目录 中文摘要 目录 第章绪论 引言, 数据中心现有架构及其应用分析, 数据中心现有架构, 现有架构下数据中心的性能分析 企业数据中心虚拟化环境的需求, 课题主要研究的问题 系统设计的目标和基本思路 系统设计的目标 系统设计的基本思路 第二章存储双机与活动目录 存储 存储区域网络 分类 与的区别 应用与的优势 磁盘阵列技术 双机热备 集群技术 双机热备技术 本文应用热备的目的 活动目录 活动目录介绍 活动目录功能 活动目录在本设计的作用 第三章虚拟化原理 虚拟化原理 服务器虚拟化 存储虚拟化 网络虚拟化 核心层虚拟化 虚拟机网络交换 虚拟化分类 操作系统虚拟化 主机虚拟化 裸金属虚拟化 第四章虚拟化技术 介绍 集群与容错 网络 安全管理 分布式交换机 第五章虚拟化实现过程 系统实现环境 网络拓扑图及相关网络节点说明 硬件选型 软件选型 实验步骤说明 活动目录的实现 存储的实现 双机热备实现, 虚拟化软件的安装, 虚拟化各项功能实现, 第六章总结, 虚拟化对企业数据中心的影响, 虚拟化设计对学习的影响, 结论 参考文献 致谢合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 第章绪论 引言 随着网络的日益发展和信息化建设水平的不断提高，企业的业务增长总是要求数据 中心基础设施不断扩展，经常需要增加服务器以支持新应用。国内企业级数据中心在建设 过程中也面临着不少问题 数据中心整体可用性和可靠性需进步提高。若是发生故障甚至是瘫痪，就将造 成企业业务停顿和经济损失。 数据中心的可扩展能力不足。而目前大多数企业数据中心无法做到资源的灵活分 配，在资源共享和提高设备利用率方面也不能完全实现 数据中心高昂的维护成本。目前，数据中心的维护成本居高不下，其中包括能耗 软硬件维护机房租赁，高速带宽等等。 因此，如何解决上述问题成为数据中心建设与运行中重点考虑的因素。本文在了解 国内数据中心现状的情况下，结合当前流行的虚拟化技术，通过所在公司用户需求多样突 发访问频繁的特点提出了种基于虚拟化技术的解决方案。 数据中心现有架构及其应用分析 数据中心现有架构 企业的服务器应用特征，主要有文件服务数据库服务邮件服务服务多媒体 服务终端服务等，不过每个应用对服务器的要求各有侧重。文件服务对系统性能的影响是 最大的，其次是要求磁盘系统的速度，而对处理器和内存的要求次之。而像数据库服务 器，需要高性能处理器和快速的磁盘子系统来满足大量的随机请求及数据传送。再如 服务，与网站的特性直接相关。多数服务器对于操作系统不只运行种，更多的需要进 行操作可以空下来。节省了用电，硬件维护等。合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 数据中心有不少数据比较重要，或者几台关键的应用服务器不能够出现问题。即使出现 故障也需要快速的解决。未应用虚拟化时，需要在部署软件级或者硬件级的备份容灾系统。 然而数据中心应用环境复杂，各种网络服务器都有，版本也不样。在部署备份容灾时，即 使是这方面的专家，面对如此复杂的应用环境也会感觉很棘手。旦数据出现问题，可能也 很难快速解决。然而部署了虚拟化的应用环境。通过虚拟机备份，或者存储备份，在恢复的 时候，只需要几个步骤，在极短的时间内就可以完成备份与恢复。 数据中心部分应用特别重要，需要不间断服务，即使出现故障也能快速响应，使用其他 的服务器尽快代替出现故障的服务器。此时需要部署双机热备或者其他的故障转移集群技术。 部署这方面需要很多的资金投入，不仅是硬件的投入，软件的投入也需要不少。然而部署了 虚拟化环境，可以通过虚拟化故障转移来快速实现故障服务器的切换。 然而虚拟化也有其局限性。虚拟化是在资源过剩的情况下使用的，如果本身服务器的负 载已经很高了，应用虚拟化只会加大服务器的负载。比如在高负载下的数据库应用，使用虚 拟化技术反而舍本逐末。 下文会逐步介绍虚拟化在数据中心的应用环境。 课题主要研究的问题 课题主要研究虚拟虚拟化在企业数据中心的应用，围绕应用做的部署工作。部署虚拟化 包含了很多关键技术。本文围绕如何实现这些关键技术做了详细介绍。并在实现虚拟化时， 重点介绍了虚拟化环境中各项功能在企业中的应用。 系统设计的目标和基本思路 系统设计的目标 通过个完整的虚拟化环境的部署来实现虚拟化在企业数据中心中的应用。本文部署了 个完整的虚拟化环境。并保证这个虚拟化环境正常的运行，在实现虚拟化环境中并讨论虚 拟化各项功能如何在企业数据中心中的应用。本文设计的虚拟化环境适用于中型企业的数据 中心的应用。合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 系统设计的基本思路 本文设计了个完整的虚拟化环境的部署。在实施过程中，全部使用双冗余，双机技术。 无论在网络层，主机层，还是存储层面，全都使用双冗余技术。在这个环境的部署中，实现 了如下关键技术 实现基础网络环境 核心层使用双核心交换机，核心交换之间使用端口绑定技术。核心间使用技术， 用于实现网络核心的双机冗余。使用技术，通过划分不同，实现数据分流，提供 双核心上数据的负载均衡。