微软虚拟化方案 2016-12-07 10:15

虚拟化平台必须提供一套完善的物理宿主服务器自动升级方案。

满足:虚拟化平台支持使用Windows Server Update Services (WSUS)为宿主机提供自动升级能力,并通过活动目录组

服务器操作系统是最为重要和基础的通信、管理、服务平台,服务器操作系统应能够运行在主流的32位和64位的硬件服务器上,并且服务器操作系统应该能够具备便于快速部署和便于管理等特性。

满足:微软Windows Server 2012可以支持市售通过Windows徽标认证的64位或者兼容的32位硬件之上;Windows Server 2012可以支持使用DVD、USB、网络等多种方式进行部署,并可以通过用于部署的工具集实现快速的、轻量接触甚至零接触的自动部署;操作系统可以具备多种管理方式,包括本地或远程的GUI界面或命令行(PowerShell)管理,同时可以结合活动目录等方式,实现基于策略的管理。

为最大限度的减轻IT部门维护人员的工作量,并且减少出错的机率,虚拟化平台需支持在裸物理服务器上,自动化的安装配置成虚拟环境,并自动加入已有的虚拟化群集中。

满足:通过System Center 2012 Virtual Machine Manager,可以支持直接在裸金属物理服务器上部署Windows Server 2012操作系统,并可以自动加入到Hyper-V群集,实现虚拟化环境的自动安装配置。

最大限度的减轻IT部门维护人员的工作量,并且减少出错的机率,虚拟化平台需支持完全自动化的创建、安装、配置虚拟机应用系统环境,更快速的实现业务系统新应用服务器的上线投产。

满足:通过System Center 2012 Virtual Machine Manager,虚拟化平台可以使用服务模板,一次性自动化的创建完整的应用系统环境,例如由前端、中间件、后端组成的三层应用系统,同时用户可以在部署服务模板时,定制应用系统必要的参数,如计算机名、用户账号、网络、负载均衡等,使应用系统可以做到快速的自动上线。

虚拟化平台应该提供易用的手段,方便、快速的对市场上存在的虚拟化产品的虚拟机进行迁移、转换。如Microsoft Virtual PC、Microsoft Virtual Server、wmware workstation、wmware ESX等。

满足:通过System Center 2012 Virtual Machine Manager,虚拟化平台可以对多个平台的虚拟机进行V2V转换,包括Microsoft Virtual PC、Microsoft Virtual Server、wmware workstation、wmware ESX、Citrix Xen Server。

将已存在的应用系统物理服务器环境迁移,虚拟化平台提供的物理机转虚拟机功能(P2V)必须能够实现硬件虚拟化与旧式硬件仿真功能。

满足:通过System Center 2012 Virtual Machine Manager,虚拟化平台可以提供P2V功能实现硬件虚拟化,同时Windows Server 2012 Hyper-V可以支持软驱、COM口、100M以太网卡等旧式硬件的仿真能力。

虚拟化平台必须提供一套完善的物理宿主服务器自动升级方案。

满足:虚拟化平台支持使用Windows Server Update Services (WSUS)为宿主机提供自动升级能力,并通过活动目录组策略管理自动升级的选项,同时通过System Center 2012 Configuration Manager,可以对补丁分发提供更好的支持和管理;对于Windows Server 2012 Hyper-V群集,可以实现群集感知更新,该功能可在保持可用性的同时自动化群集服务器上的更新过程。

虚拟化平台能够为虚拟机操作系统提供一套完整的、一致的补丁分发、系统升级方案;

满足:和物理机操作系统一致,虚拟化平台使用Windows Server Update Services (WSUS)并配合System Center 2012 Configuration Manager,可以为虚拟机操作系统提供不定分发,系统升级方案。

