云计算-超融合改造建设方案

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,XXX,集团,-,超融合改造,建设方案,项目概述,随着,XXX,集团不断增长的业务对IT数据中心的要求越来越高，所以数据中心需要更为快速的提供所需要的计算，网络，存储资源。当前，数据中心服务器工作负载一般不超过10%，导致了大量的硬件、机柜空间以及电力的浪费。与此同时，部分服务器老化，对业务系统稳定性和安全性有较大的影响。如果不断购买新的服务器，又会增加采购成本和运作成本，而且还会带来更多业务供电和机房冷却的开销。,为满足客户内部对于业务系统高可靠、高可用和安全性的需求，建议通过超融合技术构建计算、存储、网络资源池，以提高服务器资源的使用率、降低设备采购成本，同时保障业务的连续性以及为将来新应用系统建设提供一个灵活的资源使用平台。,系统现状分析,深信服超融合平台方案设计,方案介绍,深信服超融合方案优势总结,深信服超融合方案价值,超融合网络架构设计,超融合,售后服务体系,系统现状分析,现状分析,目前在集团数据中心以,X,86服务器为主，运行金碟OA、BI、物流等业务系统和应用程序。,通过对,XXX,集团客户业务系统现状的分析，目前IT基础架构有以下几个问题待解决：,1,、,服务器资源利用率低：现在机房内运行的大部分机器的利用率都非常低，由于一台服务器只能有一个操作系统，受系统和软件开发平台的限制，CPU、内存、硬盘空间的资源利用率都很低，大量的系统资源被闲置。,2,、,业务上线慢：新业务上线前要硬件选型、采购、上架安装、操作系统和应用程序安装、网络配置等工作，业务部署慢。,3,、,资源获取周期长：从开发测试部门提交硬件资源申请到资源变更调整交付之间存在较长延迟，主要原因在于：现有硬件资源分配需要涉及操作系统/业务系统安装、数据迁移、网络策略调整以及研发测试环境搭建等工作，资源调整涉及面广、安装配置复杂程度高、需求响应时间长。,4,、,应急事件处理能力差：应对突发事件处理时间长、处理效率低。例如：前段时间机房断电，UPS供电不足，需要快速评估业务系统重要性，有选择性地对一些服务器进行停机处理。,5,、,可管理性差：首先是可用性低，几乎每个应用服务器都是单机，如果某台服务器出现故障，相对应的业务也将中断。其次是当硬件需要维护、升级或出现硬件故障时，上层业务系统均会出现较长时间的中断，影响业务的连续性，其中包括一些重要业务系统，一旦中断服务影响很大，未来数据中心搬迁时会更加麻烦。,项目建设目标,为了支撑,XXX,集团信息化建设，建议采用深信服超融合技术整合内部业务系统，实现内部私有云架构、简化IT基础架构、提高服务器利用率、降低能源消耗，并提高系统的可用性和减少系统故障导致的意外停机时间等，从而有效的降低硬件投资成本和运维成本。如，通过超融合基础架构整合现有IT基础架构，形成一个统一的计算、网络、存储资源池，实现资源的统一管理、运行维护、按需分配和弹性扩容。,1、长期建设目标：,通过超融合基础架构搭建我司私有云数据中心，建设我司统一的基础架构支撑平台，集中承载各种不同的应用系统；实现统一管理、统一运维、统一支撑、统一标准，建立健全一套信息化协调发展的运行机制，创新息化建设应用模式和管理机制，推动信息化基础设施统建共用。,2、初期建设目标：,通过超融合基础架构整合现有业务系统，使其具备对数据中心的基础资源（包括服务器、存储、网络等）的云管理能力。在IAAS（基础架构）层面构建较为完整的云计算平台，能够初步满足现有承载系统及近期新上业务应用系统对硬件资源的需求。,深信服超融合平台方案设计,超融合方案设计思路,通过虚拟化技术组建超融合集群，实现统一运维管理，随着虚拟化的不断应用，可以不断动态地增加虚拟化集群的规模，搭建更健康的IT体系架构。客户端方面，延续了原先的访问模式，对于虚拟服务器的数据交互等操作，等同于原先传统物理服务器的的访问模式，不会对业务系统造成任何不利影响。