目录1概述 (3)1.1背景信息 (3)1.1现状分析 (3)2服务器虚拟化 (5)2.1计算功能特性 (5)2.1.1虚拟机计算性能 (6)2.1.2虚拟机性能 (12)2.1.3虚拟机迁移 (13)2.1.4分布式资源调度DRS (16)2.1.5分布式电源管理DPM (17)2.1.6NVIDIA GRID vGPU (17)2.2网络和安全功能特性 (18)2.2.1vSphere标准交换机（VSS） (20)2.2.2vSphere 分布式交换机（VDS） (20)2.2.3网络 I/O 控制 (NIOC) (23)2.3存储功能特性 (24)2.3.1虚拟化环境的存储 (25)2.3.2vSphere存储体系结构 (27)2.3.3 Storage DRS (28)2.3.4基于存储策略的管理 (29)2.3.5Storage vMotion (31)2.3.6存储 I/O 控制 (34)2.3.7 Virtual Machine File System (VMFS) (36)2.3.8 Storage Thin Provisioning (38)2.3.9 vSphere Flash Read Cache (40)2.4可用性功能 (43)2.4.1VMware High Availability (44)2.4.2VMware Fault Tolerance (46)2.4.3VMware Data Protection (47)2.4.4vSphere Replication (49)3虚拟化运维管理 (54)3.1基本功能 (55)3.2典型应用场景 (59)3.2.1性能监控与故障修复 (59)3.2.2容量优化 (64)4自动化服务 (67)4.1服务调配 (67)4.1.1功能特性 (72)4.1.2功能特性 (73)4.2云服务门户 (86)4.2.1云门户业务流程 (87)5软件定义的存储解决方案 (90)5.1VMware软件定义的存储方案概况 (91)6灾难恢复解决方案 (93)6.1vCenter Site Recovery Manager (93)6.1.1 概述936.1.2 Site Recovery Manager的主要功能特性 (95)6.1.3 SRM支持灵活的拓扑 (97)6.1.4超越灾难恢复：灾难规避和计划内迁移 (97)6.1.5 VMware Site Recovery 的工作方式 (98)6.1.6 灾难恢复自动化和利用软件定义的存储 (98)7基于VSAN的云数据中心解决方案 (101)7.1方案概括 (101)7.2应用于业务应用 (102)7.3应用于虚拟桌面 (103)7.3应用于测试和开发 (104)7.4应用于灾备 (106)8方案所需相关软件及说明 (109)9方案优势总结 (110)1.1 背景信息不断增长的业务对IT部门的要求越来越高，所以数据中心需要更为快速的提供所需要的能力。
如果不断购买新的服务器，又会增加采购成本和运作成本，而且还会带来更多供电和冷却的开支，同时，目前的服务器还没有得到充分的利用。
通常情况下，企业的服务器工作负载只利用了5%，这导致了大量的硬件、空间以及电力的浪费。
同时由于应用程序兼容性的问题，IT人员只能通过在不同场所的不同服务器中分别运行应用的方式，将应用程序隔离起来，而这又会导致服务器数量的增长。
购置新的服务器是一项漫长的过程，这使得IT部门更加难以应对业务快速成长和不断变动的需求。
例如，对于新业务系统平台的供应和拆除需求，往往就需要消耗大量宝贵的资源和时间。
从IT管理员的角度来看，推动虚拟化技术发展的主要动力是基础架构设施的迅猛增长，而硬件部署模式又进一步加剧了基础架构的复杂程度。
应用越来越多，也越来越复杂，因此就变得更加难以管理、更新和维护。
用户希望能采用各种桌面设备、笔记本电脑、家用PC和移动设备来进行工作。
服务器价格急剧下降，服务器散乱现象仍然存在。
随着图形和多媒体的发展，数据也变得越来越丰富，文件的平均大小也在不断上升，要求不间断的在线存储。
纵观整个数据中心，技术不断增多，分布也越来越广，另外，业界和法律法规也在不断要求企业加强IT管理控制。
然而，一直以来我们都将数据中心基础设施看作是硬件。
现在是不是需要重新考虑这个问题了呢？虚拟化使思考 IT 基础架构的方式发生了变化：从硬件定义到软件定义。
所需的资源需要实现动态化和自动化：要以一种便于使用的服务来提供，而不是以传统 IT 项目来提供。
这种转变正在计算领域以一种势不可挡的势头顺利推进。
通过服务器虚拟化来替代服务器硬件可被看做是这一转型的第一步。
这种方法为我们提供了新的、更加强大和灵活的方式来利用和优化数据中心中的资源。
从安全监督来看，虚拟化技术提升了X86服务器的可靠性、可用性，从基础架构层面获得了原先单机系统无法想象的功能，大大提高了业务连续性的级别，降低了故障率、减少了系统宕机的时间。
从服务器的角度来看，虚拟化技术让每台设备都能托管多套操作系统，最大化了利用率，降低了服务器数量。
从应用的角度来看，虚拟化技术将应用计算从用户设备中分离出来，并在数据中心对应用及相关数据进行整合，通过集中化技术改善了管理和系统的安全性。
从存储的角度来看，软件定义的存储通过主机上与底层硬件集成并对其进行抽象化处理的软件层实，现存储服务和服务级别协议的自动化，可以动态满足虚拟机存储要求，可以随时适应工作负载而无需重新调整 LUN 或卷。
