添加上行链路
  • 添加VLAN池（可选）
  • 添加子网（可选）
  • 添加VTEP（可选）
  • 创建端口组

相关概念

  • 分布式交换机

    • 功能类似二层物理交换机，通过端口组与虚拟机连接，通过上行链路与物理网络通信

  • 端口组

    • 虚拟的逻辑接口，类似网络属性模板，用于定义虚拟机网卡属性。

  • 上行链路

    • 分布式交换机连接到主机物理网卡的链路，用于虚拟机数据上行。

虚拟机通信原理

  • 同主机，同端口组

    • 主机内部通信（软件模拟，内存中进行）

  • 不同主机

    • 经过上行链路，进入物理网络中进行数据交换

FusionSphere虚拟机创建流程

  1. 选择创建类型
    • 创建新虚拟机
    • 使用模板部署虚拟机
    • 虚拟机克隆为虚拟机
    • 导入虚拟机
    • 模板转为虚拟机
  2. 选择虚拟机位置 site
  3. 选择计算资源以及操作系统类型
  4. 选择数据存储
  5. 选择硬件信息（CPU/内存/网卡等）
  6. 确认核对
posted @ 2021-04-10 17:39  SkyBiuBiu  阅读(554)  评论(0)  编辑  收藏  举报