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联想LIVS3000技术白皮书.docx

发布时间：2022-06-05 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.90M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    第一章IT基础架构需求分析
    1.1引言
    1.2功能需求
    1.3可靠性需求
    1.4可维护性需求
    1.5兼容性需求
    第二章传统IT基础架构挑战
    2.1IT基础架构资源利用率低下
    2.2IT基础架构灵活度需与业务发展相匹配
    2.3性能瓶颈直接影响客户满意度
    2.4IT采购模式需与时俱进
    第三章LIVS服务器虚拟化方案介绍
    3.1LIVS方案组成
    3.2LIVS软件架构
    3.3LIVS部署方案
    3.3.1.部署架构
    3.3.2.管理服务器配置要求
    3.3.3.资源池主机要求
    3.3.4.存储池要求
    3.3.5.PowerVM管理要求
    3.3.6.VMware ESXi管理要求
    4.4.LIVS系统功能介绍
    4.5.LIVS虚拟化平台关键技术
    4.5.1.X86服务器虚拟化技术
    4.5.2.资源池自动化管理技术
    4.5.3.大规模智能资源调度技术
    4.5.4.异构平台统一管理技术
    4.5.5.网络虚拟化技术
    4.5.6.安全体系
    4.5.7.插件式系统架构
    4.6.LIVS虚拟化平台产品特性
    方案白皮书： 联想 LIVS3000 服务器虚拟化解决方案 更新时间： 6 May 2017 平台安全保证：LIVS 虚拟化平台首 国产、自主、可控：作为国产自研产 创虚拟化层的防 DDoS 攻击功能， 品，通过 “高安全云操作系统”重大 极大提升了虚拟化平台的安全性。 课题测试，属于成熟的自主安全可控 成熟、稳定：大量运营商及金融行业 异构兼容：能够兼容多种 x86 虚拟化 大型数据中心成功案例，用于承载运 资源（WinServer、VMware ESXi、 营商、银行等行业客户的核心业务， XenServer），还能够接管 RISC 架构 长时间在线稳定运行。 小型机虚拟化（IBM PowerVM）。 1 方案白皮书：联想云教室解决方案
    联想 LIVS 服务器虚拟化白皮书 目 录 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 第一章 IT 基础架构需求分析 .....................................................................................................2 引言 ............................................................................................................................. 2 功能需求 ..................................................................................................................... 2 可靠性需求................................................................................................................. 4 可维护性需求 ............................................................................................................. 4 兼容性需求................................................................................................................. 4 第二章 传统 IT 基础架构挑战 ....................................................................................................5 IT 基础架构资源利用率低下 .....................................................................................5 IT 基础架构灵活度需与业务发展相匹配 .................................................................5 2.1 2.2 2.3 性能瓶颈直接影响客户满意度 .................................................................................5 2.4 3.1 3.2 3.3 IT 采购模式需与时俱进 ............................................................................................. 