虚拟化数据中心规划与设计.docx

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1、虚拟化数据中心规划与设计目录第1章计算平台总体架构3第2章系统处理能力分析32.1 计算处理能力32.1.1 CPU32.1.2 内存42.1.3 虚拟化52.2 存储处理能力分析62.2.1 存储性能维度62.2.2 存储架构维度72.2.3 设备存储容量计算8第3章计算存储场景设计83.1 计算场景技术83.1.1 物理服务器83.1.2 虚拟化133.2 存储场景设计153.2.1 FC-SAN153.2.2 IPSAN163.2.3 NAS163.2.4 存储虚拟化18第1章计算平台总体架构根据云数据中心解决方案的总体架构以及网络架构设计中对功能区的划分原则，将服务器等关键设备按照需要

2、实现的功能划分为两个层面，分别对应业务层和计算平台层。业务层中，功能区域的划分一般都是根据安全和管理需求进行划分，各个部门可能有所不同，云数据中心中一般有公共信息服务区（DMZ区）、运行管理区、等保二级业务区、等保三级业务区、开发测试区等功能区域，实际划分可以根据业务情况进行调整，总的原则是在满足安全的前提下尽量统一管理。计算平台层中分为计算服务区和存储服务区，其中计算服务区为三层架构。计算服务区部署主要考虑三层架构，即表现层、应用层和数据层，同时考虑物理和虚拟部署。存储服务区主要分为IPSAN、FCSAN、NAS和虚拟化存储。云数据中心中计算和存储支持的功能分区如O所示：计算和存储总体架构第

3、2章系统处理能力分析2.1 计算处理能力2.1.1 CPU计算输入：每分钟业务交易量（TASK）,复杂程度比例（S）,CPU利用率（C）,业务发展冗余（F）,峰值交易时间(T)0计算过程：tprC=TASKxSxF/(TxC)O说明TASK:为每分钟业务交易量S:为实际查询业务交易操作相对于标准TPC-C测试基准环境交易的复杂程度比例。由于实际的查询业务交易的复杂程度与TPCC标准测试中的交易存在较大的差异，须设定一个合理的对应值。以普通业务交易为例，一笔交易往往需要同时打开大量数据库表，取出其相关数据进行操作，相对于TPC-C标准交易的复杂度，要复杂很多，通常取值范围为30(取值越大，说明系

4、统越复杂)。C:为主机CPU处理余量。实际应用经验表明，一台主机服务器的CPU利用率不应高于75%,根据业务需求一般设定C=50%,即CPU处理余量为1-0.5=0.5oF:为系统未来n年的业务量发展冗余预留，要为将来陆续加入的应用预留30%的处理能力，即如果是为3年的业务发展余量即计算公式为(1+0.3)3=2.197oT:为峰值交易时间计算样例：假设需要计算每秒2000次业务访问量的业务系统，那么每分钟就有120000次业务访问量的业务系统，峰值交易时间为1分钟，在5年内数据库服务器的TPCY值估算，如检索查询的经验系数取值7.5：TPM=TASKXSXF(TxC)5=(200060)7.

5、5(1+0.3)(U(1-0.5)=6683274TPM既需要一台TPM值为不小于6683274的服务器。2.1.2 内存计算输入：关于内存的配置，根据我们以往的经验，认为内存的消耗主要包括如下几个部分： 主机系统正常运行所需消耗(主要指操作系统消耗)； 数据库运行所需开销； 数据库SGA运行所需正常开销； 联机事务处理消耗；计算过程：内存二操作系统+数据库管理系统+数据库SGA运行+连接数*3M计算样例：因此从上边我们可以看到服务器系统所需内存大小由四部分组成。根据我们以前的经验，发现每个连本次的计算公式同样是以E5620的测试为基础进行的换算，E5620测是结果可以从如下文件中查物理机与虚

6、拟化计找。算能力换算本节介绍的性能参考主要是依照上面的公式，其中QNT和CFP是SPeCCPU2006中公示，具体可以参考官网:http:/www.spec.org/cpu2006/resu1ts;物理CPUCINT:指的是现网业务承载应用的物理服务器的SpecCINT_rate2006值物理CPUCFP:指的是现网业务承载应用的物理服务器的SPeCCFP_rate2006值异构服务器CPUCINT:当应用需要转换成虚拟化平台时，承载虚拟化应用的物理服务器CPU的SpecCINT_rate2006异构服务器CPUCFT:当应用需要转换成虚拟化平台时，承载虚拟化应用的物理服务器CPU的SpecC

7、FP_rate2006值异构服务器总核数：承载虚拟化应用物理服务器的总核数(例如物理服务器有2个CPU,每个CPU有4核，每个核实双线程，那么总核数为：2*4*2=16)业务利用率：是指通常的物理主机在迁移场景下的CPU利用率冗余值：冗余值推荐：15%20%,这里冗余值是考虑在13VCPU同时存在资源争抢，前期测试是由10%的性能下降。22存储处理能力分析业务通常会从三个维度提出存储的需求： 存储的性能维度 存储架构维度 存储容量维度业务提出存储资源的需求后，需要对设备的IoPS、存储容量、存储带宽进行计算。2.2.1 存储性能维度存储设备的选择通常是根据存储性能指标，即IOPS值。因为Cac

8、he命中率与实际业务相关，所以计算不考虑Cache命中。计算输入：服务器的tpmC,IO经验值，未来发展冗余。计算过程:存储性能(IOPS)=tpmCTxSxFO说明tpmC:服务器的性能指标T:每分钟的业务交易量，如果按照秒来计算即T=60。S:经验值。根据行业经验，tpmC复杂度是和交易内涵，交易环节，硬件配置，软件效率等综合表现。通常1个tpmC复杂度会有几个读，写，修改等操作组成，大约整体会形成2030个IO左右，我们取稍为高些合理范围内，那么大约为30个10。由于将来还包括统计查询操作的业务批处理，因此，IO相对较高，根据行业经验，取80100个10,为此，我们整体IO按50个计算。

