圖 1)NetApp、VMware 和 Cisco 聯(lián)合解決方案的關鍵要素。
這是 NetApp 聯(lián)合 Cisco 和 VMware 共同致力于創(chuàng)建 Microsoft 應用程序虛擬化完整解決方案的原因。該架構綜合了 VMware® vSphere 4 虛擬基礎架構、Cisco Nexus 統(tǒng)一網絡和 NetApp® 統(tǒng)一存儲硬件和軟件的優(yōu)勢。
借助于該靈活的架構，您可以虛擬化執(zhí)行混合工作任務的 Microsoft 應用程序環(huán)境，獲得服務器、網絡和存儲虛擬化的全部優(yōu)勢。我們已經測試過實施該解決方案后 Microsoft 應用程序的性能，確保不存在任何瓶頸，保證全部性能衡量標準都能達到 Microsoft 公布的參數(shù)標準。
本文簡要說明了虛擬化 Microsoft 應用程序的原因，重點介紹了最重要的架構和部署注意事項，為您開始使用我們的產品和服務提供幫助。如果要查看聯(lián)合解決方案的完整詳情，請參閱 NetApp 技術報告“NetApp 解決方案指南：VMware vSphere 4、NetApp 統(tǒng)一存儲(FC、iSCSI 和 NFS)以及 Cisco Nexus 統(tǒng)一網絡上的 Microsoft Exchange Server、SQL Server 和 SharePoint Server 混合工作任務。”
為什么要虛擬化 Microsoft 應用程序?
很大程度上，使用該解決方案虛擬化 Microsoft 應用程序的原因與虛擬化其他任意應用程序的原因相同。
降低成本。如果不經過虛擬化，Microsoft 服務器應用程序在升級時，運行成本原本就居高不下的應用程序將需要更多的服務器硬件來支持。通過在各個系統(tǒng)上運行多個工作任務，VMware 虛擬化能夠釋放您現(xiàn)有硬件的全部潛力。提高利用率就意味著減少硬件以及降低總體資金和管理成本。
高級存儲功能。您可以通過任何存儲協(xié)議(包括 FC、iSCSI 或 NFS)在 NetApp 存儲上部署 Microsoft Exchange、SQL Server 和 SharePoint。NetApp FAS 和 V 系列存儲陣列已經過完整的驗證和認證，可用于 FC 和基于 IP 的 VMware 環(huán)境。借助于 NetApp 的存儲效率和智能緩存功能，您可以節(jié)省可觀的存儲成本。NetApp 能夠根據多個應用程序的使用需求，集中使用可用的 IOPS 和容量，以此進行存儲虛擬化，這與 VMware 虛擬化服務器資源的方式類似。
高可用性。VMware 不必在虛擬機 (VM) 級別進行群集就能為 Microsoft 服務器應用程序提供高可用性 (HA)。VM 不再與基礎服務器硬件相關，并可隨時使用 VMware VMotion® 在服務器間移動。VMware HA 為每個 VM 提供了服務器硬件容錯能力，與專門保護服務器的解決方案相比，具有更高水準的可用性。NetApp 主動/主動存儲配置在存儲級別提供了類似的功能。
高級備份/恢復和 DR。我們使用集成 VMware、Microsoft 和 NetApp 技術在該解決方案中內置了備份和恢復功能，可用于高級的應用程序感知數(shù)據保護。NetApp SnapMirror® 具有重復數(shù)據刪除感知的遠程復制功能，用于災難恢復，能提供端到端的數(shù)據保護，新增的 VMware 站點恢復管理器可以實現(xiàn)整個恢復流程自動化。
增強的移動性。您可以輕松地、不中斷地遷移 Microsoft 應用程序所使用的虛擬機和/或存儲，實現(xiàn)負載平衡、升級和維護或其他組織目標。
盡管有上述顯著的優(yōu)勢，在虛擬化關鍵 Microsoft 應用程序時一直存在兩方面的顧慮，但是現(xiàn)在這兩個顧慮已經得到了解決：
