xxxxxxx云计算平台详细设计方案

xxxxxxx云计算平台详细设计方案内容摘要：

括全球名称（ WWN）、 VSAN、带宽限制和固件版本在内的 HBA 配置；以及包括 VLAN、 VSAN、 QoS 和以太通道设置在内的上行链路端口配置。 服务配置文件全面定义服务器及其所有设置。 可使用服务配置文件来配置新服务器，或在需要时，用它来配置同一服务器的副本，以便全部软件都能从原始服务器迁移到替代服务器，这些操作对于软件和其许可证机制完全透明（参见图2）。 服务配置文件是对服务器进行全面定义，而服务配置文件模板则是定义如何创建服务配置文件。 服务配置文件就像是课程示例，服务配 置文件模板则定义课程，即定义创建服务配置文件的策略。 图 2. 服务配置文件配置服务器和网络资源，能使服务器配置在物理服务器间移动 通过激活服务配置文件模板，能够将多个服务器进行完全相同的配置，同时又使它们能在采用唯一标识符的实例中拥有自己的身份（如 UUID、 MAC 地址和WWN）。 应用服务配置文件模板的结果就是获得一个全面定义一个独特服务器的服务配置文件。 当一台新服务器被添加到思科统一计算系统时， Cisco UCS Manager 能发现它并根据服务器的物理特征，自动应用相应的服务配置文件模板。 借助这一功 能，能够快速、简便地向不同虚拟池添加服务器。 例如，一个虚拟池可能包括多个 64GB 主内存的服务器，这对于某类应用已经足够，而另一虚拟池中的服务器则可能至少为 192 GB 主内存，以实现最大虚拟机密度。 借助 Cisco UCS 扩展内存技术，提高虚拟机密度 虚拟化将更多关注服务器如何拥有更多以及更经济的内存配置。 虽然高性能、针对虚拟化的特殊优化和多核处理器如 Intel Xeon 5500 系列能够提高虚拟机性能，但现在服务器需要更大内存来充分利用服务器的处理器。 提高虚拟系统中的虚拟机密度的传统方式是，购买更昂贵、更大 型的四路服务器。 但这种方法既提高了投资和运营开支，又没能实际解决如何为双路服务器提供更为经济高效的内存的问题。 思科扩展内存技术提供了一种具有极大潜力、经济高效的方法，与其他方式相比，能以更低 TCO 提高虚拟化密度，使 IT 机构能够凭借更少资源完成更多任务。 Cisco UCS B250 M1 扩展内存刀片服务器和 Cisco UCS C250 M1 扩展内存机架 安装服务器就采用了这种技术。 从处理器的内存通道角度来看，该项技术将四个物理上独立的 DIMM 映射为单一逻辑 DIMM（参见图 3）。 这一映射支持拥有 48个 DIMM 插 槽的扩展内存服务器，而采用相同处理器的传统服务器和刀片系统最多只能配备 12 个最高性能插槽，或 18 个较低性能插槽。 图 3. 思科扩展内存技术使 4 个物理 DIMM 对于 CPU 来说显示为单一大型逻辑 DIMM 思科扩展内存服务器中的 48 个 DIMM 插槽能插入 4 或 8GB DIMM，为企业提供了平衡处理能力、内存容量和成本的极高的灵活性。  低成本选项使用低成本的 4GB DIMM 来提供高达 192 GB 的内存，而不必像使用相同处理器的其他服务器那样，为获得高内存容量而使用 8GB DIMM。 根据 2020 年 8 月公开的 内存价格，该选项能够节约 60%的内存成本。  大内存选项能够为需要最大内存的工作负载提供支持。 思科扩展内存服务器在使用 8GB DIMM 时内存高达 384 GB，实现了采用 Intel Xeon 5500系列处理器的双路服务器的最大内存。 无论需要大型内存还是极大内存来优化虚拟化密度， IT 机构现在都能更加经济地整合更多应用，创建更多虚拟机。 使用虚拟接口和 Cisco VNLink 技术进行联网 传统的刀片服务器为部署虚机环境增加了不必要的成本、复杂性和风险。 在大多数网络部署中，网络接入层被分为三个层次，很难控 制网络连接并保证其安全，增加了 VM 到 VM 联网的延迟，难以进行高效管理：  接入层交换机通常属于数据中心基础设施范畴，由网络管理员管理，对安全和 QoS 进行高效控制。  刀片服务器中的交换机增加了一个新网络层，它们使用的处理器和特性集常常与数据中心接入层交换机所用的处理器和特性集不同。  虚拟软件厂商部署的软件交换机占用 CPU 周期来模拟网络硬件，其代价就是降低应用性能。 这些软交换机常常超出了网络管理员的控制范围，经常由服务器管理员配置。 