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《虛擬數據中心構建指南》——2.5 單獨銷售的軟件
2.5 單獨銷售的軟件
下麵幾節描述的軟件產品可以單獨購得。
2.5.1 vCenter SRM 5
SRM 5（vCenter Site Recovery Manager 5）是一個業務恢複解決方案，對可能發生在生產站點的事故提供了簡單的保護。SRM確保了災難恢複計劃（Disaster Recovery Plan，DRM）的集中化管理，自動化在應急站點上恢複生產的過程。通過SRM 5，管理員能夠在不影響生產的情況下進行轉移測試，還可以用它進行計劃遷移操作。這個版本的新特性如下：
集成主機級別的複製（僅異步模式）
集成的故障恢複（在前一版本中沒有）
啟用計劃遷移
2.5.2 vCenter Converter
物理-虛擬（Physical-to-Virtual，P2V）轉換工具能將物理機器轉換為虛擬機器。VMware提供了VMware Converter轉換工具。這個工具很適合轉換少量機器。對於大規模遷移，市場上的其他工具更為適合，因為它們能夠工業化這一過程，提供更豐富的功能。
注意：在vSphere 5中，VMware Converter並未以vCenter插件的形式提供，所以必須在獨立模式下安裝。
2.5.3 vCenter Operation Management Suite
VMware持續投入研究和開發力量，改進vCenter Operation Management Suite這一有力的新工具，認為它是所有雲計算項目的組成部分之一。這個套件的價值是為vSphere環境帶來可見性，將管理員從手動操作中解放出來的全自動功能，以及主動事故管理。這個工具還通過使用基於配置策略的方法確保了合規性，對管理員部署虛擬化基礎架構也有幫助。這個解決方案提供了如下特性：
雲計算環境或者擴展的生產環境所需的功能和配置管理
性能管理功能和根源分析功能
環境總體可見性，可關聯配置更改和性能異常
用於IT服務的成本分攤功能
跨越過去數月的報告功能
基礎架構和應用程序依賴拓撲圖
vCenter Operation Management Suite 支持管理員的日常工作，並提供實際輸入，幫助實現最佳的虛擬化基礎架構規劃。圖2-6展示了vCenter Oprations界麵。
注意：服務提供商是對這個工具感興趣的主要利益相關方，因為這個工具使它們能夠以最優化的方式利用基礎架構，從而使它們能夠達到很高的整合水平並且更加節約成本。
vCenter Oprations有4個版本：Standard、Advanced、Enterprise、Enterprise Plus。Enterprise Plus版本將分析延伸到物理環境，如表2-3所示。
表2-3 vCenter Operations版本
根據不同版本，包含如下特性。
vCenter Chageback Manager：根據每個VM使用的資源分攤成本。數據來自vCenter Server。
vCenter Configuration Manager：根據預先定義的標準和公司策略進行配置管理，在服務器和軟件級別驗證合規性。
vCenter Infrastructure Navigator：自動發現應用程序服務、關係可視化和虛擬計算機、存儲及網絡資源上的應用程序依賴映射。它能夠進行基礎架構和操作的應用程序感知管理，幫助管理員更好地理解更改的影響。
注意：vCenter Capacity IQ是用於確定虛擬環境使用情況的容量管理工具。這個工具現在完全集成到vCenter Oprations Management Suite，因此它無法單獨銷售。
vCloud Director：全虛擬化數據中心的一個配置和應用程序部署解決方案。它管理所有虛擬化組件，從機器到虛擬網絡，采用和物理數據中心同級別的高安全性。這個解決方案意味著IT資源可以作為服務來利用。
vApp：封裝一組VM，將其作為一個虛擬單元管理，簡化了部署和日常管理。
其他軟件可以用來補充vCenter Operations，包括以下幾種。
vCenter Lab Manager：提供測試/開發環境中的自動VM部署，具有快照/回滾功能。