性能。隨著 VMware vSphere 4.0 的發(fā)布，VMware 的性能已經足以適用任何任務關鍵型業(yè)務應用程序，詳情請查看最近一份闡述采用各種不同存儲協(xié)議的 Exchange 性能的 VMware 白皮書。研發(fā)該解決方案時，我們把性能驗證作為研發(fā)的關鍵部分，就是為了解決這一持久存在的顧慮。
支持。對于 Microsoft 應用程序虛擬化是否能獲得支持，人們仍普遍存在顧慮。好消息是，我們有多種途徑可以獲取必要的支持。Microsoft 通過其服務器虛擬化驗證計劃 (SVVP) 提供完整的虛擬化支持。如果您簽約 Microsoft 服務金牌支持計劃 (Microsoft Services Premier Support Program) ，那么您將有資格獲得 Microsoft 應用程序虛擬化的直接支持。您還可以從服務器 OEM 供應商、VMware 全球服務支持 (GSS) 和技術支持聯(lián)盟網絡(即 TSANet)獲得支持。
設計時的主要注意事項
構建聯(lián)合解決方案時，我們的一項關鍵目標是在提供清晰設計準則的同時提供充分的靈活性，以便您能夠根據自己的環(huán)境要求創(chuàng)建專門的解決方案。您在將 Microsoft 應用程序遷移到完全虛擬化的環(huán)境中時，可能會問自己一些問題，本節(jié)將圍繞著其中的一些關鍵問題展開。
我應當選擇什么存儲協(xié)議?像所有使用 NetApp 存儲的解決方案一樣，該解決方案最為出色的一個方面就是它的靈活性，您可以為自己的環(huán)境靈活地選擇任何適用的存儲協(xié)議。我們?yōu)槟峁┻m用于以下全部協(xié)議的架構準則：FC、iSCSI 和 NFS。NetApp 和 VMware 聯(lián)合性能研究證明，各種協(xié)議彼此間的性能偏差在 10% 之內，因此，就性能表現(xiàn)而言，沒有任何理由對各種協(xié)議厚此薄彼。
如果您已經擁有光纖通道 (FC) 基礎架構，您仍可繼續(xù)使用。如果沒有，NFS 和/或 iSCSI 能輕松地滿足您的存儲需求。我建議您從以下方面考慮各種協(xié)議：成本(資金和運營)、可管理性、可擴展性和靈活性，然后從中選擇最適合您需求的一種。(還有多個具體準則將在存儲布局章節(jié)提及。)
我需要什么 NetApp 軟件?我們強烈推薦您使用包括四款 NetApp 產品在內的核心組合：
Rapid Cloning Utility (RCU)。這是一款免費的 vCenter 插件，綜合利用 NetApp FlexClone®、數(shù)據存儲重復數(shù)據刪除管理、數(shù)據存儲配置、調整大小和破壞操作，能夠對虛擬服務器和桌面進行快速而又節(jié)省空間的配置。
虛擬存儲控制臺 (VSC)。這是一款免費的 vCenter 插件，能幫助您管理和監(jiān)控 vCenter 中與 VMware 直接相關的 NetApp 特定于存儲方面的屬性。
SnapManager® for Virtual Infrastructure。SMVI 是一種集成的數(shù)據保護解決方案。它可以為虛擬機提供備份和恢復，并為 DR 提供復制。它使用 NetApp Snapshot™ 的功能，并具備調用 VMware 快照進行 VM 備份的選項。
SANScreen® VMInsight。該 vCenter 插件為從虛擬到物理的存儲映射(vmdk、數(shù)據存儲、LUN、存儲結構)提供了監(jiān)控和范圍廣泛的報告，能幫助進行環(huán)境管理和故障排除。
對于上面提及的前三項軟件工具，您可以參閱最新發(fā)表的關于該主題的 Tech OnTap 文章，從而加深了解。