5 第三章 LIVS 服务器虚拟化方案介绍 ........................................................................................6 LIVS 方案组成 ........................................................................................................... 6 LIVS 软件架构 ........................................................................................................... 8 LIVS 部署方案 ........................................................................................................... 9 3.3.1. 部署架构 ............................................................................................................9 3.3.2. 管理服务器配置要求........................................................................................9 3.3.3. 资源池主机要求..............................................................................................10 3.3.4. 存储池要求......................................................................................................10 PowerVM 管理要求 .........................................................................................11 3.3.5. VMware ESXi 管理要求 ................................................................................... 11 3.3.6. LIVS 系统功能介绍 ................................................................................................. 12 LIVS 虚拟化平台关键技术 .....................................................................................12 4.5.1. X86 服务器虚拟化技术 ...................................................................................12 4.5.2. 资源池自动化管理技术 ..................................................................................13 4.5.3. 大规模智能资源调度技术..............................................................................13 4.5.4. 异构平台统一管理技术 ..................................................................................13 4.5.5. 网络虚拟化技术..............................................................................................13 4.5.6. 安全体系 ..........................................................................................................14 4.5.7. 插件式系统架构..............................................................................................14 LIVS 虚拟化平台产品特性 .....................................................................................14 4.4. 4.5. 4.6. 1