,本次项目建议前期采用5台IBM x3650 M5服务器组建超融合集群，作为,XXX,集团私有云初期平台，后续在此平台基础上根据业务发展进行不断扩容。以下章节将从计算，存储，网络，可用性，管理与监控五个方面对,XXX,集团的数据中心进行全面高效的规划设计。,超融合资源规划,在,XXX,集团规划构建的私有云数据中心中，本方案将利用深信服超融合技术将服务器组成集群，构建高可用动态资源池环境，作为各业务系统的整体运行资源。,本次超融合项目设计，采用5台IBM 3650 M5服务器，采用服务器虚拟化、存储虚拟化技术，集成为一个计算、存储的超融合资源池。,CPU计算资源评估,超融合集群CPU处理能力进行评估：,CPU类型,服务器数量,CPU颗数,CPU核心,总计vCPU,备注,E5-2630 v3,5,2,8,160,超线程,统计,112,70%,内存设计,考虑到HA冗余与内存30%预留(为故障迁移预留)，建议每台主机配置32G内存，同时考虑到CPU高共享性能，内存共享性能稍低些，以及未来业务增长。,超融合集群有效内存计算：,硬件 描述,每台服务器物理内存GB 32GB（一台64 GB）,服务器数量 5台,每台服务器最大内存使用率 70%,超融合集群有效内存GB 134.4GB,磁盘设计,考虑到虚拟存储为双副本设计，同时预留15%保障一定冗余。因此：,可用空间=（单个HDD硬盘容量*（HDD总个数-副本数个热备盘）/副本数）*85%,超融合集群磁盘可用空间计算：,硬件 描述,单个磁盘容量TB 1 TB,每台服务器磁盘个数 3块,服务器数量 5台,副本数 2,每台服务器最大磁盘率 85%,超融合集群可用磁盘空间 12.75 TB,超融合网络架构设计,根据以往超融合最佳实践经验，推荐超融合系统中的虚拟机使用全新的VLAN或网段，跟现有网络是三层隔离的，VM的数据经过虚拟路由器再出物理口。HCI中的虚拟机跨主机或不同网段之间通信都是通过vxlan，东西向流量大，南北向流量小。,XXX,集团超融合网络设计参考,超融合架构网口规划说明,网络类型,网口规划,集群管理网络,每台主机用1个网口，连接一个独立交换机，交换机再连接到管理网络,存储通信网络,每台主机用2个网口，单交换机做链路聚合 或 双交换机做链路聚合,数据通信,（vxlan）网络,每台主机用2个网口，做端口聚合，连接一个独立交换机,业务通信网络,2台主机各用1个网口，连接物理出口（核心交换或接入层交换机）。其他主机无需连接物理出口。用2台主机是为了物理出口HA，一台主机坏了，另一台接管物理出口。业务通信一共用的网口数：2个（1主1备）。,资源池构建,计算资源池,深信服超融合架构计算资源池由深信服服务器虚拟化软件aSV提供，aSV采用裸金属架构的X86虚拟化技术，实现对服务器物理资源的抽象，将CPU、内存、I/O等服务器物理资源转化为一组可统一管理、调度和分配的逻辑资源，并基于这些逻辑资源在单个物理服务器上构建多个同时运行、相互隔离的虚拟机执行环境，实现更高的资源利用率，同时满足应用更加灵活的资源动态分配需求，譬如提供热迁移、HA等高可用特性，实现更低的运营成本、更高的灵活性和更快速的业务响应速度。,存储资源池构建,存储资源池,深信服存储虚拟化aSAN，基于集群设计，将服务器上的硬盘存储空间组织起来形成一个统一的虚拟共享存储资源池，即ServerSAN分布式存储系统，进行数据的高可靠、高性能存储。分布式存储系统在功能上与独立共享存储完全一致；一份数据会同时存储在多个不同的物理服务器硬盘上，提升数据可靠性；此外，再通过SSD缓存，可以大幅提升服务器硬盘的IO性能，实现高性能存储。同时，由于存储与计算完全融合在一个硬件平台上，用户无需像以往那样购买连接计算服务器和存储设备的SAN网络设备（FC SAN或者iSCSI SAN）。,存储资源池构建图,网络资源池构建,网络资源池,深信服网络虚拟化aNet，通过提供全新的网络运营方式，解决了传统硬件网络的众多管理和运维难题，并且帮助数据中心操作员将敏捷性和经济性提高若干数量级。