此外，如果訪客 VM 托管了 Exchange 郵箱服務器、SQL 服務器或 SharePoint 數(shù)據庫和索引服務器，那么您可能需要在其中安裝 NetApp SnapDrive® 和應用程序專用的 SnapManager 產品，以便對數(shù)據庫、日志等進行與應用程序一致的備份和精細恢復。(有關備份和 DR 的詳細內容將在后文提供。)
對于不同的數(shù)據組件，我應當使用什么存儲布局?您選擇的存儲布局一定程度上取決于您選擇的存儲協(xié)議。在此，我就不贅述全部可能的存儲布局和協(xié)議選項，只從最靈活的基于 IP 的存儲布局選項中選擇一個重點介紹。如果您要從頭部署，或是您的基礎架構能支持該方法，那么我要為您推薦圖 2 所示的布局，這個布局結合了 NFS 和 iSCSI。有關 FC 或 iSCSI 布局的信息，請參閱 TR-3785。(在所有案例中，該方法及其理論在大多數(shù)方面都是相似的。)
圖 2)使用 NFS 數(shù)據存儲和 iSCSI LUN 的存儲布局。
以下是高級準則：
訪客文件系統(tǒng)一致對能否實現(xiàn)最佳性能十分重要。NetApp TR-3747 提供了在虛擬化環(huán)境中實現(xiàn)文件系統(tǒng)一致的最佳實踐。
使用 NetApp RCU 在 NFS 數(shù)據存儲上創(chuàng)建 VM。
在 NetApp 存儲系統(tǒng)不同卷的單獨 NFS 數(shù)據存儲上托管虛擬機 (VM) vswap 和臨時/頁面文件。(分離瞬時數(shù)據能更快地完成 NetApp Snapshot 副本并能實現(xiàn)更高的存儲效率。)
在 iSCSI 原始設備映射 (RDM) LUN 上找到您的應用程序數(shù)據(數(shù)據庫、日志等)，這些數(shù)據使用 NetApp SnapDrive 軟件直接創(chuàng)建并連接到訪客 VM 中(訪客操作系統(tǒng)上必須安裝 6.2 或更高版本)。
在訪客 VM 中安裝應用程序專用的 SnapManager 軟件，以便進行一致備份和精細恢復。
建議您在使用 Microsoft iSCSI 軟件啟動程序的訪客連接 LUN 上使用這種方法，因為當您現(xiàn)在或是將來想要為災難恢復實施 VMware vCenter 站點恢復管理器時，使用 iSCSI RDM 上的應用程序數(shù)據進行故障轉移/故障回復的過程更為簡單，您也能從 VMware 獲得更好的支持。如果您要使用 VMware vCenter 站點恢復管理器，那么您還應當將全部數(shù)據存儲和 RDM LUN 存放在同一存放系統(tǒng)中。
若要充分利用 SnapDrive 和上述推薦的 SCSI RDM 或使用 iSCSI S/W 啟動程序的訪客連接 RDM 帶來的優(yōu)勢，那么當您要使用應用程序專用的 SnapManager 工具為 Exchange、SQL Server 和/或 SharePoint 數(shù)據進行備份時，您必須使用 RDM(上述推薦的 FC RDM、iSCSI RDM，或使用 Microsoft iSCSI S/W 啟動程序的訪客連接 LUN 均可)。
出于某些原因，如果您必須使用應用程序數(shù)據的 VMFS 或 NFS 數(shù)據存儲配置自己的環(huán)境，那么 SMVI 將是您最好的備份選擇。SMVI 能夠為全部三種應用程序進行連續(xù)備份，但是會有一些限制。當前，由于 VMware VSS 請求程序中的限制(VMware 使用卷影備份的副本枚舉)，SMVI 無法提供自動事務日志截斷或備份驗證。這兩項操作都需要手動完成。同樣，VMware VSS 請求程序當前并不為運行 Windows® Server 2008 的 VM 提供應用程序一致性支持。因此該解決方案在某些情況下會受到限制，比如不需要事務級別的精細恢復(例如 SQL 服務器的時間點恢復)時、備份后可執(zhí)行手動備份驗證時，以及可使用其他方法進行事務日志截斷時(例如可以在單恢復模式中使用 SQL Server 數(shù)據庫，因為 SQL Server 提供了自動的日志截斷方法)。