这些环境中的接入层划分导致的结果是，在同一刀片服务器中的虚拟机、同一机箱中 的虚拟机或不同机箱中的虚拟机之间通信时，采用不同交换设备来实现VM 到 VM通信。 很难在各层实现统一管理，尤其是在虚拟机在服务器间动态移动时就更为困难。 思科统一计算系统将 VM 到 VM通信所需的交换机精简为一个互联阵列，由此简化、加速并保护了交换。 这种方法为系统中的所有网络通信提供了单一控制和管理点（参见图 4）：  单一接入层交换机，即 Cisco UCS 6100 系列互联阵列，支持虚拟机间的所有网络流量传输，而无论虚拟机位于何处，为网络流量提供了单一控制和管理点。  无需在刀片中部署交换机，而是使用 Cisco UCS 2100 系列阵列扩展模块，它逻辑上是互联阵列的一部分，将所有流量从刀片服务器传输到上游互联阵列。  无需使用软件交换机，虚拟机直接连接到物理 NIC，采用直通交换或采用 Hypervisorbypass 技术对其进一步加速。 此技术由支持导向 I/O的 Intel虚拟化技术提供。 图 4. 思科统一计算系统提供了单一控制和管理点，不再划分网络接入层 (一 ) Cisco VNLink 技术 思科统一计算系统中的每台服务器都通过一条或多条物理链路连接到互联阵列。 Cisco VNLink 技术能在单一物理链路上配置多条虚 拟链路。 虚拟链路将虚拟机中的一个虚拟 NIC (vNIC)连接到互联阵列中的一个虚拟接口。 当使用 Cisco UCS M81KR 虚拟接口卡时，从与虚拟机连接（通过直通交换或 Hypervisorbypass）的物理接口创建一条虚拟链路（参见图 5）。 这使得对于虚拟机的网络连接的管理能像管理物理服务器的物理链路一样进行。 虽然进出虚拟机的所有流量都通过各自不同的虚拟链路传输，但 QoS、 VLAN 和访问控制列表 (ACL)等属性能从单一管理点统一管理。 虚拟链路在互联阵列内部的虚拟接口处终止。 一个虚拟接口与一个物理接口相关 联，这种关联能根据需要改变。 当一个虚拟机从一台服务器移动到另一台服务器，该 VM 的虚拟链路所连的虚拟接口只要简单地与另一个物理端口建立关联就可以了。 现在，虚拟机的网络特性也能随它们一起在服务器间移动，不必再在多个交换层间进行复杂的协调。 在互联阵列中的虚拟接口与虚拟接口卡所支持的物理接口之间，思科统一计算系统通过硬件部署了 Cisco VNLink 技术。 在使用非 Cisco UCS M81KR 接口来传输虚拟机网络流量时，使用 Cisco Nexus™ 1000V 系列交换机，在软件中也能实现相同的管理简洁性。 图 5. Cisco VNLink 技术支持每虚拟机链路，它们的管理和移动独立于物理链路 (二 ) 采用 Cisco UCS M81KR 虚拟接口卡的 Cisco VNLink 技术 当服务器配置了 Cisco UCS M81KR 虚拟接口卡时，思科统一计算系统能发挥最大功效。 这些卡采用灵活配置的 I/O，使 Cisco UCS Manager 能创建多达 128 个（其中 8 个预留，供系统使用）以太网 NIC 或光纤通道 HBA 的任意组合，其身份（ MAC 地址和 WWN）可动态编程。 这个虚拟接口卡提供了足够的接口，保证每个虚拟机都能拥有一个或多个专 用物理接口，因此不再需要虚拟软件层面的交换。 Cisco UCS Manager 与 VMware vCenter 软件共用，能够协调虚拟机及它们直接与之通信的接口的创建和移动。 Cisco UCS Manager 中的端口配置文件定义了虚拟机所使用的 NIC 配置，在创建 VM 或将 VM 移动到另一服务器时，灵活地引导管理器配置虚拟机所需的接口。 端口配置文件的名称与 VMware ESX 服务器中的端口组名称相对应。 当 VMware ESX 服务器希望创建一个新虚拟机或设置虚拟机移动的目的地时，它将端口组名称告知虚拟接口卡。 虚拟接口 卡向 Cisco UCS Manager 询问具有相同名称的端口配置文件，然后虚拟机就能使用预期的设备来 连接网络。 (三 ) 总结 服务器虚拟化为世界各地的数据中心带来了众多优势，但同时它也向数据中心提出了挑战。 如果有统一的 I/O 配置和足够的带宽，在每台物理服务器上支持大量 VM，则资源池的管理会较为容易。 