本文侧重于主机与存储层面，下文不做过多说明。 实现光纤存储 使用双控制器存储，在存储区域网络中，使用技术分配存储，连接的服务 器可选用多路径，实现数据路径的冗余。存储为双机和提供存储空间。 实现双机 双机是为了提供提供后台数据库。 实现活动目录 活动目录是为了提供安全认证和域名解析。 实现虚拟化 整个虚拟化环境最核心的部分，提供了虚拟化环境的所有功能与应用。 合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 第二章存储双机与活动目录 存储 存储区域网络 是指于服务器网络系统之外的高速存储网络。是计算机系统和存储系统 的种理想的配置方式，它把诸多的概念应用于计算机系统和存储设备之间的连 接，因而为存储设备之间以及主机与存储设备之间提供了强大而灵活的互联能力，有利于数 据的集中管理和存储空间的无限扩展。 分类 以前的多指采用光纤通道的存储局域网络，到了协议出现以后，为了 区分，业界就把分为和。 与的区别 采用输出协议对外提高接口的存储设备自然应该成为存储， 只不过般都采用磁盘作为存储介质，所以存储在名称上不会再细分，都 通称为。 存储设备的对外提供的接口是光纤通道，按照光纤通道协议传输数据的 存储设备就是存储。服务器和光纤存储设备连接光纤通讯设备，组成光纤存储网络。数 据通过光纤存储网络存入光纤存储设备。 应用与的优势 成本低，可以在原有的网络中实施。 成本高，但提供了高速的数据传输速率 磁盘阵列技术 是的缩写，中文意思是冗余磁盘阵列。 简单地解释，就是将台硬盘通过结合成虚拟单台大容量的硬盘使用。 的采用为存储系统带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。 合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 是具有提速和扩容的目的 在模式中，数据被分割为定数量的数据块交叉写在多个硬盘上，般的 来说在系统中数据被分割的数量同阵列所使用的硬盘的数量是有关的，比如 中采用了块硬盘，那么数据将会被分为三份依次的写入三个硬盘，通俗的说这种模 式其实就是利用技术让系统认为三块硬盘组成个容量更大的硬盘，因为这个过程没 有数据校验所以这种模式是读写速度最快的种。 把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成的各个磁盘上，并且奇 偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上，其中任意块磁盘上都存储完 整的数据，也就是说有相当于块磁盘容量的空间用于存储奇偶校验信息。因此当 的个磁盘发生损坏后，不会影响数据的完整性，从而保证了数据安全。当损坏 的磁盘被替换后，还会自动利用剩下奇偶校验信息去重建此磁盘上的数据，来保 持的高可靠性。 双机热备 集群技术 集群就是组计算机，它们作为个整体向用户提供组网络资源。这些单个的计算机 系统就是集群的节点。个理想的集群是，用户从来不会意识到集群系统底层的节点，在他 她们看来，集群是个系统，而非多个计算机系统。并且集群系统的管理员可以随意增加和 删改集群系统的节点。集群计算机通常用来改进单个计算机的计算速度和或可靠性。 集群分为同构与异构两种，它们的区别在于组成集群系统的计算机之间的体系结构是 否相同。集群计算机按功能和结构的不同可以分成高可用性集群， 简称负载均衡集群高性能计算集群， 简称网格计算等几类。 高可用性集群般是指当集群中有个节点失效的情况下，其上的任务会自动转移到其 他正常的节点上。还指可以将集群中的节点进行离线维护再上线，该过程并不影响整个集 群的运行。 双机热备技术 合肥学院 届毕业论文设计 论文设计题目虚拟化在企业数据中心的应用 院系名称计算机科学与技术系 专业班级网络工程 级本科班 姓名学号 指导教师 系负责人袁暋 完成时间 虚拟化在企业数据中心的应用 中文摘要 随着计算机技术的发展和越来越广泛的应用,人们对计算机的依赖程度也越来越高。计算 机的可靠性和可用性也变得越来越重要了。虚拟化技术很早就在计算机体系结构操作系统 编译器和编程语言等领域得到了广泛应用。该技术实现了资源的逻辑抽象和统表示，在服 务器网络及存储管理等方面都有着突出的优势，大大降低了管理复杂度，提高了资源利用 率，提高了运营效率，从而有效地控制了成本。由于在大规模数据中心管理和基于互联网的 解决方案交付运营方面有着巨大的价值，服务器虚拟化技术受到人们的高度重视，人们普遍 相信虚拟化将成为未来数据中心的重要组成部分。 服务器虚拟化技术是指通过运用虚拟化的技术充分发挥服务器的硬件性能，能够在 确保企业投入成本的同时，提高运营效率，节约经济成本和空间浪费，对于发展迅速， 成长规模大的用户来说，可以通过服务器虚拟化技术带来更多的经济效益。 本文首先对虚拟化技术进行了介绍与分析，介绍了虚拟化概念及原理，重点讨论了 架构虚拟化，关键技术，及实现虚拟化所需要的主要组成元素 及技术，涵盖微软活动目录，数据库，双机热备，等。 关键词虚拟化活动目录双机热备 , , , , , , 目录 中文摘要 目录 第章绪论 引言