vCenter Service Manager：基於100% Web架構，允許管理員根據信息技術基礎架構庫（Information Technology Infrastructure Library，ITIL）的思想管理公司的過程—管理事故和問題、更改、配置、服務水平和可用性。
vCenter Orchestrator：自動化某些任務，創建工作流。
vCenter Capacity Planner：提供配置容量情況，以確定未來所需的物理資源。
2.6vSphere 5技術架構
從技術上講，vSphere 5是作為虛擬基礎架構運行的一套組件。vSphere 5提供許多新的特性，但是其架構（如圖2-7所示）大體與vSphere 4相同。
架構中的基本組件如下。
vCenter Server：提供基礎架構中所有ESXi服務器的集中化管理，由數據庫服務器支持：Oracle、Microsoft SQL 、IBM DB2和Microsoft SQL Server 2008 Express。
ESXi 5.0主機服務器：基礎架構的核心。
ESXi 5.0是虛擬化管理器，是一個虛擬化層，可以在一台物理機器上運行多個操作係統。ESXi服務器直接連接到vCenter Server，其操作由vSphere Client接收。
數據存儲：基礎架構存儲空間。
數據存儲是數據中心物理存儲資源的虛擬表現形式。它通過提出VM存儲的標準模型，簡化了市場上各種存儲類型和解決方案的複雜特性。
vSphere Client：基礎架構的用戶界麵。
vSphere Client是必不可少的組件，因為它是創建、管理和監控VM及ESXi主機所必需的界麵。vSphere Client可以直接連接到一台ESXi服務器或者 vCenter Server。
vSphere Web Access：Web界麵。
這個Web界麵是用Adobe Flex開發的，在虛擬和ESXi機器上進行基本管理和配置操作。允許在基於Windows和Linux的平台上從一個簡單的瀏覽器來管理虛擬環境而不需要安裝vSphere Client。
虛擬機（VM）： 代表一台服務器及其操作係統、應用程序和數據。
下麵幾節將深入研究vSphere 5的兩個重要組件的架構細節：vCenter Server 5和ESXi 5虛擬化管理器。
2.6.1 vCenter Server 5
vCenter Server 是虛擬基礎架構的集中管理工具。它監控和管理ESXi主機服務器和VM中的所有活動。每個vCenter Server 5安裝能夠管理最多1000個主機服務器和100 000個VM。圖2-8展示了 vCenter Server 5控製台。
圖2-9說明了vCenter Server 5的架構。
vCenter Server 5的組件有用戶訪問控製、基本服務、分布式服務、插件和接口。vCenter Server 可以安裝在VM或者物理服務器上，但是隻能安裝於64位Microsoft Windows環境中。對於小規模環境，也可以使用一個稱為vCSA的vCenter Appliance，該用具基於Linux SUSE。
建議：因為vCenter Server 是VMware架構中不可或缺的元素，這個服務器需要很高的服務水平。因此，為了從VMware的HA特性中得到好處，VMware建議將其安裝在VM上，而不是物理服務器上。對於vCenter Server VM，建議禁用DRS並賦予HA高優先級。
vCenter Server 是虛擬基礎架構的集中化管理工具。VM可以在沒有vCenter Server 的情況下工作，但是如果有些功能沒有它就無法運行。表2-4詳細地列出了停止vCenter Server 對各個組件的影響。
1.vCenter Server數據庫
vCenter Server數據庫是虛擬基礎架構數據庫。每個VM、主機、用戶等的狀態都存在於vCenter Server數據庫中。該數據庫在vCenter Server安裝時進行安裝和配置，可以位於vCenter Server的本地機器或者遠程機器上。支持的數據庫有Oracle、Microsoft SQL 和IBM DB2。Microsoft SQL Server 2008 Express可以用於最多5個ESX和50個VM的小規模部署。
2.vCenter 鏈接模式
