虚拟化

Report
下一代 IT基础架构
Cisco Unified Computing System
杨磊
[email protected]
顾问工程师
思科系统(中国)网络技术有限公司
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1
目录
 目前数据中心面临的问题
 思科统一计算系统介绍
 思科统一计算的典型应用
 总结
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2
数据中心的压力在不断增长
频繁的变动
即时信息处理
高性能
全局可用性
服从业务需要
安全
业务连续性
不断增长的业务需求
运维的局限性
能源与冷却
利用率
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部署
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3
IT架构管理复杂性的现状
 变更管理
应用
–- 手工方式以及各种独立的管理工具 = 变更的高
失败率
存储
 资产及配置管理
–- 人工资产管理方式, 依靠excel表格及个人处理
方式 = 过时及不完整的配置信息
 处理能力管理
–- 对需求的变化没有或只有很少的预估 = 处理能
力不足的系统导致业务相应缓慢或过量采购
 日常和突发事件的管理
–- 不同的技术和产品采用了分裂的管理工具 = 需
要更长的恢复时间,更多的人员开销
网络
虚拟化会使得事情变得更糟
硬件和操作系统
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4
目录
 目前数据中心面临的问题
 思科统一计算系统介绍
 思科统一计算的典型应用
 总结
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5
思科数据中心创新路线图
2008
Nexus 7000
Unified
Computing
System
Nexus 1000v
VN-Link
Unified
Fabric/DCB
Q1
2009
Q2
Nexus 5000
Unified Fabric
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Q3
Q4
Q1
Q2
Q3
Q4
Nexus 2000
Fabric Extender
Cisco
Confidential
Cisco
Inc., Company
Confidential - NDA Required
6
6
Broad Market Traction
Cisco UCS 发布120天后…
广泛的合作合作伙伴
University of
Arizona
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统一计算系统UCS能做什么
 整合的数据中心基础架构
– 更少的交换机、服务器、网卡、管理模块
– 更低的 Capex&Opex
– 更少的协同管理的对象
– 绿色!
节省投资
快速部署
提高利用率
 统一的管理模型
– 服务器、网络和存储在一个域中统一访问
– 减少了新业务的部署时间
 优化的数据中心虚拟化
–提高了虚拟化的控制、安全、与诊断方法
–内存扩展与I/O的创新,使每台服务器可以虚
拟出更多的机器
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8
Cisco统一计算系统大大简化了线缆,并强化
了管理
传统机架
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传统刀片
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思科统一计算系统
9
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10
统一计算系统
Unified Computing System
整合数据中心基础架构
• Fewer switches, servers, adapters, and management modules
• Lower Cap ex and Op ex costs
• Fewer objects to coordinate and manage
统一管理模型
• Single domain for server, network and storage access
• Reduced time to new service deployment
• Comprehensive API for tight integration to 3rd party management
优化数据中心虚拟化
• Increased control, security and diagnostics of VM
• More VMs per server due to memory and I/O innovations
• Native I/O latency and bandwidth to VMs
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11
UCS解决方案
Mgmt Server
内嵌式管理系统
Mgmt Server
采用统一交换网络
提升服务器虚拟化特性
去除不必要的
–交换机,
–网卡,
–管理模块
减少1/3-1/2的支撑设施
完成相同的工作
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12
UCS: 定位于高度可扩展的体系架构
 单一,高可扩展的集成系统
 网络+服务器虚拟化
 动态资源部署
LAN
管理
SAN A
SAN B
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数据中心的网络架构发展
当前架构: ‘多套网络系统’
未来发展:统一交换系统架构
在企业数据中心内,通常会部署一个以太网
来支持IP流量,部署一或两个存储域网络
(SAN)来支持块模式光纤通道流量,并部署一
个InfiniBand网络来支持高性能集群计算
 根据需要分配资源和弹性扩展能力