X86服务器平台上的虚拟化系统架构

支持在一台物理服务器中通过分区或底层硬件模拟等技术实现方式创建多个虚拟服务器。每个虚拟服务器运行各自的操作系统和应用,彼此相互独立,互相隔离。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V通过独立的虚拟化层Hypervisor,提供了在子操作系统里的独立的、隔离的应用环境,Hypervisor可直接访问物理硬件,同时负责创建和管理分区;Hyper-V同时提供了仿真与合成两种类型的驱动,可以为虚拟服务器提供广泛的兼容性和性能支持。

虚拟机可以实现物理机的全部功能,如具有自己的资源(内存、CPU、网卡、存储),可以指定单独的IP地址、MAC地址等。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V支持为每个独立的虚拟机单独分配计算资源,包括CPU的核心数、内存、虚拟网卡、MAC地址和虚拟磁盘,同时可以在虚拟机操作系统中指定单独的IP地址,并可以通过虚拟的HBA卡连接到光纤存储。

对物理服务器中的CPU、内存、I/O等资源能够被不同虚拟服务器共享,并支持不同的资源划分粒度。每个虚拟服务器可以使用整个或多个物理CPU,也可以仅使用单个物理CPU的部分处理能力。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V支持整合虚拟服务器资源,多个虚拟服务器可以共享物理服务器的CPU、内存、I/O资源,同时虚拟服务器使用的VCPU对应于物理服务器的逻辑处理器LP,在物理CPU开启超线程的情况下,物理CPU的总核心数乘以2就是LP的总数,虚拟服务器可以使用多个LP的资源,可以对应单个物理CPU、的部分处理能力或整个或多个物理CPU的处理能力。

提供广泛的硬件设备兼容性支持。支持拥有(Intel VT, AMD-V)并启用DEP的CPU的主流厂商x86服务器。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V支持硬件协助的虚拟化。包括虚拟化选项(具体来说是 Intel 虚拟化技术 (Intel VT) 或 AMD 虚拟化 (AMD-V))的处理器中提供此功能,同时支持起用硬件强制数据执行保护 (DEP)。

在虚拟机内操作系统提供广泛支持。(如市场主流的Windows、Linux操作系统)

满足:虚拟机来宾操作系统支持:

1、  Windows Server 2012/2008/2008 R2/2003 R2 SP2/2003等Windows服务器操作系统

2、  CentOS 6.0、Red Hat Enterprise Linux 6.0、SUSE Linux Enterprise Serer 11等Linux操作系统

3、  Windows XP/Vista/7/8客户端操作系统

Windows Server 2012 Hyper-V通过独立的虚拟化层Hypervisor可以提供优秀的来宾操作系统隔离能力,能够支持异构操作系统的良好隔离。

支持主流厂商的存储阵列能力。(即虚拟服务器支持本地存储和共享存储,包括 SAN、iSCSI和NAS等不同共享存储技术。)

满足:Windows Server 2012 Hyper-V虚拟服务器支持本地直通磁盘,可以通过虚拟SAN使用物理的HBA卡连接到光纤存储,同时支持iSCSI和基于SMB的网络存储连接,同时虚拟服务器可以使用位于网络共享文件夹中的虚拟磁盘。

虚拟化平台应该具备网络扩展能力,可通过提供相应的API以便和第三方厂家的网络产品相结合,为虚拟化平台提供可扩展的网络交换机、防火墙、流控、监控能力。

满足:Windows Server 2012 中的 Hyper-V 允许独立软件供应商添加或扩展 vSwitch 中本机提供的功能。vSwitch 的功能与添加的扩展功能一起运行,以便实现租户隔离、通信整形、防止恶意虚拟机以及更轻松地排查问题。扩展是使用 NDIS 筛选器驱动程序和 WFP 标注驱动程序实现的,可以实现网络数据包监视、网络数据包筛选、网络转发、入侵检测或防火墙等能力。

虚拟化平台架构可以支持网络虚拟化,可以通过网络层支持NVGRE(网络虚拟化通用路由封装)的业界标准方式,对虚拟机使用的IP通信进行隔离,更好的支持多租户和多站点环境,减少VLAN对虚拟化数据中心的限制,以提高虚拟化的灵活迁移和灾备能力。

