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。1. 虚拟化集群介绍1）什么是虚拟化集群虚拟机集群最显著的特征是有共享存储，因为有了共享存储，虚拟机就可以实现非常快速的迁移，并在虚拟化层配置高可用。笔者在生产环境使用的集群有两种存储方式，基于商业存储和基于开源分布式文件系统。2）虚拟化集群的高可用和基于应用层高可用的区别高可用是经常用到的运维技术，在系统、网络、、Web业务等各个应用层面都有使用。高可用技术是指至少有主备两个节点，当主节点故障的时候，迅速切换到备用节点。为了避免备用节点误判，有时候还有第三个节点，或者主节点和备用节点共同能访问到的存储空间，用于做仲裁判断。应用层面的高可用还有一个特点，就是一般都有浮动IP，当切换发生的时候，IP从主节点漂移到备用节点。应用层面的高可用一般切换时间比较快，从几毫米到几秒中，同时应用层面的高可用一般需要专用软件，比如常用的Keepalived，Heartbeat等。虚拟化层面的高可用是虚拟机系统层面的高可用，即当一台计算节点故障的时候，在另外一台计算节点上自动将故障节点上的虚拟机启动起来。

然后在每个高可用集群节点中，为两个不同的业务分别配置两个不同的upstream服务器池，从而实现前端反向代理高可用和负载均衡，高可用集群后端的服务器池在不同的业务中也能提供负载均衡。4层分发到业务集群上后，会经过web服务器如nginx或者haproxy在7层做负载均衡或者反向代理分发到集群中的应用节点。本文试图以一篇完整的理论+实践性的文字来介绍如何在优秀的开源操作系统linux下创建低成本、高性能、高可用的服务集群系统（也叫集群系统），希望通过笔者努力，让您对集群有一定的了解。

开源的虚拟化管理平台，本书第11章、第12章、第13章有详细介绍，所以本章不再介绍开源分布式文件系统及管理平台。2. 使用虚拟化集群的优势虚拟化集群相对于单机虚拟化，有以下几点优势：q 快速的迁移（Live Migration），设备、系统维护造成的业务计划内停机时间减少到零。q 高可用（HA），一台计算节点故障，上面的虚拟机可以很快在其他计算节点上启动运行起来，极大缩短计划内，业务部署的速度非常快。q 数据更安全，后端存储采用冗余度更高的商业存储，或者分布式文件系统，数据可靠性可以达到99.99%以上。q 网络速度、可靠性更高，集群网络采用冗余架构，网络设备、网络连接都是双冗余，网络速度更高，可靠性也更高，单台网络设备、单根网线、单个网卡故障都不会引起网络中断kvm集群kvm集群。提示：1）什么是计划内停机与计划外停机计划内停机是指可预期可计划的停机，比如定期的维护，提前通告的维护。

动态迁移需求： 虚拟机存储需要放在分布式文件系统之上，如nfs或在glusterfs libvirt必须要开启listen flag 每一个计算节点（虚拟机管理器）都必须在同一个网络/子网当中 计算节点间的认证必须提前完成配置 dfs的挂载节点在每一个计算节点必须保持一致 openstack块存储迁移 在openstack当中，kvm支持块存储迁移。moebius 集群通过“网络心跳”及“仲裁机制”可以实现自动故障监测，当侦测到集群中某节点发生故障时，会在最短的时间内发现并通过虚拟ip转移技术自动将故障节点的业务转移，同时将此节点剥离出集群。3、故障监控引擎——快速发现故障节点并将其剥离moebius 集群通过“网络心跳”及“仲裁机制”可以实现自动故障监测，当侦测到集群中某节点发生故障时，会在最短的时间内发现并通过虚拟ip转移技术自动将故障节点的业务转移，同时将此节点剥离出集群。

尽管在结构上，刀片服务器与整机柜服务器有异曲同工之处，但是由于整机柜服务器采用了定制化的机柜以及非通用高度服务器，即使降低计算的密度也无法部署其他设备，造成机柜空间的浪费。按照架构分为:机架式,塔式,刀片服务器这三种,当然这三种是排除了大型机和小型机系统的,因为那种系统一般我们很少有机会能接触到.机架式,一般是可以上到机柜里面去的,维护时可以抽出来的,有导轨的.塔式:像我们平时用的一些pc一样,是桌边型的,可以不用放入机柜.刀片服务器,一般是成组出现,一组刀片机一般是8-10片,每个刀片就像硬盘一样可以支持插拔的.不要把刀片和一u的机架混为一谈,如果说出去会被笑话的.呵呵.。集群并行系统中的每个计算机系统可以称为节点机，每个节点机有自己的存储器和i/o设备，因此集群并行计算系统具有基于网络的分布式资源。

vsphere高级功能ha、drs、ft等，都需要有共享存储环境，即多台esxi主机同时连接一个共享存储，这样在新建虚拟机时，可以指定把虚拟磁盘保存在共享存储上，便于虚拟机在各个主机之间“飘移”。热迁移有一些前提： 1 依赖于共享存储，能够在计算节点之间相互迁移，需要两个计算节点采用采用共享存储，其虚拟机文件需要存储在共享存储中。二，共享，就是在主机中创建一个文件夹，虚拟电脑跟主机共同使用，虚拟电脑里显示为网络硬盘。

虚拟机镜像存放在远端存储中，因而虚拟机的每次实际 io 访问都需要经过多级的物理链路，每一层的时间消耗都直接影响存储的性能，如下图所示：。1.光网城市(p4)：是以光节点取代现有网络的电节点，并用光纤将光节点互联成网，采用光波完成信号的传输交换等功能，克服现有网络在传输和交换时的瓶颈，减少信息传输的拥塞延时，提高网络的吞吐量。comrveradapter","400" "412648-b21","lan","hpnc360tpcie双通道千兆网卡(铜介质)","900" "435508-b21","lan","hpnc364tpcie四通道千兆网卡(铜介质)","2100" "394791-b21","lan","hpnc373tpciemfngigabitsvradapter","800" "394793-b21","lan","hpnc373fpcie单通道千兆网卡(光纤介质)","1300" "458492-b21","lan","hpnc382tpciedpgigabitsvradptr","1000" "489892-b21","lan","docsou。

关于NFS和ISCSI，业内一直有争论，NFS配置简单，但是因为是应用层的协议，有人认为性能低，其实商业存储做了许多优化，性能也不见得比ISCSI差。如何选择主要取决于预算、运维的技术习惯、具体的存储品牌型号，笔者生产环境喜欢使用ISCSI存储。提示：商业存储在选择的时候，尽量选择双控制器，因为选择商业存储就是为了性能和可靠性，如果是单控制器，就不能做到高可用，在控制器层面没有容灾。另外，目前万兆已经是趋势了，在选择IP存储的时候，推荐选择万兆网络。（内容节选自《深度实践KVM》）

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