    LIVS 虚拟化平台白皮书 第一章 IT 基础架构需求分析 1.1 引言 随着企业的增长，部署在专用硬件的各种应用也随之增多，这将给 IT 基础架构带来很多 挑战，例如资源使用效率低，业务部署费用高和周期长。因此 IT 部门会逐渐转向采用云计算 来增加数据共享、提升资源利用率和减少运营成本；同时企业也希望 IT 基础架构能够集成上 游和下游产业链，保护业务质量和安全。 近年来云计算和虚拟化技术向构建新一代数据中心方向发展，以虚拟化为基础，实现管 理以及业务的集中，对数据中心资源进行动态调整和分配，重点满足企业关键应用对于资源 高性能、高可靠、安全性和高可适应性上的要求，同时提高基础架构的自动化管理水平，确 保满足基础设施快速适应业务的商业敏捷诉求，同时进一步减少企业的 IT 整体投入。 联想自主知识产权的虚拟化平台 LIVS，为企业提供全面的虚拟化及云计算解决方案，以 满足企业期望并帮助从 IT 创造更多的价值。 LIVS 致力于构建虚拟化 IT 基础架构，提供虚 拟化平台的整体解决方案，全面支撑传统和新型的企业服务，极大地提升 IT 资产价值和提高 IT 运营维护效率，降低运营成本。 1.2 功能需求 功能 需求分析 资源虚拟化 需要通过虚拟化技术对计算、存储、网络进行虚拟化和资源池 化，并提供全生命周期的管理维护功能； 利用气球驱动模型的内存管理技术解决虚拟机内部资源负载变 化时的资源竞争问题，提升内存资源的利用率； 需要对多路服务器架构增加 NUMA 架构感知技术，有效保证虚 拟机运行在 NUMA 一个节点之内，避免虚拟 CPU 对内存的远 程访问，提高虚拟机的计算性能； 在需要时通过向虚拟机添加 CPU 和内存来增加容量，而无需中 断或停机，还可对磁盘、存储池进行在线扩容 2
    LIVS 虚拟化平台白皮书 业务服务质 需要能有效保证资源池内物理主机宕机后虚拟机的正常运行， 量保证 并可查看 HA 迁移日志； 需要跨主机自动平衡负载有效保证重要业务的稳定运行，并通 过在低负载期间关闭主机来降低能耗； 需要对 Windows 虚拟机蓝屏和 Linux 虚拟机内核崩溃等异常情 况的检测和保护； 需要在不中断用户使用和不丢失服务的情况下，实现虚拟机在 资源池内或跨资源池的不同物理机或存储之间迁移，保障业务 连续性 硬件管理 需要实现没有安装任何虚拟化软件和操作系统的 X86 裸机管 理，并能通过云平台对裸服务器进行上下电和硬件信息监控； 需要支持通过主流存储系统（SVC、EMC VNX、IBM DS4700、 NETAPP FAS）对存储设备进行纳管，实现卷划分、卷映射到主 机，卷的扩容和删除； 需要支持博科光纤交换机的纳管，并能别名和成员以及 Zone 进 行管理，以及配置光纤交换机和存储管理器的连接关系，为光 平台安全加 纤交换机添加 HBA 端口； 需要虚拟化层内置 DDoS 防攻击模块，实现虚拟化平台上内对 固 内和内对外的防护，无需额外借助硬件设备，确保虚拟化平台 健壮性； 需要提供无代理杀毒接口，可与国产主流杀毒产品无缝对接， 形成虚拟化平台的应用安全防护； 需要通过资源安全策略访问控制和操作权限控制实现资源分 权、分域管理，从而保障了云计算平台中资源的安全可控； 需要通过应用国际安全审计标准规范实现对虚拟化平台的统一 安全审计； 移动端支持 需要支持 iPad 移动端访问管理平台，并进行基本的虚拟机操作 和监控 权限管理功 虚拟化平台需要自有一套资源权限管理机制，可满足划分用户 3
    LIVS 虚拟化平台白皮书 能 对资源的操作权限和数据访问权限，在防止误删除情况发生的 同时，防止泄密情况发生； 监控告警 需要支持虚拟化资源和硬件资源的性能监控、告警和报表导出； 1.3 可靠性需求 虚拟化平台需要支持自身的高可用部署，保障虚拟化管理平台的业务连续性，物理服务 器不管是在单机任意磁盘损坏、整机宕机、单网络损坏、单控制器损坏的情况下，都能够继 续保证业务的连续和数据安全性，即这些故障发生时，用户可以无任何感觉的继续使用虚拟 化管理平台。 1.4 可维护性需求 虚拟化管理平台无需专用硬件搭建，虚拟化引擎安装在通用 X86 服务器上，可通过通用 的 X86 架构服务器或者虚拟机搭建虚拟化管理平台，降低硬件成本，提升硬件更换的灵活度。 并需要支持在仅安装了虚拟化的裸机上一键部署管理平台，免去虚拟机部署、操作系统安装、 管理平台安装的步骤。 针对已有 windows、linux 操作系统运用环境的虚拟机或物理服务器，需要提供管理平台 的一键安装包，实现快速部署实施虚拟化管理平台；管理软件需要具备所有虚拟化管理功能， 并有友好的交互界面和操作指引，方便运维人员管理，缓解企业运维人员的压力。 1.5 兼容性需求 1) 硬件兼容性 • 虚拟化资源整合平台软件支持现有市场上主要服务器厂商的主流 X86 服务器； • 兼容现有市场上主要的存储阵列产品，如 SAN、NAS 和 iSCSI 产品, 包括 EMC、IBM、 HP、HDS、Netapp、Oracle、Dell 等； • 兼容现有市场上主要的网卡和 HBA 卡产品。 2) 虚拟机操作系统兼容性 • 支持 X86 硬件平台的 Intel VT 或 AMD V 的技术，以提供虚拟化环境下更好的处理 器 性能； • 在同一物理服务器上可以同时运行异构操作系统平台的虚拟机； • 支持 32bit 和 64bit 操作系统的虚拟机； 4