资源池将能更快速地应对迅速变化的业务情况和工作负载，新服务器资源的添加能在几分钟内完成，然后设置并投入使用。 而无需通过数小时甚或数天繁琐、耗时且易于出错的人工配置，来准备服务器及其接口、固件和设置。 通过平衡 CPU 处理能力 和经济高效的内存配置使虚拟机密度提高时，就能够更轻松地实现服务器虚拟化的经济优势。 最后，在统一了网络接入层，并以相同方式对待虚拟机链路与物理服务器链路时，能够更高效、更安全地管理虚拟环境，并获得更出色的 QoS。 思科统一计算系统通过下一代数据中心平台解决了上述挑战。 此平台将计算、网络、存储访问和虚拟化统一到一个综合系统中，进行集中管理，并使用VMware ESX 服务器等虚拟化软件进行协协调。 该系统在一个万兆以太网统一阵列中集成了企业级服务器，提供了虚拟机和虚拟化软件所需的 I/O 带宽和功能。 思科扩展内存技术为 高度虚拟化所需要的大内存提供了一种极为经济的配置方法。 最后，思科统一计算系统将网络访问层集成为一个能轻松管理的实体，在此实体中，能像物理链路一样配置、管理和移动虚拟机链路。 思科统一计算系统继承了思科长期以来的优秀创新传统，在架构、技术、合作关系和服务方面都进行了出色创新。 XXXXXXX 云计算平台计算部分具体设计 在了解了思科物理 刀片 服务器的优点和竞争优势之后， 在 XXXXXXX 云计算平台的计算部分我们将采用下列的具体设计 （下述内容仅为具体设计表述，具体的产品硬件及特色介绍我们将在下一章节体现） ： 1) 根据项目的 实际情况选配了两款 思科服务器，这两种服务器将来将策略性的分配为服务器虚拟化和桌面虚拟化。 a) 第一款： 实际配置 4 台 B200 刀片服务器 （半宽） ，每台服务器配置 2颗 E5649 的 CPU 和 96G 内存，这四台服务器的 CPU 和内存的配置都比较适中，非常适合大规模的部署虚拟桌面。 这 4 台物理刀片服务 器可整合约 80 台服务器 ，或者约 400 台虚拟桌面（这些数值为根据以往经验的保守估算值，实际的整合比可能高于此数值，要根据具体的运算业务来定）。 b) 第二款：实际配置 2 台 B440 刀片服务器 （全宽） ，每台服务器配置 4可 E7540 的 CPU 和高达 128G 的内存，这两台服务器无论是 CPU 的计算能力还是内存的配比都具备绝佳的性能，非常适合对计算有着较高要求的虚拟服务器的部署。 这两台物理服务器可整合约 64 台高性能服务器或者约 256 台虚拟桌面（这些数值为根据以往经验的保守估算值，实际的整合比可能高于此数值，要根据具体的运算业务来定）。 2) I/0 性能：每台 思科刀片服务器 含有两块万兆的 FCOE 的 CNA 卡，可同时支持网络及数据信息的传输； 此 CNA 卡可同时虚拟出 多块 网卡及 多块HBA 卡。 3) 刀片 服务器 不必配置本地硬盘，思科 UCS 可完美支持 SAN BOOT 功能 （已经过大量 生产案例的验证） ，我们仅需要从 EMC 的存储上划分出一部分空间 (15G 即可 )关联给思科的 思科刀片服务器 ，安装完操作系统 （ 或者 ESXi） 后即可实现 思科刀片服务器 基于 EMC 空间的启动 —— SAN BOOT 功能。 *SAN BOOT 具备如下的优点： a) 启动速度快：因为用的“本地硬盘”其实是位于 EMC 的存储上， EMC的存储采用高性能的 SAS 盘（新接口的 SAS 盘的速度要远高于 FC 盘的速度），在如此高性能的 SAS 盘上启动 VMware 的 ESX 或者 ESXi仅需要极短的时间； b) 运行稳定： EMC 的存储可达到 5 个 9 的（ %）的高可用性，除了硬盘本身品质极佳之外还分别作了 RAID 和“热备盘”等诸多安全措施，可保证思科 UCS 的“本地硬盘”永远不坏； c) 减少投资和维护量：思科 UCS 不配置本地硬盘可一定程度的减少从硬件上的投入并且减少日常本地硬盘的维护工作量； d) 可完美的配合思科 UCS“无状态计算”的特点：思科 UCS 本地无硬 盘后，思科 UCS 本身则只负责计算。 万一思科 UCS(刀片服务器 )坏掉那么我们仅需要重新插入一台新的备机就可以了，在思科 6100XP的控制下思科刀片服务器可与存储上的“本地硬盘”自动的关联，从而自动的启动系统 ，而不需要传统的服务器更换备机后做的诸如：安装操作系统、配置网络、配置存储、划分 VLAN 等诸多繁杂的工作。 4) 为保证服务器的可控性建议配。