vCenter 鏈接模式能夠連接到基礎架構中的任何vCenter Server實例，虛擬化和管理組成群組的所有對象。這簡化了管理員的工作，他不需要連接到每個vCenter Server實例，能夠在一個客戶管理控製台中擁有對基礎架構的全局視圖。管理員一次性定義各個角色，就能將它們應用到群組中的所有vCenter實例。
這種模式使用Microsoft活動目錄應用模式（Active Directory Application Mode，ADAM）（隨vCenter Server自動安裝，基於輕量級目錄訪問協議（Lightweight Directory Access Protocol，LDAP））存儲，並在不同vCenter Server實例間同步數據。這種模式可以在安裝vCenter Server或者集成後安裝時進行配置。下列數據在不同實例之間複製：
登錄信息（IP地址和端口）
證書
許可證信息
用戶角色（每個用戶可以查看和操作自己有權限的實例）
如果幾個域之間存在信任關係，鏈接模式組中的vCenter Server實例可以位於不同的域。
注意：vCenter鏈接模式組不是一個vCenter Server HA解決方案。它方便了從單個控製台對基礎架構各vCenter實例進行管理。要確保HA能力，可以使用vCenter Server Heartbeat。
3.vCenter Server Heartbeat
vCenter Server Heartbeat是為vCenter Server提供HA的一個特性。它還提供了vCenter Server和其他服務中斷時的故障切換管理。故障切換在主機服務器無響應時觸發。在這種情況下，被動服務器立即接管主動服務器的角色。主機服務器和輔助服務器可以由兩個物理服務器、兩個VM或者一個物理服務器和一個VM組成。
服務中斷可能由物理服務器停轉、網絡相關問題、SQL數據庫或者應用本身引起。
vCenter Server Heartbeat保護如下服務：
vCenter Server
ADAM
vCenter Management Web Server
更新管理器
Guided Consolidation Service
Orchestrator
4.vSphere 更新管理器
vSphere更新管理器（VUM）能夠進行不同vSphere版本更新和補丁的集中和自動化管理。
更新管理器可以用於如下工作。
升級ESXi主機（VMkernel）
安裝和更新第三方軟件（例如，Nexus 1000v、PowerPath/VE）
升級VM虛擬硬件和VMware Tools
更新到新版本的VMFS
VUM執行如下任務。
直接連接到VMware網站搜索ESX相關補丁，以收集最新的補丁。
Update Manager收集的信息用於定義基線。基線有兩類：升級基線（upgrade baseline）定義主機服務器、VM或者虛擬用具要求的版本級別；補丁基線（patch baseline）定義必須應用的更新級別。
vSphere Update Manager分析ESX主機服務器和VM的狀態，將其與管理員定義的基線對比。分析完成後，不符合的機器將被標記為需要升級補丁。
1）對虛擬機應用補丁
為了減少應用補丁導致VM停止服務的風險，更新管理器可以在應用VMware Tools或者虛擬硬件更新之前獲得VM狀態的一個快照，這些快照的存儲時間由管理員定義。
2）對ESX主機服務器應用補丁
vSphere Update Manager還允許在使用VMware DRS的ESX主機服務器上進行無中斷補丁應用。它將主機置於維護模式並將VM熱遷移到其他主機，然後應用補丁。在補丁應用之後，主機離開維護模式，ESX服務器上的VM可以回到生產模式。然後，VUM為群集的下一台主機應用補丁。
注意：使用vSphere Update Manager 5時，不再允許維護VM應用程序補丁和OS補丁，為了進行這些操作，你必須使用軟件交付工具，例如Microsoft的係統中心配置管理器（System Center Configuration Manager ，SCCM）或者Windows服務器更新服務（Windows Server Update Services，WSUS）或者IBM的Landesk或Tivoli。
5.vCenter API
VMware為vCenter Server提供API。軟件編輯器和集成器可以開發自己的解決方案並提供增值產品和功能，補充VMware所提供的產品。
