基于vsphere高校私有云设计与部署

　 于 基于 vsphere 高校私有云的设计与部署 Analysis of Vsphere Desing and Deployment of University Private Cloud

　摘 摘

　要 本论文主要为了解决 IT 资源利用率低下，部署成本和管理投入成本过高，提出了基于 vsphere 的私有云设计和部署方案。分析了虚拟化和云计算的现状和发展前景，介绍了 vsphere 的体系和核心功能，分析了网络和存储的虚拟化。通过对 vsphere 网络和存储虚拟化进行部署，实现了服务器之间的迁移和高可用性技术，完成了对该私有云的设计。结果表明：本设计方案能够有效解决当前 IT 部署过于麻烦和成本过高的问题，虚拟化的使用具有成本低、高效方便的优势。

　 关键词：虚拟化；云计算；Vmware Vsphere

　Abstract This paper mainly aims to solve the low utilization rate of IT resources, high deployment cost and management investment cost, and proposes a private cloud design and deployment plan based on vsphere. Analyzed the current situation and development prospects of virtualization and cloud computing, introduced the system and core functions of vsphere, and analyzed the virtualization of network and storage. Through the deployment of vsphere network and storage virtualization. Implemented the migration and high availability technology between servers and completed the design of the private cloud,The results show that this design solution can effectively solve the problems of too much trouble and high cost of current IT deployment. The use of virtualization has low cost, Efficient and convenient advantages.

　Key words：Virtualization; Cloud computing; VMware Vsphere

　目

　录

　第一章

　绪论

　....................................................................................... 1

　1.1 课题的背景与意义.............................................................................. 1

　1.2 发展现状与前景 ................................................................................. 2

　1.3 本文创新点 ........................................................................................ 2

　1.4 章节安排 ............................................................................................. 3

　第二章

　VMware vSphere

　平台与组件介绍与核心功能

　....................... 4

　2.1 vmware vsphere 介绍 .......................................................................... 4

　2.1.1 主流虚拟化产品比较 ................................................................... 4

　2.1.2 vsphere 体系 ................................................................................... 5

　2.1.3 使用 vsphere 虚拟化的现实意义 ............................................... 6

　2.2 网络虚拟化 ......................................................................................... 6

　2.2.1 网络虚拟化的概念 ....................................................................... 6

　2.2.2 网络虚拟化的优点 ....................................................................... 7

　2.3 vsphere 网络虚拟化 .......................................................................... 7

　2.4 vsphere 存储虚拟化 .......................................................................... 8

　2.4.1 存储虚拟化的概念 ....................................................................... 8

　2.4.2 vsphere 存储虚拟化的优点 ....................................................... 9

　2.5 Vmotion .............................................................................................. 9

　2.5.1 Vmotion 迁移过程....................................................................... 9

　2.6 HA 高可用性介绍 ............................................................................. 10

　第三章

　vsphere 私有云设计与部署

　................................................... 11

　3.1 环境部署 ........................................................................................... 11

　3.1.1 部署 ESXI6.5 虚拟机 ................................................................. 11

　3.1.2 部署 vCenter Server ................................................................... 11

　3.2 网络虚拟化部署 ............................................................................... 14

　3.2.1 部署标准交换机和分布式虚拟交换机.......................................... 14

　3.3 存储虚拟化部署 ............................................................................... 17

　3.3.1 存储虚拟化部署情况 ................................................................. 17

　3.3.2 部署共享存储 ............................................................................ 18

　第四章

　Vmotion 技术和高可用性 HA 的实现

　..................................... 21

　4.1 实现 vmotion 技术 ............................................................................ 21

　4.2 实现 vsphere HA 高可用性 .............................................................. 25

　第五章

　总结与展望

　........................................................................... 27

　5.1 工作总结 ........................................................................................... 27

　5.2 展望 .................................................................................................. 27

　参

　考

　文

　献

　..................................................................................... 28

　致

　谢

　.................................................................... 错误!未定义书签。

　广东东软学院本科生毕业设计（论文）

　1

　第一章

　绪论

　1 1.1 课题的背景与意义

　在以往的几十年前，高校和企业都是使用传统的数据中心，部署和管理非常麻烦，随着业务和应用的增加和更新，传统的数据中心在空间占用、成本等问题上面临这很大的难题。如今，在信息技术的推动和发展下，涌现出了很多新的技术，虚拟化的产生对人们的工作和企业的运作方式产生了巨大的变化。非常多的企业和高校都开始使用虚拟化数据中心来作为企业运作和业务平台。如今，科技发展迅速，虚拟化数据中心的数量越来越多，而传统的数据中心在管理和维护上非常麻烦，对管理工作提出了很大的难题，所以很多中小型企业开始使用虚拟化技术，来降低成本开销，提高生产效率和增强业务的连续性 [1] ，虚拟化的数据中心现在慢慢成为企业运作的基础，说明唯有科技创新才能在竞争中占领先机，展现出创新能力和活力，进而推动业务的发展。

　在旧的传统模式下，大部分的服务器远远没有得到充分的利用，一台服务器中只运行一种业务或者应用程序，这样造成了很多大资源浪费，同时物理基础架构由于数量的增加导致硬件的成本在不断攀升。很多计算基础架构和服务器都必须保证每时每刻都在运行，管理成本也在增加，企业在手动维护服务器的过程中花费太多不必要的时间和资源，物理计算机和服务器也很容易因为性能老化和环境变化产生错误，出现错误可能会导致需要关停关键服务器，而某些关键应用停机对企业会造成很大的影响，可能影响到企业的利益，目前，随着虚拟化技术的发展壮大，大部分计算机和服务器资源得到了充分的利用。虚拟化有着很多优势，它可以对数据提供全面的保护，可以进行快照备份和恢复的操作，每台虚拟机都可以在各种环境中共享物理机器的资源。虚拟机可以模拟出相同与物理主机的配置，大大降低了硬件成本，也不需要占用太多空间，高校也不需要重复去购买服务器，只需要我们对现有的服务器进行规划和部署，简化了私有云的基础构架，也不需要太多人进行管理和维护工作，同时提高了业务的响应速度满足不断发展和变化的业务需求，提供了更高的灵活性，推动项目的发展 [2] 。