9、F:未来发展的冗余，随着业务量和用户数据的增长，会对已采购存储产生性能影响，因此在配置存储时会对未来几年做预估，一般按照每年10%30%的发展速度来计算，综合区值为20%,即如果存储是按照5年的规划制定，那么F=(1+20%)5=2.49计算样例：假设服务器的tpmC为100万，为3年内的存储规划，则计算公式如下：存储IoPS=IoO万/60X50X(1+20%)3卜144万IOPS;2.2.2 存储架构维度从存储的结构上划分为IPSAN、FCSAN.NAS三种，其中NAS主要做为辅助存储使用，因此本章节的计算，主要是针对IPSAN和FCSAN的选择而制定。实际带宽值实际带宽=BXUX1SQ说

10、明架构衡量标准：应用数据库主要分为O1TP和O1AP两种访问模式，分别为随机读写和顺序读写，根据大型应用的特点，O1TP的应用为O1AP的9倍，即O1TP:O1AP=9:I0根据此特点，我们以Orade数据库为例，通常Orade中默认的数据块定义为8KB,针对O1AP通常需要的数据块为64KoB:带宽。为IPSAN或者FCSAN主流带宽值。根据IPSAN和FCSAN的特点，目前主流的网络架构IPSAN的带宽为1000MFCSAN的带宽为4000MoU:带宽利用率。无论是IPSAN和FCSAN在传输数据是都无法Io0%的利用带宽，因此次数据值为实际传输数据时的真实比率。通常FCSAN为80%,I

11、PSAN为60%1:包头损失率。在数据封装过程中会造成传输效率的丧失，因此此比例将真实的描述出数据在封装过程中的带宽损失比率。通常FCSAN为1(即无损失)，IPSAN为20%S:bit和byte的转换值，1Byte=8Bit,值为8。DIPSAN带宽利用率为60%,其中包头分析会损失20%性能，因此IPSAN千兆带宽的利用率为：1000M60%(1-20%)8=60M2)FCSAN带宽利用率为80%,因此FCSAN4G的带宽利用率为：4000M80%8=400M带宽要求的推导过程计算输入：在线并发数，O1TP和O1AP占比计算过程：带宽要求=TASKx(X%XO1TP数据块大小+Y%XO1A

12、P数据块大小)O说明架构衡量标准：应用数据库主要分为O1TP和O1AP两种访问模式，分别为随机读写和顺序读写，根据大型应用的特点，O1TP的应用为O1AP的9倍，即O1TP:O1AP=9:1,因此X为90,Y为IOo根据此特点，我们以Orade数据库为例，通常Orade中默认的数据块定义为8KB,针对O1AP通常需要的数据块为64K0计算样例：如果有22500人的部门，在线并发数为2250人/秒，其中每人每秒提交2个事务请求。带宽要求=2250X2X(90%8KB+10%64KB)=59.8M如果按照性能维度和架构维度的计算的结论，需要选择IPSAN作为此种案例的解决方案。2.2.3设备存储容

13、量计算计算输入：单盘标称容量、RA1D类型和规划、热备盘配置、保险箱盘容量、磁盘总数计算过程：容量需求=当前应用的总容量/存储冗余*未来发展的容量需求O说明当前应用总容量：部门当前所有业务系统针对存储的总容量。存储冗余：磁盘阵列在经过做RAID、增加热备盘后有很大损耗，一般考虑损耗率35%。未来发展容量需求：一个部门应该是处在不断地发展中，随着它的发展，自身的部门人数、用户数都在不断地增长，因此存储需求也在增长，存储按照每年20%的速度增长，如果是考虑3年内的存储的容量需求，那么应该是(1+20%)3=1.728计算样例：如果一个部门的当前存储的总容量需求为10T,需要计算部门3年内的容量需求

14、，那么计算公式如下：容量=IoT/(1-0.35)义(1+20%)3)=26.59T第3章计算存储场景设计以下将从计算和存储两种情况，分别描述计算和存储的场景技术。3.1 计算场景技术3.1.1 物理服务器物理服务器是传统数据中心使用的计算系统，它能够很好的将系统软件的性能表现出来。以下介绍物理服务器在相关场景的具体应用场景。表1-1将按照应用的类型，同时针对对应的业务场景进行描述。表1-1应用资源需求及业务场景分析应用类型应用需求CPU需求内存需求常见业务场景推荐服务器类型通用管理应用系统通用类型11一般基础管理系统（WEB、检索引擎、DNS、DHCP、AD、FTP、FiIeServer）二

15、路，华为X6000E6000RH2285工具类应用系统工具类型11基本的工具类应用系统（如打印控制、报表、OCR、流媒体、网页抓取、）二路，华为X6000E6000RH2285大访问量应用系统浏览密集型HH政府门户网站、气象查询系统、WEB中间件服务器等四路，华为RH5485大数据量应用系统大IO小数据量MH联机处理数据库二路，华为X6000E6000RH2285小IO大数据量MM数据仓库分析二路，华为X6000E6000RH2285访问读密集型MH影视播放网站二路，华为X6000E6000RH2285计算密集型HH高性能计算集群数据库应用服务器数字城管GIS地理信息系统等图像渲染四路，华为RH5485访问写密集型HH流媒体数据库数据仓库四路，华为RH5485其他1特殊需求