6.vCenter Server插件
插件由客戶端和服務器端組成。安裝服務器插件時，它注冊到vCenter Server，可以通過vSphere Client從客戶端下載。VMware提供某些可選插件，包括更新管理器、站點恢複管理器、數據恢複和自動部署。
7.vCenter Server Appliance
vCenter Server Appliance（vCSA）是一個預包裝的64位SUSE Linux Enterprise Server 11。它包含了一個嵌入式數據庫（DB2 Express），能夠管理最多5個ESXi服務器和50個VM，也可以連接到外部Oracle或者IBM DB2數據庫。
利用這一用具就不需要購買Windows許可證，從而降低了總擁有成本（total cost of Ownership，TCO）。部署操作也得以簡化，需要做的所有工作就是將開放虛擬化格式（Open Virtualization Format，OVF）文件導入到vSphere 5平台。更新也因為更新管理器而變得更加簡單。在管理員的層麵，與vSphere Client的連接沒有什麼差別。
用具的配置可以通過Web界麵完成，驗證則通過活動目錄或者網絡信息服務（Network Information Service，NIS）進行。
vCSA支持所有經典的VM功能（例如，HA、快照或者vStorage API for Backup）。
vCSA VM配置如下：
兩個vCPU
8GB vRAM
1個vNIC
兩個vDisk
vDISK 1：5.3GB “精簡盤”
vDISK 2：25GB“原盤”
在第一版中，vCSA有如下限製：
不支持第三方軟件插件，也不支持SQL Server數據庫。不支持鏈接模式和IPv6。
vCenter Server Appliance與vSphere和vCenter許可證分開銷售。
2.6.2 ESXi 5虛擬化管理器
ESXi 5是組成vSphere 5基礎架構核心的虛擬化管理器。它是允許多個操作係統運行於一台物理機器上的虛擬化層。這個144MB的版本被稱作“輕量” 是因為它沒有任何服務控製台。有些製造商將ESXi直接集成到服務器內部存儲、USB key或者SD卡。
這個版本的優勢如下：
ESXi提供輕量級的144MB架構，而前一個版本具備服務控製台，大小為2GB。
加強安全性，需要的維護操作（如OS補丁和更新） 更少。
ESXi可以加載到內存而無需啟動盤（這要歸功於自動部署）。
1.ESXi 5組件
圖2-10提供了ESXi 5組件架構的框圖。
ESXi 5.0包含下列主要組件：
虛擬化層
VM
2.虛擬化層
虛擬化層有兩個組成部分：虛擬機監視器（ Virtual Machine Monitor，VMM）和VMkernel。
虛擬化層始終為給定的VM提供相同的虛擬硬件（vNIC、vSCSI），對VM隱藏各種不同的硬件組件。該層允許VM並發操作，並負責主機服務器的資源共享。
每個VM擁有自己的VMM實例。VMM執行所有虛擬CPU指令，它確保VM內存和主機係統內存之間的通信。VMM攔截來自VM的I/O請求並將它們提交給VMkernel。VMM還控製啟動時的保證最低分配量（例如內存、磁盤），以及它們之間的隔離。
VMkernel是虛擬化的核心和推動力，它是完全由VMware開發的（ESXi 5為64位係統）。VMkernel控製和管理服務器的實際資源，它用資源管理器（Resource Manager）排定VM順序，為它們動態分配CPU時間、內存和磁盤及網絡訪問。它還包含了物理服務器各種組件的設備驅動器—例如，網卡和磁盤控製卡、VMFS文件係統和vSwitch。
注意：許多人認為ESX和VMkernel是基於Linux發布版本的，因為它們能夠使用Linux命令提示符（從早期版本的服務控製台）。事實並非如此，VMware也非常清晰地表明這一觀點：VMkernel是一個專利產品。但是，早期版本的服務控製台確實是Red Hat Enterprise的一個修改版本，可能用來啟動ESX。還要注意，ESXi自己能夠啟動，不需要服務控製台。
注意：ESX舊版本中的服務控製台是一個命令行接口，可以授權訪問VMkernel，修改和配置ESX主機服務器參數，也可以用於加強ESX。為了安全性和穩定性的原因，這個服務控製台被從虛擬平台中刪除 ，代之以更加輕量的ESXi版本。
