引言

背景-為什么需要資源虛擬化方案

在當前嚴峻的經濟環境下，由于預算減少，或能耗降低的要求，企業往往希望 IT 運維部門能夠事半功倍。面對成本、資源和時間這三重壓力，如何確保既能不斷創新，又能達成自身的服務級別協議 (SLA) 要求呢？可以通過構建虛擬化基礎架構來實現對 IT 和數據中心的控制。利用 VMM 虛擬化，將能立即實現可量化的成本節約，同時確保真正的業務靈活性，即具備針對不斷變化的市場環境作出快速響應的能力。在當今市場中，問題并不在于企業能否支付得起 VMM 虛擬化，而在于“若不實施虛擬化，企業是否支撐得住高昂的成本”？

隨著業務系統訪問、網絡應用行為日益頻繁，我們可能經常遇到如下情況：

業務量增長，數據中心和運維部門每年都需要進行大量硬件擴容，新購置設備成本增加；
數據中心需要面對擴容后，能耗上升所帶來的資金消耗增長；
數據中心擴容后，更加復雜的系統管理成為運維部門的一大難題；
為避免重要業務停機啟動帶來的風險，需要投入大量人力物力解決；
擴容帶來的場地需求越來越大，開銷上升；

文檔目的

本文檔，將盡可能的以容易理解的角度，闡述在復雜網絡運營環境中，虛擬化的技術結構以及必要性。同時，對虛擬化自身優勢、功能特性做出闡述。

術語

XmlRpc：xml Remote Procedure Call的縮寫，xml的遠程過程調用。xmlrpc是使用http協議做為傳輸協議的rpc機制，使用xml文本的方式傳輸命令和數據。rpc系統包括2個部分:1.rpc client，它遠程調用rpc server的方法,并接收方法的返回數據，在本模塊中WebUI相當于rpc client;2.rpc server,用于響應遠程的rpc client請求，并且按照請求執行相應的方法，并回送方法執行結果，在本模塊中xmlrpcd相當于rpc server。xmlRpc能夠運行在不同的操作系統，它的目的是使遠程過程調用簡單，它的編碼數據是簡單的xml格式，并且使用http協議進行通信。本模塊采用xmlrpc-c來實現xmlRpc。Xmlrpc-c是xmlrpc的c語言實現庫。

APP：第三方開發方所提供的應用。

APP開發者：能夠開發APP的第三方開發方。這可能代表個人或者一個團體，一個公司。他們將開發的APP部署到ASCP平臺上來，供普通用戶瀏覽和使用。它具有創建、關閉、啟動、重啟、銷毀VM的權限。

準虛擬化：在虛擬化管理中存在2種方式：完全虛擬化和準虛擬化（半虛擬化），其中準虛擬化是效率最高的虛擬化方法同時也是獲得最佳性能的方法，在準虛擬化下cpu、內存可以動態分配。

VM：虛擬機的簡稱。

WebUI：管理VMM、Proxy、vsite，aaaa等各種資源的Web界面。

Host 主機：物理主機。

Xen 服務端：運行在Host主機上的xen服務。具有創建，啟動，重啟，暫停，恢復，刪除vm的功能。

VMM介紹

為什么選擇VMM虛擬化方案

VMM虛擬化方案，是Octopus Link（北京信聯云通科技有限責任公司）應用云計算平臺ASCP所采用的核心虛擬化方案。作為海量應用服務及海量數據訪問的支撐結構，VMM具備非常優秀的虛擬化資源管理能力，能夠作為云計算平臺的首選基礎設施（IaaS）解決方案。

VMM能夠實現的資源虛擬化目標為：

通過整合降低資金開銷

不要讓服務器數量劇增和平臺依賴性等因素成為企業實現其目標的障礙。VMM 虛擬化可通過整合現有的服務器資源和硬件來減少物理基礎架構所占用的空間。

最多可將利用率從 5-15% 提高到 80%
數據中心的建設成本每平方英尺可遞延 1,000 美元
每臺主機的虛擬機密度比商業產品高 50-70%
使應用程序的平均成本降低 20-30%