多套网络系统资源独立部署,低使用率

多套网络系统也制约了应用间的协调支持能
力和虚拟化资源分配
 统一I/O,简化部署,实现数据中心网络融合:
IP,SAN,HPC


计算虚拟化

存储虚拟化

网络虚拟化
 支持并面向SOA技术和ESB技术发展
管理服务
存储库
存储网络
计算服务器
管理网络
网络资源
前端网络
HPC网络
Unified Fabric
网络服务资源
Unified
Fabric
存储库
备份网络
前端系统
计算服务器
管理服务
多套物理网络
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前端系统
虚拟系统总线
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统一计算系统
Unified Computing System
整合数据中心体系架构
• Fewer switches, servers, adapters, and management modules
• Lower Cap ex and Op ex costs
• Fewer objects to coordinate and manage
统一管理模型
• Single domain for server, network and storage access
• Reduced time to new service deployment
• Comprehensive API for tight integration to 3rd party management
优化数据中心虚拟化
• Increased control, security and diagnostics of VM
• More VMs per server due to memory and I/O innovations
• Native I/O latency and bandwidth to VMs
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统一计算系统管理者
内嵌式设备管理者对比多个单点管理工具
现今管理系统架构
Patching
UCS Manager架构
A1
Software
Distribution
Bare-Metal
Provisioning
Scripts
Disjointed Management
Inventory
Address
Mgmt
Auditing
Chassis
Config
多个管理工具
Servers
Network
B
1
Embedded
Device
Management
Storage
Access
Embedded
S/W
控制平台的紧密集成
缺乏关联/复杂
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UCS“单一”系统,“云”的基础
Uplinks
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无状态计算---将所有唯一标识符抽象化
MAC
01:23:45:67:89:a3
01:23:45:67:89:a2
01:23:45:67:89:a1
模板
建立的准则
安全策略
WWN
UCS DB
可用的
MACS
可用的
WWNs
10:00:A0:98:00:00
10:00:A0:98:00:03
10:00:A0:98:00:03
思科UCSM统一管理平台
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无状态计算---将所有唯一标识符抽象化
创建新服务器
创建新模板
“特性”
•UCSM将资源与可用硬件相关联.
•UCSM创建和管理MAC 和 WWN的资源池.
•UCSM确保MAC, WWN, UUID, 等参数的全
•UCSM创建服务器硬件的模板
局唯一性
UCS Hardware
Template
10:00:A0:98:00:03
01:23:45:67:89:a1
思科UCSM统一管理平台
UCS
UCS
Hardware
UCSHardware
Hardware
UCS
DB
Template
Template
Template
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无状态计算---将所有唯一标识符抽象化
Uplinks
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集中化的管理
 单个设备管理域
View 1
View 2
Custom Portal
GUI
CLI
Systems Management
Software
XML API
–网卡, 刀片, 机箱, LAN & SAN连接
–内嵌管理器
–GUI & CLI
 标准的APIs用于系统管理
–XML, SMASH-CLP, WSMAN, IPMI, SNMP
–SDK for commercial & custom implementations
Standard APIs
California Array Manager
 设计成可用于多租户
–RBAC, organizations, pools & policies
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无缝的管理系统集成
灵活的资源池,开放的管理接口
XML API
Industry Standard API
SMASH CLP
WS-MAN
IPMI
Cisco CLI
...
Fabric
Manager
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统一计算系统
Unified Computing System
整合数据中心体系构架
• Fewer switches, servers, adapters, and management modules
• Lower Cap ex and Op ex costs
• Fewer objects to coordinate and manage
统一管理模型
• Single domain for server, network and storage access
• Reduced time to new service deployment
• Comprehensive API for tight integration to 3rd party management
优化数据中心虚拟化
• Increased control, security and diagnostics of VM
• More VMs per server due to memory and I/O innovations
• Native I/O latency and bandwidth to VMs
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可选的板卡
兼容性
成本
“Free” SAN Access
for
any Ethernet
equipped host
Existing Driver Stacks
虚拟化
VM I/O Virtualization
and Consolidation
10GbE/FCoE
10GbE/FCoE
Eth
FC
Eth
3
127
vNICs
and
vHBAs
Software FCoE
10GbE
FC
PCIe Bus
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Eth
FC
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0
1
2
PCIe Bus
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VN-Link 提升虚拟颗粒度
VMotion
Problems:
• VMotion may move VMs across
physical ports—policy must follow
• Impossible to view or apply policy to
locally switched traffic
• Cannot correlate traffic on physical
links—from multiple VMs
VLAN
101
VN-Link:
• Extends network to the VM
• Consistent services
• Coordinated, coherent
management
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UCS海量内存扩展技术
Power
Cisco 内存扩展技术
Capacity
Speed
Logical DIMM
Physical
DIMM
Physical DIMM
144GB
800Mhz
18x 8GB
32x 4GB & 16x 2GB
96GB
1066Mhz
12x 8GB
48x 2GB
192GB
1066Mhz
12x 16GB*
48x 4GB
384GB
1066Mhz
12x 32GB*
48x 8GB
*Non-Existent DIMM
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Cisco Value Add

Memory Expansion
Memory
提高服务器虚拟化的效率和可扩展性
单台服务器支持更多的
虚拟机VM =



Lower power per VM
Lower cooling per VM
Lower cost per VM
VM
VM
VM
Cisco Value Add
VM
VM
VM
VM
VM
VM

