KVM虚拟化集群技术概述.docx

KVM 虚拟化集群技术概述
一、 虚拟化集群介绍、设计思路及架构
使用虚拟化集群的目标是克服单机虚拟化的局限性，利用技术 手段提 高虚拟机可用性， 最终达到业务不中断或者减少中断时间， 确 保业务数据 更安全的目标。
虚拟化集群介绍
需要计划内硬 件和软件维护的时候， 可以做到计划内停 机时间为零。 当宿主机发生 紧急硬件故障的时候， 虚拟机可以很快在其他 宿主机上开起来， 所以 虚拟化集群也能有效降低计划外停机。
2) 在线迁移并不是灾备手段
在线迁移实际迁移的是虚拟机的内存，当宿主机发生故障的时 候，虚 拟机的内存信息已经丢失了， 这时候是不能再去做虚拟机的在 线迁移的。 所以在线迁移解决的是有计划的维护问题， 比如要升级宿 主机内存， 可以 将宿主机上的虚拟机在线迁移到其他宿主机上， 内存 升级完成后，在将虚拟 机在线迁移回来。
集群设计及架构
1) 虚拟化集群设计
为保证虚拟机的尽量的在线时间，灵活的扩展，虚拟化集群的
设计需要满足以下要求：
q 有共享存储，虚拟机能够在线迁移 ;
q 通过增加计算节点、存储、网络设备可以横向扩展 ;
q 没有单点故障，计算节点有多个，商业存储为双控制器，分 布式文件系统镜像写多份，网络设备冗余 ;
q 性能满足要求，并且通过增加设备，性能可以扩展
2) 虚拟化集群的架构 一套虚拟化集群体系包括以下组成部分：
q 若干计算节点，承载虚拟机的计算、内存、网络资源
q 管理节点及管理平台，管理虚拟机的镜像，虚拟机生成、维 护、销毁的 生命周期，虚拟机的调度 ;
q 后端存储，存储虚拟机镜像存放 ;
q 网络设备。
二、虚拟化集群技术方案
1. 前端计算
虚拟化集群前端计算节点可以使用普通机架式服务器，也可以
使用刀片服务器。
1) 机架式服务器做为计算节点的优缺点 机架 式服务器做为计算节点的优点是： q 架构简单，安装配置方便 ;
q 扩展节点数量和升级较为容易
q 成本有一定的优势
缺点是：
q 随着节点数量的增多，占用的机柜空间也在增大，单机柜服 务器密度
低;
q 网络结构复杂，每台服务器有公网、私网、存储网 ;
q 交换机端口数量多，接线容易出错。
2) 刀片服务器做为计算节点的优缺点
使用刀片服务器作为计算节点的优点是：
q 刀片服务器内置交换机，可以灵活的配置网络 ;
q 刀片服务器连线简单，占有交换机端口数量少，网络非常简 洁 ;
q 单位机柜服务器密度大 ;
q 功耗低 ;
q 刀片服务器冗余电源和风扇，冗余交换模块，是全冗余的架 构 使用刀片服务器的缺点是：
q 成本较高 ;
q 配置复杂，安装配置需要专业的知识 ;
q 往往需要改造机柜电源，并受限于机柜最高电流。
另外目前还有一种多节点服务器，就是在 1U 或者 2U 的空间里 面， 能够容纳 2 到 4 台服务器，这些服务器很像是刀片服务器，共享 电源和机 框， 但是网络接口独立。 多节点服务器密度介于机架式服务 器和刀片服务 器之间，使用上和机架式服务器完全一样。
服务器的配置选型，根据笔者的经验，选择比较高的配置，虽 然初期 投入高，但是长远看，因为能够容纳更多的虚拟机，其实是节 省成本的。宿 主机在运行一段时间后，往往会发现内存是瓶颈，所以
开始配置的时候， 内存尽量配置大一些。 具体宿主机如何选型在第
15 章已经有详细的介绍，本章就不重复介绍了。
3. 后端存储技术方案
虚拟化集群的后端存储可以使用商业存储和分布式文件系统， 商业存 储有三类： NAS、IP SAN、FC SAN。
1)NAS 共享存储
NAS(NETWORK ATTACHED STORAG 即网络附加存储，网络上直 接 挂接的存储设备，相当于一个网络文件共享服务器。
测试环境可以用一台普通的主机模拟 NAS 只要这台主机有自 己的磁 盘和文件系统， 并且对外提供访问文件系统的接口。 最常见的 NAS 有 Linux 下的 NFS 和 windows 下的 CIFS。
2）IP SAN 共享存储
SAN（STORAGE AREA NETWOR 即存储区域网络，主要是基于
TCP/IP的网络来实现数据存取，即传输介质为IP网络。通过IP网络将计 算计算节点和存储设备连接起来，计算节点通过发送 Block
I/O 的请求到存储设备，最常见的就是用 ISCSI 技术，计算节点通过 SCSI 协议发出读取数据的请求，并用 TCP/IP 包封装 SCSI 包，就可 以再 TCP/IP 网络中进行传输，即 SCSI over TCP/IP 。
测试环境也可以用普通服务器模拟 ISCSI 存储。
3）FC 存储
FC （Fibre Chan