3.虛擬機
虛擬機（VM）由客戶操作係統（Operating System，OS）和虛擬硬件組成（見圖2-11）。
主機（或稱ESXi主機）是安裝ESXi的主物理服務器。客戶操作係統是安裝在虛擬機上的操作係統。虛擬硬件由虛擬網卡（virtual NetworkIng Card，vNIC）、vSCSI和vCPU等虛擬組件組成。
vSphere 5中推出的第8版虛擬硬件提供如下支持：
VM中可有32個vCPU和1TB vRAM
一個3D虛擬卡（用於支持Windows Aero）
通過vSphere Client以客戶模式連接USB設備的可能性
一個USB 3.0控製器
智能卡閱讀器支持
UEFI BIOS
用於BIOS啟動順序的配置API
E1000e高性能網卡（僅可用於某些操作係統）
通過圖形界麵配置多核配置（沒有高級參數）
硬件版本早於第8版的VM可以在ESXi 5.0主機中正常工作，但是無法使用所有功能。例如，使用版本7，無法使用32個虛擬處理器。表2-5概述了虛擬硬件版本和各代ESXi主機之間的兼容性，圖2-12展示了Virtual Machine Version 8 Hardware（第8版虛擬機硬件）選項卡。
VM封裝在文件中，這些文件包含了VM中運行的所有硬件和軟件的狀態。組成VM的文件如圖2-13所示。
下麵的列表簡單地描述了圖2-13中所示的文件。
vmdk：對應一個元數據文件。這個虛擬磁盤描述（可編輯文件）提供指向.flat-vmdk文件的鏈接。
flat-vmdk：最重要的文件，因為它是VM的虛擬磁盤，包含了VM的所有文件：操作係統、應用等。
vmx：包含VM的所有配置信息和實際參數，如內存大小、硬盤大小、網卡信息和MAC地址。它是VM創建時首先創建的文件。
nvram：包含VM BIOS狀態。
log：跟蹤VM的活動。存在多個日誌文件，它們對於診斷問題很有用。VMware支持服務使用這些文件。VM關閉和重啟或者文件達到高級配置選項中定義的最大大小時會創建一個新的日誌文件（vCenter高級選項：log.rotate size和logkeepOld）。
vmss:在VM掛起時創建。這個文件包含了活動內存的全部內容。當VM重新投入服務時，vmss文件的內容返回到服務器的RAM，創建與VM掛起前相同的工作環境。
vswp：在VM啟動時自動創建。該文件作為VM的內存交換。如果無法創建該文件，VM就無法啟動。
快照初始化時，創建如下文件類型。
-delta.vmdk：在獲得一個VM快照時創建和使用。在快照創建的時候，原始的vmdk文件進入靜止（quiesced）狀態，並被改為隻讀狀態。原始文件中不再寫入更多的數據。例如，00000#.vmdk包含了與快照相關的元數據。
vmsd：包含快照信息和元數據，包括相關vmdk和vmsn的名稱。創建一個包含所有快照信息的文件。每個快照都創建一個vmsn文件。文件名使用遞增的數字。例如，Snapshotxxx.vmsn包含某個快照的狀態，該快照包含了建立快照時運行中的VM狀態。
其他文件如下所示。
hlog：vMotion日誌文件。
RDMv：虛擬兼容性模式中的原始設備映射。
RDMp：物理兼容性模式中的原始設備映射。
vSphere HA：包含特殊文件的一個特殊文件夾。例如，host-xxx-hb、Poweron和Protectedlist是vSphere HA 用於心跳和受保護VM一致性的文件。
mutx：用作模板。
提示：不正確地編輯這些文件可能導致VM失效。最好是保持這些文件的原貌。如果必須編輯，預先保留備份是必不可少的。
4.VMware Tools
使用VMware Tools， 客戶操作係統的虛擬硬件就能完美地與ESXi集成。VMware添加了如下組件：
優化的驅動程序，如vmxnet、LSI Logic SCSI和SAS
用於VM靜止快照的同步（SYNC）驅動程序
內存氣球驅動程序（vmmemctl）
VM 心跳
時間同步
幹淨地關閉VM的可能性
向Perfmon添加動態鏈接庫（Dynamic Link Library，DLL）的可能性
VMware Tools極大地改進了圖形顯示和鼠標移動，並添加了有用的特性，例如，在VM啟動之後添加腳本的選項。VMware Tools必須在每個操作係統上安裝。
最後更新：2017-08-16 17:02:32