,深信服网络虚拟化aNet方案通过和服务器虚拟化aSV相结合，在虚拟机和物理网络之间，提供了一整套完整的逻辑网络设备、连接和服务，包括分布式虚拟交换机aSwitch、虚拟路由器aRouter、虚拟下一代防火墙vNGAF、虚拟应用交付vAD、虚拟vSSL VPN、虚拟广域网优化vWOC等虚拟网络、安全设备；然后，还可以支持VXLAN等增强网络协议，实现和物理网络的无缝对接，简化网络的配置管理；此外，还可以通过虚拟化管理平台，实现网络拓扑部署、网络故障探测等网络管理功能。,从而，aNet虚拟网络可以快速完成不同应用系统的网络部署，网络配置的自动化调整，网络故障排查等工作，提升网络的管理运维效率，提升网络就绪、扩展速度，降低数据中心物理网络的建设成本。,网络资源池构建图,深信服超融合方案价值,通过本方案的设计，将给,XXX,集团直接和间接产生的效益：,项目,改造前,改造后,对比说明,架构,防火墙+负载均衡+应用服务器+数据库服务器+存储交换机+独立存储,利旧服务器+NFV组件,超融合架构：,将计算、存储、网络及虚拟化技术融合到一台X86服务器，并形成分布式资源池，特点简单,传统架构：,硬件堆叠，管理复杂，多厂商采购及服务，特点复杂,成本投入,新购：服务器+存储+网络,现有资源利旧改造,超融合架构：,无需购买独立外置存储，减少专用昂贵网络硬件设备采购。投入成本降低40%,项目,改造前,改造后,对比说明,空间，耗能,资源利用率10%左右，空间能耗成本高,智能,超融合架构：,大幅度节省占用机柜和物理空间,功耗降低超过60%（电力开销降低），后续大规模部署，其空间和耗能节省优势更明显。,性能/扩展,集群计算节点数依赖于集群软件；存储容量受限于存储机柜，有IO瓶颈，扩容在多个维度同时增加节点，需要借助集群或者虚化技术实现资源复用,分布式处理，单集群最大64个节点，存储容量超过2.5PB，IOPS超过450w以上，扩展简单，仅需增加标准X86服务器节点,超融合架构：,通过分布式数据存储，同时利用SSD读写缓存技术，实现IO性能提升,传统存储：随着节点的增加，存储控制机节点数也在增加，单节点IO性能受限于控制，无法实现线性提升，扩容复杂,项目,改造前,改造后,对比说明,管理运维,独立的管理界面，业务上线需要在不同节点上做连线和调配,统一、简洁的WEB管理界面,所画即所得的业务拓扑构建,超融合架构：,所有功能模块通过统一的WEB界面进行管理，所画即所得功能可快速搭建网络拓扑，通过一键连通性测试，实现故障快速订，运维管理工作量大幅度下降,数据可靠性,RAID保护机制,支持最多副本技术，支持数据跨集群节点备份,超融合：,数据分布式存储，支持最多三副本，具备磁盘坏道修复功能,传统存储：,RAID实现，只容忍一块磁盘故障，构建成本高。,提高运营效率：加快新服务器和应用的部署，大大降低服务器重建和应用加载时间,项目,改造前,改造后,效率分析,CPU利用率,10%-30%,40%-60%,提高4倍,维护效率,计算、存储、网络独立运维,集中监控、运维，无人值守运维,运维更高效,资源获取周期,数天,5分钟创建30个虚机,大约缩短60%,业务上线周期,数周,几个小时,大约缩短70%,重要业务系统,特定服务器部署,通过虚机灵活分配使用，提高资源利用率,系统可靠性,单节点故障99%,HA，99.9%,年度宕机减少82小时,应急事件响应,数小时,10分钟,大约缩短70%,统一管理,低,高,扩展能力,扩展完成后，aSAN具备数据自动平衡的功能，即系统自定义某个业务量相对较轻的时间段进行数据平衡，aSAN自动对集群内新旧主机做一次数据平衡，让新旧主机的负载达到均衡。,深信服超融合架构具有极好的横向扩展能力，扩展起来非常简单，只要往集群里面添加新的物理主机就可以实现横向扩展了。,业务连续性,为了提升服务器虚拟化系统的高可用性，深信服从如下多维度提供了高可用技术，保障业