Hypervisor Bypass
VM
CPU
Cisco Value


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VN-Link: NIV
10Gb Unified Fabric: DCE/FCoE
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目录
 目前数据中心面临的问题
 思科统一计算系统介绍
 思科统一计算的典型应用
 总结
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UCS系统的物理组件
UCS 管理者
Embedded in Fabric Interconnect
UCS多机箱Fabric互联交换机
20 Port 10Gb FCoE
40 Port 10Gb FCoE
UCS机箱Fabric扩展器
Logically part of Fabric Interconnect
Inserts into Blade Enclosure
UCS 刀片服务器机箱
Flexible bay configurations
Logically part of Fabric Interconnect
UCS 刀片服务器
Different blade types
Mix blade types within enclosure
UCS 虚拟网络适配卡
Three adapter options
Mix adapters within blade
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统一计算系统的物理组件
Simplified Infrastructure
PSLat
3.22ms
2 Fans
1.2 Tbps
20 – 56 10GbE
Ports,
2 Fabric
Extenders
8 Fans
4 Power
Connectors
8 Blades
4 Power
Supplies
6U, 19” Rack
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统一计算系统的刀片服务器 B200 M1 Blade Server
B200 M1 Blade Server
Half Width Blade
2
x Intel Nehalem-EP processors
X5570 2.93 GHz, 8MB, 6.4 GT/s, HT, Turbo, 95W
E5540 2.53 GHz, 8MB, 5.86 GT/s, HT, Turbo, 80W
E5520 2.26 GHz, 8MB, 5.86 GT/s, HT, Turbo, 80W
L5520 2.40 GHz, 8MB, 5.86 GT/s, HT, Turbo, 60W
12x
DIMMs Slots (96GB max)

Supports: 1066 MHz 2GB, 4GB, 8GB
1333 MHz 2GB, 4GB
1x
Dual Port Adapter (Upto 20GB
throughput)
2
x SAS HDD (RAID 0/1)
Blade and HDD hot plug support
10Gb CNA and 10GbE adapter options
OS Support: Win2008, Win2003 R2, RHEL 5.3,
RHEL 4.8, SUSE Linux Enterprise Server 11, VMware
vSphere 4, ESX 3.5 Update 4
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统一计算系统的刀片服务器 B250 M1 Blade Server
B250 M1 Blade Server
Full Width Blade
2
x Intel Nehalem-EP processors
expected:
X5570 2.93 GHz, 8MB, 6.4 GT/s, HT, Turbo, 95W
E5540 2.53 GHz, 8MB, 5.86 GT/s, HT, Turbo, 80W
E5520 2.26 GHz, 8MB, 5.86 GT/s, HT, Turbo, 80W
L5520 2.40 GHz, 8MB, 5.86 GT/s, HT, Turbo, 60W
48x
DIMMs Slots (384GB max)

Supports: 1066 MHz 2GB, 4GB, 8GB
2x
Dual Port Adapter (Upto 40GB
throughput)
2
x SAS HDD (RAID 0/1)
Blade and HDD hot plug support
10Gb CNA and 10GbE adapter options
OS Support: Win2008, Win2003 R2, RHEL 5.3,
RHEL 4.8, SUSE Linux Enterprise Server 11, VMware
vSphere 4, ESX 3.5 Update 4
Expected Q4CY09
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Cisco的Rack Server 产品介绍
•创新的使用标准DIMM的内存扩展技术
•4个集成千兆网卡
•2个独立管理端口
•8个热插拔硬盘
•前端访问的冗余热插拔风扇
UCS C250 M1
•16个2.5寸热插拔硬盘槽位
•支持2块LSI mega RAID卡,提供极高
的I/O性能
•2个集成千兆网卡
•1个独立管理端口
UCS C210 M1
•标准1U服务器产品
•2个集成千兆网卡
•1个独立管理端口
UCS C200 M1
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UCS适用的OTT应用场景
传统的X86平台只能连接2个节点,UCS可以在8个节点
组成的RAC 系统中性能卓越,压力测试下任何部
件都没有出现饱和。适用于数据库应用。
Oracle RAC并行数据库
有了Palo卡,每个虚拟机都有自己的物理网卡和HBA卡
,不再需要软交换机,大大提高性能。大内存可以
支持更多的虚拟机。统一管理系统可以看到所有刀
片,所以跨机箱迁徙虚拟机轻而易举。
虚拟化应用
适用于云计算节点,BI计算节点
全万兆架构使HPC有了性能上的保证。有了统一管理
,所有刀片在同一管理架构下,在哪个机箱实际
上已不再重要,能够灵活加入或退出某一高性能
计算集群
高性能计算
搜索引擎
大内存技术使得更多的索引能放入内存,
加快搜索速度。适用于搜索应用。
16块硬盘,2块RAID卡,硬盘和RAID都支持最快
的6G标准,大大提高速度,配合软件,就是
一台很不错的近线存储或NAS。
近线存储
适用于 CDN 缓存服务器,文件系统,WEB服务器
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思科统一计算系统解决方案的典型应用
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思科统一计算系统解决方案的典型应用
请注意我们
未对系统进
行任何调试
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总结
Cisco的创新使UCS能成为下一代数据中心的基础架构,
其独特的理念包括:
1. 大大简化的结构,使得数据中心的布线,功耗和冷却的
效率得以大幅提高
2. 首次提出“无状态的计算”,使得计算资源的灵活调度
得以实现
3. 全线速、不丢包、低延时的统一交换平台能实现或优化
很多应用,如大规模的Oracle RAC、高性能计算以及
搜索引擎等
4. 为实施“云计算”奠定了坚实的基础
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IT在发展,我们在努力!
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