满足:Hyper-V 网络虚拟化支持以下两种机制来实现 IP 地址虚拟化,支持Generic Routing Encapsulation (NVGRE)或者IP 地址重写,NVGRE是现有的 IETF 标准并且是网络虚拟化封装协议的一部分。

虚拟化平台的资源使用与性能

虚拟化平添操作系统能够最大限度的利用物理服务器的物理计算资源。(如:支持超过160个以上的逻辑处理器、支持2T以上物理内存、10GB物理网卡、本地或共享存储的容量等)

满足:Windows Server 2012中的Hyper-V可以支持极高性能的物理服务器资源,最大支持320个逻辑处理器,支持4TB内存,支持为新数据中心设置的10GB以太网卡,并可以使用多种方式的存储资源,包括本地存储、SAN、NAS等。

操作系统原生提供对物理服务器4Kb扇区的磁盘支持,提高对大容量数据存储的使用效率。

满足:在Windows Server 2012中,对Hyper-V中的虚拟化堆栈的更新,确保了对(底层物理硬盘使用新的4 KB格式的)存储配置的兼容性,可以提高对新型大容量物理磁盘使用的可靠性和性能。

虚拟化技术提供对虚拟机超大数据存储的支持,可以支持创建单个虚拟磁盘超过32TB,同时兼顾可靠性和性能。

满足:Windows Server 2012中的Hyper-V引入了一个新的VHDX格式虚拟磁盘,它在设计上可以处理当前以及将来的工作负荷。VHDX 具有更大的存储容量,最多支持64TB的单个虚拟磁盘文件。它还在电源故障期间提供数据损坏保护,并且优化动态磁盘和差异磁盘的结构对齐方式,以防止在新的大型扇区物理磁盘上性能降级。

支持在虚拟服务器不中断运行、不需重启的情况下,基于手动或自动策略的方式通过资源控制平衡为虚拟机分配的CPU资源

满足:Windows Server 2012中的Hyper-V,可以在线为虚拟机设置处理器的资源控制,包括虚拟机资源保留(百分比)、虚拟机限制(百分比)、相对权重参数,可以平衡物理机为虚拟机分配的CPU资源,这些设置可以通过Powershell进行自动化设置。

支持在虚拟服务器不中断运行、不需重启的情况下,基于手动或自动策略的方式增加、减少虚拟磁盘的数量。

满足:Windows Server 2012中的Hyper-V,可以在线为虚拟机增加或减少SCSI虚拟磁盘,SCSI虚拟磁盘的最大数量为64个,虚拟机操作系统可以在线添加这些磁盘,并进行使用,也可以加入现有的Windows动态卷,并在线扩展动态卷的大小。

支持在虚拟服务器不中断运行、不需重启的情况下,基于手动或自动策略的方式,调整为虚拟机分配的内存。

满足:Windows Server 2012中的Hyper-V,可以在线为虚拟机调整动态内存大小,包括减少为虚拟机分配的最小内存和增加可分配的最大内存。这些设置可以通过Powershell进行自动化设置。

能够利用各种硬件功能、软件结构优化方法,最大限度的降低虚拟化技术产生的物理性能损耗,提高虚拟机的运行性能。需要支持SR-IOV单根IO虚拟化,可以利用网卡的能力直接对虚拟机数据进行存取,降低物理机的CPU利用率,提高虚拟化性能,支持IPSEC卸载,降低进行IPSEC连接对服务器CPU的消耗。

满足:Windows Server 2012中的Hyper-V可以对硬件的能力提供极佳的支持,包括支持SR-IOV单根IO虚拟化,支持IPSEC卸载,支持虚拟机队列VMQ,支持TCP卸载传输等技术,可以为虚拟机提供更好的性能。