我如何執(zhí)行應用程序一致的備份和恢復?若要完成對 Microsoft 應用程序的應用程序一致備份，
最好的辦法就是根據需要在每個 VM 的訪客操作系統(tǒng)安裝 SnapDrive 和相應的 SnapManager 產品(SnapManager for Microsoft Exchange、SnapManager for Microsoft SQL Server、SnapManager for Microsoft SharePoint Server)。這些工具具備特定的功能，能夠提供應用程序一致的備份、自動備份驗證和精細恢復。例如，SnapManager for Exchange 提供了單獨郵箱恢復功能。您可以參閱之前的 Tech OnTap 文章，加深對 SnapManager 工具的了解。
實施 DR 的最佳方法是什么?NetApp SMVI 和應用程序專用的 SnapManager 產品可以為 VM 和托管 Microsoft 應用程序提供復制和災難恢復。在這些產品中，結合使用 VMware vCenter 站點恢復管理器可以實現(xiàn)完全自動化的災難恢復。對于在 Tech OnTap 的使用 VMware 站點恢復管理器簡化 DR 一文中提及的復雜環(huán)境，該解決方案提供了完整的自動化故障轉移工作流程。
圖 3)結合使用 NetApp SnapManager、SnapMirror 和 VMware 站點恢復管理器為備份/恢復和災難恢復創(chuàng)建完整的數(shù)據保護解決方案。
我如何實施多路徑?如果您想要自己的環(huán)境更為強大，您必須實施多路徑。對于基于 FC 的架構，我建議您使用非對稱邏輯單元訪問 (ALUA) 協(xié)議和循環(huán)法 (RR) 路徑選擇策略。ALUA 允許在 SCSI 目標設備和目標端口間自動協(xié)商路徑，從而實現(xiàn)動態(tài)重新配置。ESX 主機上默認啟用 ALUA。在 NetApp 存儲陣列上，應當在啟動程序組中啟用 ALUA，以實現(xiàn)更為動態(tài)或類似于即插即用的 SAN 架構。RR 路徑選擇策略 (PSP) 提供了路徑冗余和帶寬聚合。值得注意的是，不需要在訪客 VM 中安裝設備專用的模塊 (DSM)。
對于 iSCSI，vSphere 為多路徑在 ESX 主機級別引入了對多 TCP 對話的支持。您可以擁有兩個 vmkernel 端口，并使用循環(huán)法 PSP 實現(xiàn)即插即用的多路徑。這樣能提供多個活動路徑，而且不需要在訪客 VM 中安裝任何 DSM。同樣，也可以使用傳統(tǒng)的多交換機中繼網絡設計，TR-3749 對這方面內容有所闡述。
對于 NFS，傳統(tǒng)和交叉堆棧交換機同樣可以實現(xiàn)多路徑。有關詳細信息，請參閱 NetApp TR 3749。
使用 Cisco Nexus 萬兆以太網 (10GbE) 時，ESX 主機上僅需要兩個 10GbE 端口。Cisco 虛擬端口通道 (vPC) 提供了冗余、容錯和安全性。
圖 4)使用 Cisco Nexus vPC 連接 ESX 主機和 NetApp 存儲。
使用重復數(shù)據刪除和自動精簡配置有什么優(yōu)勢?該配置的一個優(yōu)勢是，無論您選擇哪種協(xié)議，您都能充分利用 NetApp 的高效存儲功能(FlexClone、重復數(shù)據刪除和自動精簡配置)顯著地降低您所需的存儲空間量。
一般的虛擬環(huán)境會在不同的 VM 上安裝同一操作系統(tǒng)的多個副本和應用程序二進制，在昂貴的共享存儲上耗用了大量的空間。借助于 NetApp 的高效存儲功能，您可以在主要存儲方面節(jié)省 50% 以上的存儲。圖 5 說明了我們在驗證聯(lián)合解決方案時實現(xiàn)的高達 92% 的空間節(jié)省。