通過提升系統實際使用率來擴容

通常情況下，在物理主機服務器數量一定，耗能一定的條件下，虛擬化的過程將保留原有性能。但隨著虛擬環境中，虛擬主機的增加，會造成原有性能的部分下降。通過VMM進行虛擬資源統一管理，將極大的避免這種情況的出現。通過資源虛擬化，使得虛擬服務器數量增加，物理服務器的實際使用率將得到極大提升。實際上，能夠滿足50%甚至更高的擴容及擴能需求。

最大限度地減少運維成本

VMM能夠將實際資源虛擬化之外，還能夠對所有的物理資源、虛擬資源進行統一管理調配；
池(Pool)技術的使用，使所有設備資源和事件得到緩沖，使資源被調用的時刻，時間開銷最小化；
智能分配物理資源，閑置資源得到調用；
智能關閉不再需要的虛擬資源，降低服務器的實際能耗；
通過VMM提供標準化接口，任何第三方平臺均可平滑對接；
統一的管理機制，監控所有物理及虛擬設備，統一管理；

系統體系架構

VMM在云計算中的角色

針對提供和管理應用服務的云計算平臺，其中會涉及到VM的創建、銷毀、開啟，關閉，重啟，暫停，恢復，查看和修改操作。VMM主要針對VM資源進行智能統一管理。如下圖所示：

用戶發布的每一個APP單獨運行在一個vm中，因此VMM體系的健壯性直接影響到整個云計算平臺的性能。它是所有vm 的調度中心。

VM Agent的使用

VM Agent模塊是用來維護VMM創建vm所需要的disk信息。由于每一個vm都需要單獨的disk，每個disk包括如tomcat，mysql等一些必備的系統服務。每個disk大約在2G左右（按需確定）。如果每次創建vm時候，先創建一個disk，那是相當耗時的工作，時間會達到分鐘級別。對于用戶來說是一個難以忍受的過程。因此提出VM Agent概念。

VM Agent是運行在Host主機上的一個代理。它負責維護disk的信息。當需要增加一臺host主機，host主機運行時會啟動VM Agent程序，VM Agent程序會根據配置信息創建一定數量的disk。通過一定的機制維護這些disk信息。

VM Agent與VMM是通過tcp協議通信的。VM Agent啟動后，會監聽特定的端口，接受VMM發送來的指令。當vmm需要一個可用的disk時，VM Agent會返回VMM一個可用的disk路徑。

在vm管理中，vm的創建是最耗時的工作，通過disk預建立的方式大大縮短了創建vm的時間。同時VMM 在啟動后，就會立刻建立一定數量的vm，時刻保持一定數量的vm未被使用。這樣在接受到web創建vm請求后，會立刻返回可用的vm的信息。對于用戶的角度看，沒有延遲，沒有等待。

數據管理中心

數據管理中心主要用來保存vm、host的信息。主要為VMM實現vm管理提供數據支持。VMM在創建一個vm時，會首先查找數據庫，通過數據庫提供的信息獲得最適合創建VM的host主機。

XMLRPC標準管理接口

通過XMLRPC標準管理接口，VMM能夠與如ASCP應用云計算平臺平滑接入，當第三方或管理者需要計算資源時，通過XMLRPC標準接口，能夠與VMM實時交互，申請或操作虛擬資源。此方案為現有系統提供了一個良好的管理接口，對于任何新的整合需求，將不存在對接障礙。

系統特性

強大的處理能力

VMM采用xmlrpc機制，具有更好的兼容性和可擴展性，并能夠分布式處理管理端發來的請求。能夠最高接受每秒1萬條請求的的性能。

VMM系統管理平臺，對系統狀態信息的收集和處理，能夠達到電信運營商級別，最高接受每秒1.5萬條系統狀態信息。

更穩定的運行

VMM在設計上采用獨特的設計，可以保持其長時間穩定運行，不會出錯。平臺自身具備虛擬化能力，能夠做到平滑系統遷移，并具備單獨的監控功能，專門檢查VMM的運行狀態，一旦發現平臺故障，則會在不影響任何其他虛擬資源的情況下，重啟VMM或平滑遷移，保證平臺的穩定運行。

更迅捷的反應

VMM在創建vm時候做了很多的優化操作。比如優化domain-0所占的內存。是每一個host主機能夠容納更多的vm。在資源分配上采用完善的算法，能夠盡量保證每個host主機同時只創建一個vm。當有多個創建vm的動作時，vmm會自動決定在哪個host主機創建vm，這樣大大減少單個主機創建vm的壓力。