虚拟化平台应原生支持网卡捆绑,提供使用便捷的方法为虚拟机和物理机提供网卡的流量汇聚和容错能力。

满足:为改善虚拟化环境的可靠性与性能,Windows Server 2012 内建支持具备网卡捆绑技术的网络适配器硬件。Windows Server 2012 中的网卡捆绑使得虚拟机能通过虚拟网络适配器连接到多个虚拟交换机,就算一个虚拟交换机连接的网络适配器断开,依然可以维持连接。可提升虚拟机的可靠性和性能。网卡捆绑也叫做“网络适配器捆绑技术”,或“负载平衡故障转移(LBFO)”。

虚拟化平台支持卸载数据传输(ODX)技术,可大幅提升大块数据在存储间传输的速度且极大减少的CPU处理时间和网络占用,加速虚机创建和迁移。

满足:在 Windows Server 2012 中,Hyper-V 可充分利用新式 SAN 的复制 Offload 创新,将大量数据从一个位置复制到另一个位置。当配合支持 Offload 功能的 SAN 存储硬件使用时,ODX 可让存储设备在不需要 Hyper-V 宿主机主处理器参与的情况下执行文件复制操作,即可将内容从一个位置读取,并写入到另一个位置。

支持对网络流量的优化,如提供基于网络带宽控制的QoS能力,同时为了更好的支持10Gb以太网,能够通过DCB(数据中心桥接)能力,优化虚拟化平台的各类网络流量,如管理、群集、迁移、业务等。

满足:Windows Server 2012 中的 Hyper-V 可以充分利用支持 DCB 的硬件将不同类型的网络通讯聚合到一个网络适配器上,每种通讯都可获得最大程度的服务级别。

支持在虚拟化宿主服务器不中断运行、不需要重启的情况下,基于手动或自动策略的方式,实现部分设备的休眠或关闭,以减少设备耗电,并在需要的时候恢复正常运行

满足:虚拟化平台可以通过System Center 2012 Virtual Machine Manager提供的电源优化功能,当Hyper-V群集内的物理机资源不再需要时,可以关闭部分设备,以实现节能,并可以在需要时开启这些物理设备。可以通过设置性能门限,通过策略管理电源功能,也可以通过手动或者Powershell脚本的方式实现。

虚拟化平台可以支持VLAN和PVLAN技术,同时支持虚拟机配制为Trunk Mode(主干模式),可以同时访问多个VLAN,为数据中心多租户环境提供更好的安全保证。

满足:Windows Server 2012 中的 Hyper-V同过虚拟交换机提供对VLAN的支持,实现虚拟机的二层隔离,可以支持使用PVLAN对VLAN进行扩展;同时可以为虚拟机配置主干模式,为数据中心提供更灵活的网络支持。

虚拟机可以访问FC SAN, 同时可以使用虚拟机构建基于FC SAN的群集,为LOB应用提供高性能存储。

满足:Windows Server 2012 中的 Hyper-V提供了对虚拟光纤通道的支持,可在系统内提供光纤通道接口,让您直接在虚拟机内部连接光纤通道。同时Hyper-V可以使用虚拟光线通道连接的SAN共享存储,构建高性能的故障转移群集。

虚拟化平台支持虚拟机运行于多种放置位置,即虚拟机可以在服务器本地硬盘运行,也可以放置在服务器连接的SAN、NAS等存储设备上运行,还可以放置于通过TCP/IP网络连接的共享文件夹中运行,以适应各种不同的基础架构场景。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V支持多种虚拟放置方式,虚拟机可以在服务器本地硬盘中运行,也可以通过连接存储设备运行,支持多种存储连接协议,包括FC SAN和iSCSI,同时支持通过SMB 3.0连接的共享文件夹方式运行虚拟机。