1.1 现状分析多数企业当前基于传统硬件架构的数据中心有如下不足：◆服务器的利用率低。
现在机房内运行的大部分机器的利用率都非常低，由于一台服务器只能有一个操作系统，受系统和软件开发平台的限制，CPU、内存、硬盘空间的资源利用率都很低，大量的系统资源被闲置。
◆可管理性差。
首先是可用性低，几乎每个应用服务器都是单机，如果某台服务器出现故障，相对应的业务也将中断。
其次是当硬件需要维护、升级或出现硬件故障时，上层业务系统均会出现较长时间的中断，影响业务的连续性，其中包括一些重要业务系统，一旦中断服务影响很大，未来数据中心搬迁时会更加麻烦。
◆服务器和存储购置成本高，维护成本递增，也不得不考虑。
随着应用的不断增加，服务器数量也跟着增加，每年要支出高额购置费用不说，还有部分服务器已经过保修期，部件逐渐进入老化期，维护、维修预算费用也逐年增加。
◆对业务需求无法做到及时响应，灵活性差。
当有新的应用需要部署时，需要重新部署服务器，存储系统，并需要对网络系统进行调整以适应新的IT应用的需求。
虽然服务器虚拟化可以解决现有数据中心的诸多问题，但随着虚拟化的引入，现有的传统运维管理方式已经不能满足虚拟化环境对运维管理的需求，现有的这些运维方法在新的虚拟化环境下也存在诸多的挑战。
同时，为虚拟化平台提供数据空间的存储大多采用传统的SAN集中存储，随着业务规模和种类不断扩大，运维人员逐渐感受到服务器虚拟化带来的便利和高效，但僵化的传统外置磁盘阵列逐渐成为提高管理水平和效率的瓶颈，无法做到像虚拟服务器那样快速高效分配存储资源。
整个数据中心运维的敏捷性、灵活性都因此受限。
而且，如果采用传统外置磁盘阵列，需要按照最高SLA（服务等级协议）进行配置，导致成本居高不下，并造成严重浪费。
此外，集中存储还存在扩展性问题，存储的容量无法随服务器计算能力的扩展实现存储容量的水平扩展。
VMware的服务器虚拟化与运维管理（vSphere with Operations Management，vSOM）和软件定义的存储(Virtual SAN)不仅可以帮助客户很好地完成服务器虚拟化的目标，同时还可以解决虚拟化环境下运维管理的问题，提供整个虚拟化环境的可见性，最大限度提高容量利用率和运营性能，后期再结合软件定义的网络方案，帮助陶院逐步完全过渡到软件定义的数据中心（Software Defined Data Center, SDDC）。
VMware的服务器虚拟化解决方案vSphere是业界领先的用于构建云计算基础架构的计算虚拟化平台。
它使得 IT 能以最低的TCO（总体拥有成本）满足要求最严格的关键业务应用的SLA。
vSphere通过在计算、存储、网络、可用性、安全和自动化等方面提供的一整套应用和基础架构服务实现了一个完整、高效，安全的虚拟化平台。
vSphere所提供的服务如下图所示。
图：VMware vSphere虚拟化平台vSphere具有如下的优势。
◆通过提高利用率和实现自动化获得高效率：可实现 15:1 或更高的整合率，将硬件利用率从 5%～15% 提高到 80% 甚至更高，而且无需牺牲性能。
◆大幅降低IT成本：可使资金开销最多减少70%，并使运营开销最多减少 30%，从而为 vSphere 上运行的每个应用降低20%~30%的IT基础架构成本。
◆兼具敏捷性和可控性：能够快速响应不断变化的业务需求，而又不牺牲安全性或控制力，并且为vSphere上运行的所有关键业务应用提供零接触式基础架构，并内置可用性、可扩展性和性能保证。
◆可自由选择：借助基于标准的通用平台，可以充分利用各种现有IT资产及新一代IT服务，而通过开放式API，可借助来自全球领先技术提供商体系的解决方案使vSphere提供更强大的功能。
2.1计算功能特性2.1.1虚拟机计算性能2.1.1.1CPU虚拟化VMware通过CPU虚拟化技术解决了如何在一个操作系统实例中运行多个应用的难题。
实现这一任务的困难之处在于每一个应用都与操作系统之间有着密切的依赖关系。
一个应用通常只能运行于特定版本的操作系统和中间件之上。
这就是Windows用户常常提到的“DLL地狱”。
因此，大多数用户只能在一个Windows操作系统实例上运行一种应用，操作系统实例独占一台物理服务器。
这种状况会导致物理服务器的CPU资源被极大地浪费。
能够使多个操作系统实例同时运行在一台物理服务器之上，是VMware所提供的CPU虚拟化技术的价值所在。
通过整合服务器充分利用CPU资源，可以给用户带来极大的收益。
服务器整合的益处能够得以实现的前提是工作负载并不需要知晓它们正在共享CPU，虚拟化层必须具备这种能力。
这是CPU虚拟化与其它虚拟化形式所不同的地方。
具体实现方式是为每个虚拟机提供一个或者多个虚拟CPU（vCPU）。
多个vCPU分时复用物理CPU。
VMM必须为多个vCPU合理分配时间片并维护所有vCPU的状态，当一个虚拟机vCPU的时间片用完需要切换时，要保存当前vCPU的状态，将被调度的vCPU的状态载入物理CPU。
VMkernel在调度vCPU的时候采用“插槽-核心-线程”的拓扑逻辑。
“插槽”指处理器单个封装件，该封装件可以具有一个或多个处理器内核且每个内核具有一个或多个逻辑处理器。