　本次设计选择了 Vmware vsphere 进行部署，是因为 vmware 的产品易于部署和管理，同时也提供了很多高级功能来对数据进行保护，为我们的应用提供了很好的的安全保障。虚拟化技术可以对服务器进行整合，在虚拟机上创建所需的操作系统，vsphere 提供的高级功能能够实现虚拟机在服务器之间的迁移和灾难恢

　广东东软学院本科生毕业设计（论文）

　2

　复，相比较与传统的数据中心，能更高效地利用 IT 资源，充分地体现了虚拟化的价值与意义。

　2 1.2 发展现状与前景

　目前在信息技术的领域中，虚拟化是目前很受欢迎的热点技术之一，特别是在企业与高校当中，随着传统 IT 技术运维成本的不断增加，虚拟化的发展就变得越来越重要。虚拟化技术起源于美国，所以在国外发展极为迅速，成熟度比较高。国内是近几年才发展起来，技术方面还需要借助外国的厂商，例如 Vmware、亚马逊、和微软等基于虚拟化技术生产了很多的产品 [3] 。下面我们对我们这次课题需要部署和使用的软件方面进行简单介绍：

　(1)Vmware：在虚拟化和云计算挤出机构领域在世界处于领先的地位，vmware软件原生集成计划，对网络和存储资源的虚拟化技术，支持企业更新基础架构，自动化的 IT 服务，实现灵活、敏捷、安全和高效的交付和管理。包括了本次设计使用到的 vsphere 和 ESXI 和 vcenter。

　(2)Microsoft(微软)：微软公司拥有着端到端的整个云计算架构的应用产品，用这些功能部署和管理物理服务器和软件，再通过这些全面和强大的功能的界面来进行监控和管理，即降低了用户的成本。减少了复杂的程度，同时保证了应用的灵活性和可用性。

　国内目前还没有自己研究开发出来的虚拟化产品，对我们国家来说也是一个优势，我们能成长的幅度很大，中小型企业利用虚拟化的例子并不多，国内虚拟化技术运用并不普及，这同样是一个新的机遇，党中央提出要把信息化作为“经济健康发展”的一个重要目标，为我国未来的信息化发展指明了道路和方向，采用虚拟化可以降低成本，提高平台的灵活性和安全性，虚拟化的发展可以促进企业和高校信息化发展，增强国家的经济实力。

　1.3 本文创新点

　本文的创新点主要有以下三个方面：

　（1）使用了 vmware vsphere 来创建私有云平台，提供了一个稳定的平台，通过虚拟化降低了部署成本。

　（2）利用虚拟标准交换机和分布式交换机部署网络虚拟化，同时配置了多个上行链接适配器进行网络负载均衡。

　（3）部署了共享虚拟存储实现了对虚拟机之间的迁移，为了保障业务和应用

　广东东软学院本科生毕业设计（论文）

　3

　的连续性，vsphere 提供了高可用性 HA，当集群中某台虚拟主机出现故障时，该主机中的虚拟机能自动迁移到其他主机中。

　4 1.4 章节安排

　本论文一共分为五个章节，每个章节的对应主要内容如下：

　第一章首先介绍了对本课题的研究背景和意义，讲述了虚拟化的带来的优势和如今虚拟化的发展现状与前景和本次设计的创新点。

　第二章主要是介绍了 vsphere 平台体系、相关组件与核心功能，介绍了使用vsphere 的优势，同时介绍了基于 vsphere 的网络和存储的虚拟化。

　第三章是对 vsphere 私有云平台的虚拟网络和存储设计与部署。

　第四章是对 vmotion 和高可用性 HA 的功能测试。

　第五章是对本次课题的总结思考。

　广东东软学院本科生毕业设计（论文）

　4

　第二章

　VMware vSphere

　平台与组件介绍与核心功能

　2.1 vmware vsphere 介绍

　 图 图 2 2- -1 1- -e 1 vsphere 物理拓扑模型

　VMware vSphere 由虚拟化服务器、虚拟存储、IP 网络、管理服务器和桌面客户端组成。首先是管理端，我们在有多台服务器的时候要把这些服务器集中管理，vcenter server 便是管理中枢，具有很多高级功能，vsphere client 提供的是单台服务器的管理，vsphere web client 便是 vcenter server 的管理界面，管理端连接到服务器组，服务器组里面拥有多台虚拟机，我们可以在里面部署我们所需要的操作系统和功能，服务器之间可以通过 IP 网络进行互通，同时都连接到各种直连存储和共享存储中 [5] 。

　2.1.1 主流虚拟化产品比较 Vmware：vmware vsphere 是第一款云端操作系统，核心是 ESXI 系统，提供了很多高级功能：DRS，可以让主机提供动态负载均衡和资源调度。高可用性HA，可以在主机故障时自动迁移虚拟机。Vmotion 可以在不断开服务连接的时候实现迁移。

　广东东软学院本科生毕业设计（论文）

　5

　Hyper-V：是 Microsoft 的第一款半虚拟化产品，Hyper-V 相比较与 windows virtual server 更加灵活和强大，但是对软件和硬件的要求比较高。

　Xen：是一款开源的技术...