虚拟系统的性能与可用性

根据定制的性能监控指标,自动进行虚拟化平台性能优化的能力。如自动根据物理服务器的负荷对虚拟机进行迁移,以保证合理的负荷分担。

满足:通过System Center Virtual Machine Manager 2012提供的动态优化能力,可以根据宿主机服务器的负荷,可通过自定义的规则,自动的平衡Hyper-V群集中物理服务器的性能,动态的调整虚拟机的放置,确保虚拟机拥有足够的计算能力。

提供跨子网的群集搭建能力,满足灵活的组网需求。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V群集可通过位于多个子网的节点建立。

不同宿主服务器上的虚拟机或同一宿主服务器上的虚拟机应该能够实现虚拟机间的群集(HA),确保虚拟化环境的高可用性。虚拟机群集支持超过32个节点,可以基于SAN存储、iSCSI存储创建,并可以支持虚拟机群集的实时迁移和动态内存。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V支持通过网络连接的虚拟机之间建立群集,虚拟机可以位于同一物理主机也可以位于不同物理主机,并可通过关联和互斥规则定义虚拟机的放置位置。同时虚拟机群集支持最多64个节点(需要虚拟机中部署Windows Server 2012),同时可以通过虚拟光纤通道连接SAN存储,也支持通过iSCSI和SMB 3.0的方式创建,并可以支持虚拟机群集的实时迁移和动态内存能力。

提供物理服务器级别的HA构建能力,确保虚拟化宿主服务器的高可用性,并能够支持32节点以上的群集能力,每个群集支持运行4000个以上的虚拟机。为了提高主机群集的使用灵活度,主机群集应该能够支持虚拟机选择性加入群集的功能。即宿主服务器上的某些虚拟机加入主机群集中实现高可用,其它的虚拟机还保持独立运行。

满足:Windows Server 2012支持建立最多64个物理节点的群集,通过建立Hyper-V群集,可以支持运行最多8000个虚拟机,同时可通过关联和互斥规则定义虚拟机的放置位置,虚拟机即可以运行于服务器本地,也可以通过运行在共享存储空间中实现高可用。

支持虚拟机环境和物理服务器间的负载平衡能力。并可以通过设置规则,对虚拟机在物理机上的放置位置进行规定。

满足:Windows Server 2012可以通过动态迁移,在线改变虚拟机的放置,以保证物理服务器的负载平衡能力。可以通过Hyper-V群集定义关联和互斥规则定义虚拟机的放置位置,也可以通过System Center Virtual Machine Manager 2012提供的动态优化能力自动平衡物理服务器上的虚拟机放置。

虚拟系统的快速迁移与恢复

为保证业务不中断,支持虚拟机在线运行情况下在物理服务器间的无缝迁移,迁移可以在同一群集或不同群集间进行。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V支持多种实时迁移方式,实时迁移可以在同一群集内、不同群集间、不同存储位置、甚至完全无共享存储的环境下进行,可以灵活的支持各种业务场景,保证云平台的不间断运行。

支持多样的硬件环境,支持拥有同厂商的不同型号CPU的服务器间的在线迁移能力。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V支持虚拟机在同厂商的不同型号CPU的服务器间进行在线迁移,例如Intel-to-Intel, AMD-to-AMD。

支持虚拟机在没有共享存储的情况下,从一台物理服务器迁移到任何位置、具备网络连接的另一台物理服务器,迁移过程是在线的、无缝的。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V在无共享存储的情况下,例如两台独立的物理服务器间,进行虚拟机的实时迁移,迁移通过网络连接进行,使用集成的VSS技术保证迁移的过程中业务运行不中断。

支持虚拟机在同一物理服务器连接的不同存储上进行在线迁移,方便对虚拟化平台的运维管理操作。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V在迁移虚拟机时,可以选择对同一物理服务器的不同存储位置进行存储迁移,在进行存储迁移时,业务不会中断,实现在线迁移。

虚拟化平台应该具有并发的任务处理能力,可以进行无数量限制的并发虚拟机迁移,并且可以控制并发的迁移任务数量。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V进行虚拟机迁移时,对并发进行的迁移数量没有限制,迁移速度只依赖于用户物理网络、存储环境,可以通过设置自定义并发的数量,默认情况下该设置是2台虚拟机可以同时进行虚拟机并发迁移。