    LIVS 虚拟化平台白皮书 • 兼容现有市场上 X86 服务器上能够运行的主流操作系统，包括 WinXP、windows Vista、Win2003、windows 2008、Reahat Linux、Suselinux、CentOS、Oracle Enterprise Linux、Debian、Ubuntu 等 3) 客户端兼容性 虚拟化管理平台需支持主流的客户端浏览器接入包括 IE8 以上、Chrome36 以上 虚拟化管理平台需支持 ipad 移动端访问 第二章 传统 IT 基础架构挑战 在经济全球化一体化、信息技术高速发展的背景下，越来越多的企业日益认识到信息化 对提高企业经营管理水平和竞争力的作用，因而不断加大对信息化建设的投入。企业基于传 统方式建设的 IT 基础架构，面对越来越多的信息系统和越来越复杂的应用环境，如何提升 IT 服务支撑和规划能力，如何提高资源利用率，如何降低日益增长的运维成本，在这些方面企 业都面临巨大的挑战。 2.1 IT 基础架构资源利用率低下 在传统企业环境中，服务器的平均工作负载普遍只占到服务器容量的 5%~30%之间，如 何进一步提高资源利用率、降低管理和基础架构建设成本，如何实现软件、应用、数据和硬 件资源的共享成为新的挑战。 2.2 IT 基础架构灵活度需与业务发展相匹配 在有效控制成本的同时，如何融合异构资源的统一管理，提高自动化和智能化程度、加 快部署周期、灵活应对快速变化的业务需求、降低管理复杂度，有效支撑业务发展。 2.3 性能瓶颈直接影响客户满意度 业务高峰时业务系统负荷增加，容易出现性能瓶颈，传统的 IT 架构不能及时响应用户请 求，导致用户满意度下降。 2.4 IT 采购模式需与时俱进 以往项目需求采购设备、部署基础架构的方法已经不能满足业务变化的要求，新的采购 模式应该以有规划的、整体的基础架构升级来适应不断增加的新应用。 5
    LIVS 虚拟化平台白皮书 第三章 LIVS 服务器虚拟化方案介绍 3.1 LIVS 方案组成 联想 LIVS 虚拟化软件套件由自主的 X86 虚拟化引擎（LivServer），虚拟化中间件（WCE）， 虚拟化管理中心（LivCenter）组成。LIVS 采用服务器虚拟化技术、存储虚拟化技术、网络虚 拟化等技术，完成计算资源、存储资源、网络资源的虚拟化，实现对虚拟资源、业务资源、 用户资源、多种虚拟化平台（XenServer、VMware、PowerVM）的集中统一管理。LIVS 通过 支持不同的虚拟化平台管理接口实现对多种虚拟化平台的管理，并通过统一的资源调度接口， 对这些虚拟资源进行集中调度和管理，从而降低业务的运行成本与管理成本，保证系统的安 全性和可靠性，为客户构筑安全、绿色、节能的异构平台虚拟化数据中心。  虚拟化管理中心（LivCenter） LivCenter 对虚拟化数据中心的所有资源,包括服务器、存储、网络、虚拟机、镜像资源进 行统一管理,实现硬件资源的弹性伸缩。 LivCenter 是 LIVS 虚拟化平台的管理中心，其运行在在云中间件 WCE 之上，提供资源管理、 6
    LIVS 虚拟化平台白皮书 资源控制、自动化运维、智能策略调度等特性，为虚拟化数据中心提供 IT 服务与运营所需要 的基础服务能力，提供管理虚拟化数据中心的计算、存储、网络资源提供统一的用户界面。 通过 LivCenter API，可以构建多种云计算解决方案。 LivCenter 中所涵盖的 DRS（Distributed Resource Scheduler 分布式资源调度）功能能够跨 聚合到逻辑资源池中的硬件资源集合来动态地分配和平衡计算容量，通过制定相应的规则使 得计算资源池在多个虚拟机之间智能地分配可用资源。当虚拟机遇到负载增大时，LIVS DRS 将通过在资源池中的物理服务器之间重新分布虚拟机来自动为其分配更多资源，大大提高系 统管理员的运维效率。 通过 LivCenter 对虚拟化平台进行统一管理的同时，能够改变客户常规的 IT 采购模式。从传 统的按项目、业务需求采购物理设备再部署的方式，演进为更有规划的、更合理的升级硬件 资源来适应应用业务的不断变化。  虚拟化中间件（WCE） WCE 是 LIVS 实现异构设备统一管理的基础，底层硬件支持小型机与 X86 架构的异构环 境，同时支持多种虚拟化技术，如 PowerVM、XenServer、VMware ESXi 等主流虚拟化技术， 帮助客户实现跨平台的统一管理。 WCE 是 LivCenter 与基础架构之间的中介层，它负责处理收集的配置信息，确定该设备 的类型以及采用何种虚拟化技术，然后对消息进行路由和转换提供给上层的 LivCenter 进行统 一管理。  虚拟化引擎（LivServer） LivServer 是联想基于裸金属架构的 x86 服务器虚拟化引擎，LivServer 是构建虚拟化数据 中心的基础软件，LivServer 同时针对运行在其上的虚拟服务器的 Windows 和 Linux 操作系 统进行性能优化。 LivServer 是为了运行虚拟机而最大限度降低 Hypervisor 配置要求和简化部署而设计，可 直接在服务器硬件上运行而不需要底层操作系统，因而是一种高效可扩展的系统。LivServer 的工作方式是统一管理服务器的硬件资源（例如硬盘驱动器、资源和端口），然后逻辑抽象将 其切分后分配给运行其上的虚拟机，出于性能考虑也可通过直通技术将硬件资源（如 GPU， USB 设备，网卡等）直接映射给虚拟机使用。 LivServer 兼容业界主流服务器、存储、网络，可以轻松的与现有网络和存储基础架构集 成；支持在线资源扩容、在线迁移、资源池高可用性等高级功能，增加数据中心的灵活性和 业务连续性；允许用户采用命令行、LivCenter 虚拟化管理软件等多种方式管理 LivServer，并 7
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