圖 5)結合 NetApp 高效存儲技術而實現(xiàn)的空間節(jié)省。
我如何調整自己環(huán)境的大小?調整您環(huán)境的大小需要調整以下方面的大?。篤Mware 數(shù)據存儲(包括訪客操作系統(tǒng)、應用程序二進制、VM 頁面文件和 vswap 文件)、LUN、托管應用程序數(shù)據庫和日志。NetApp 已經研發(fā)出能夠恰當調整您環(huán)境大小的調整工具。根據從您站點收集的以下信息，您的 NetApp 系統(tǒng)工程師或經銷商能夠幫助您調整環(huán)境大?。?/p>
要虛擬化的應用程序服務器的數(shù)量
Microsoft 應用程序的數(shù)量和種類
不同數(shù)據組件對容量的要求(包括預期容量增長率)
性能要求(包括讀/寫比率和隨機/序列比率)
SQL Server 數(shù)據庫的數(shù)據庫數(shù)量和種類(OLTP、DSS、混合型)
Exchange 服務器的郵箱的數(shù)量和大小、用戶檔案
SharePoint 服務器的用戶數(shù)量、每用戶所需的空間、用戶并發(fā)百分比
備份/恢復/DR 要求
我如何驗證已經過虛擬化的 Microsoft 應用程序環(huán)境的性能?您可以使用 Microsoft 和第三方供應商提供的一組同樣的性能驗證工具，這些工具可在物理環(huán)境中使用。這些工具能幫助您判斷性能是否符合 Microsoft 準則的標準。為測試該聯(lián)合解決方案，我們使用了 Microsoft Exchange Load Generation 工具、Microsoft SQLIOSim 實用工具以及 AvePoint Sharepoint Test Environment Creator 和 Usage Simulator 來驗證性能。我們同時還為這些應用程序進行了若干加載測試。TR-3785 說明了各種應用程序的性能驗證方法和驗證成功標準。我們的測試驗證了以下方面：
VM 中或 ESX 主機上不存在任何 CPU 或內存瓶頸
存儲上不存在任何 I/O、CPU 或磁盤瓶頸
所有的讀寫延遲均在 Microsoft 公布的準則標準之內
未發(fā)生網絡瓶頸
結論
在您為實現(xiàn)數(shù)據中心 100% 虛擬化而努力時，希望本文中提供的信息對您了解虛擬化 Microsoft 應用程序的流程有所幫助。本文僅講述了 Microsoft 應用程序虛擬化聯(lián)合解決方案中的重點內容。NetApp、VMware 和 Cisco 共同認真地編寫了一份 50 頁的解決方案指南，該指南涵蓋了全部的配置詳情。您可以在該指南中找到您部署該解決方案時所需的全部信息。該指南包括了 FC、iSCSI 和 NFS 實施方面的內容。
除了本文提及的各種鏈接外，還有其他有價值的資源：
NetApp 和 VMware vSphere 存儲最佳實踐 (TR-3749)。使用 NetApp 存儲實施 VMware 的最佳實踐。
配合 Exchange 2007 使用性能加速模塊 (TR-3767)。該技術報告說明了 PAM 能任何在不添加軸的前提下提高您能支持的 Exchange 用戶數(shù)量。
SnapManager 指南：
SnapManager 5.0 for Microsoft Exchange 最佳實踐指南 (TR-3730)
SnapManager for MOSS：最佳實踐指南 (TR-3776)
使用 NetApp SnapManager for Exchange 保護 Exchange Server 2007 (TR-3598)
SnapManager for Virtual Infrastructure 最佳實踐 (TR-3737)
SRM
NetApp 和 VMware vCenter SRM 最佳實踐 (TR-3671)