提供虚拟机离线迁移到不同物理服务器上的能力。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V可以提供将停机状态的虚拟机进行迁移的能力,同时可以方便的对虚拟机进行导入和导出操作。

提供良好的工具将原有的物理系统环境自动转化成虚拟机的能力。

满足:通过System Center Virtual Machine Manager 2012,可以提供在线或离线的方式,将物理系统环境转换成虚拟机,并且在P2V的过程中自动替换原有驱动程序,同时对于所支持的Windows操作系统提供在线迁移能力。

提供灵活的虚拟化环境支持,支持将虚拟机还原到物理服务器使用,并确保原有虚拟机内的系统环境正常运转。

满足:Windows Server 2012支持为物理服务器直接挂载虚拟机的虚拟磁盘文件,并从虚拟磁盘文件启动,可以实现虚拟机的物理还原能力V2P

虚拟化平台及虚拟系统的的安全性

为了避免数据的外泄,虚拟化平台必须提供对物理硬盘进行全卷加密的功能。确保虚拟机只能在企业指定的环境中安全运行。

满足:Windows Server 2012提供的Bitlock能力,可以实现对物理硬盘的全卷加密,以避免由于硬盘丢失、服务器淘汰等原因造成的数据泄露

虚拟化平台需要提供集成的安全补丁更新机制,同时支持对物理机环境和虚拟机环境的安全补丁更新,并提供对安全补丁的管理能力。

满足:Windows Server 2012提供内建的Windows Server Update Service,可以帮助企业建立安全补丁管理和分发中心,支持对物理机和虚拟机进行一致的补丁更新和管理,并可以通过组策略对补丁的分发进行控制。

虚拟化平台必须提供良好的技术手段确保虚拟机实例间的彼此独立、相互隔离。

满足:Windows Server 2012 Hyper-V通过瘦的Hypervisor层,保证虚拟机在虚拟化层的独立和隔离,同时通过可扩展的虚拟交换机,进行网络的隔离、监控和访问控制。

虚拟化平台必须提供良好的技术手段实现基于企业策略,授权虚拟机环境的使用权限。虚拟化平台必须能够支持多管理用户,并且不同管理用户登录时,看到的是仅限他使用的虚拟机。

满足:虚拟化平台通过集成的活动目录身份验证方式,结合组织单元的委派、组策略等机制,可以为物理服务器和虚拟机提供完善的身份验证和授权机制,通过System Center Virtual Machine Manager 2012,可以定义不同的用户角色,并赋予不同的操作权限。不同的用户登录虚拟化平台的自助服务站点门户时,只能够管理和查看权限范围内的虚拟机。

虚拟化平台的运营与管理

虚拟化平台可以支持统一的身份验证,可以为物理、虚拟、应用等平台组件提供一致的身份验证支持,为用户、权限、策略提供完整的目录服务,并可以实现单点登录。帮助虚拟化平台和企业业务管理紧密结合

满足:虚拟化平台通过和基于Windows Server的活动目录服务集成,可以提供一致的身份验证支持,包括活动目录域服务、活动目录联盟服务、活动目录证书服务、权限管理服务、网络访问保护等多个功能,可以有效的为虚拟化平台提供用户、权限、策略等基于身份验证的支持,同时可以结合企业策略有效的实现分级管理。

虚拟化平台需支持同时管理市面上主流虚拟化技术框架。如:微软的Hyper-V,VMware Vsphere架构和Citrix的XEN。

满足:通过System Center Virtual Machine Manager 2012,虚拟化平台可以同时管理多个Hypervisor,包括Hyper-V、VMware Vsphere和Citrix Xen,同时通过支持OVF格式的虚拟机,为虚拟化平台提供良好的跨平台管理能力。