每次增加一臺host主機時，host主機上安裝的VM Agent會自動啟動，提前分配創建vm所需要的disk。大大減少了創建vm時所需要的時間。保證每次創建vm所需要的時間小于10秒。

而對于重啟，啟動，暫停，恢復，關閉vm的操作需要的時間會限制在2秒鐘以內。

強大的預處理操作

VMM對于vm的創建提供預創建的機制。

VMM會一直維護一定數量的vm。這些vm是預創建出來的，創建后使vm保持運行狀態。這些vm還沒有分配給用戶使用。當VMM接受到web端創建vm的請求時，會將一個未被使用的vm的信息返回給web端。

VMM會據vm版本信息表，對用戶所需版本的vm創建一定的備份數量，系統會維護不同版本vm數量，隨時保證可用的vm。

功能介紹

靈活的Vm管理功能

VMM模塊與Vm既可以運行在同一個Host主機上也可以運行在一個單獨的主機。VMM與vm互不影響。現階段VMM有2中管理模式。如下圖

如上圖所示，VMM與VM在同一臺Host主機上，VMM管理本Host上的vm。

如上圖所示，VMM與Vm在不同的主機上，VMM單獨運行在一個主機上，通過xmlrpc方式，遠程管理Vm。極大增強了VMM的靈活性。

單一控制點管理虛擬基礎架構

多數供應商都只提供針對服務器虛擬化的單點解決方案，而 VMM 則為企業提供了從單一控制點管理整個虛擬基礎架構的能力。使用經過生產驗證的VMM，企業的組織能夠：將執行部署的時間縮短 50-70%、從中央位置管理虛擬機、監控虛擬機及其主機的性能。

這些好處及其他好處使我們 85% 以上的客戶能夠在生產環境中將VMM虛擬資源管理平臺應用于廣泛的應用程序。

具有良好的可移植性和可擴展性

MM支持多種Unix操作系統，包括Redhat Linux，Debian，SandOS等。這使得VMM能夠穩定運行在大多數企業的網絡環境中，并對后臺服務資源進行管理。通過此種功能特性，VMM自身和所管理的虛擬機，均能夠平滑移植到另外的虛擬環境，并且在集中存儲模式的支持下，可以做到不停機實時遷移。

VMM提供物理基礎架構所無法實現的性能、可擴展性和可用性級別。將VMM與我們的VMA產品結合使用，企業的組織將能夠：通過實時遷移虛擬機避免計劃內停機、通過自動執行負載平衡實現基于策略的 IT 資源動態分配、消除許多重復的配置和維護任務。

VMM 專業服務和我們的合作伙伴可以幫助您的組織在日常策略中利用這些獨特功能。

成本控制

大部分企業的 IT 基礎架構日益復雜和僵化，通常企業僅僅為了維持現狀就要耗費超過 70% 的 IT 預算。IT 工作效率和商業價值均受限于這個極度復雜的局面。

利用 VMM 虛擬化簡化 IT 管理并降低運營開銷

VMM 可從管理“IT 的原始要素”的模式（例如組件級基礎架構管理），轉變為基于云計算的 IT 服務交付模式。這大大降低了 IT 管理的成本和復雜性。VMM和VMA產品系列通過基于策略的自動化可簡化繁重的日常任務，例如部署、硬件維護、應用補丁程序以及容量、事件和性能管理。因此，IT 資源和預算可從戰略維護轉到能夠動態響應業務并最終推動業務發展的戰略項目與創新上。

VMM 客戶正在降低運營成本

VMM 客戶正在從管理“ IT 管線作業”轉向基于云計算的 IT 服務交付，從而極大降低了 IT 的管理成本和復雜性。最近對 VMM 客戶的一項調查證實了這些好處。接受調查的 VMM 客戶中，有三分之二降低了與管理 VMM 環境相關的運營成本，與物理環境相比至少降低了 25%，而且許多客戶還實現了更為可觀的節省。VMM 客戶正在借助 VMM vSphere 平臺和 vCenter 產品系列改變 IT 管理方式。

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