Создание частного облака с помощью System Center 2012 SP1 и Virtual Machine Manager (часть 1)

Введение

В части I этой статьи вы узнаете о важнейших концепциях, связанных с решением для частного облака, и о конкретных компонентах, необходимых для создания частного облака на базе Microsoft с использованием роли Hyper-V в Windows Server 2012 и System Center 2012 SP1 Virtual Machine Manager. В следующих статьях этой серии будут представлены пошаговые инструкции по развертыванию и настройке компонентов частного облака.

Что такое частное облако?

Даже по мере роста осведомленности о технологиях частного облака и их внедрения в корпоративном пространстве, по понятным причинам все еще существует некоторая путаница в отношении того, чем эта новая модель вычислений отличается от вычислений виртуализации на основе локальных сетей, и что делает ее привлекательной стратегией для принятия.

В основе частных облачных вычислений лежит основная концепция максимального использования общих аппаратных ресурсов (вычислений, памяти, хранилища и сети) за счет виртуализации для обеспечения высокодоступной и масштабируемой инфраструктуры, которая может быстро адаптироваться к динамическим моделям потребления размещенного программного обеспечения. приложений и сервисов. Уровни аппаратного и программного обеспечения дополняются уровнями оркестрации, управления и обслуживания, которые облегчают автоматизированное предоставление и высвобождение ресурсов по мере изменения вычислительных требований. Эти дополнительные уровни и вытекающие из этого возможности автоматизации и управления отличают частное облако от вычислений на основе локальных сетей, которые просто используют виртуализацию для увеличения использования ресурсов.

Частное облако развертывается для исключительного использования одним предприятием для поддержки одного или нескольких внутренних бизнес-подразделений. Это позволяет организации сохранять контроль над своими приложениями и данными, а также над облачной инфраструктурой, если это необходимо. Публичное облако, напротив, поддерживает общий доступ к вычислительным ресурсам, приложениям и службам, но полностью абстрагирует базовую инфраструктуру от потребителей.

Характеристики частного облака на базе Microsoft

Microsoft реализует свое частное облачное решение на основе четырех основных принципов:

• Объединение ресурсов. Ресурсы объединяются и абстрагируются от потребителей таким образом, что их распределение (и перераспределение) выполняется динамически на основе спроса и требований управления нагрузкой.
• Быстрая эластичность. Ресурсы автоматически выделяются и высвобождаются для масштабирования или увеличения в соответствии с динамическими требованиями к емкости, при этом предоставляя потребителям неограниченный пул ресурсов.
• Самообслуживание — выделение ресурсов запрашивается и предоставляется автоматически с помощью механизма самообслуживания без необходимости вмешательства человека.
• Измеряемые услуги — использование ресурсов отслеживается и сообщается, чтобы обеспечить возмещение услуг потребителям на основе фактических показателей использования.

Эти принципы взяты из определения облачных вычислений Национального института стандартов и технологий (NIST) (http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf), опубликованного в сентябре 2011 года. Определение NIST обеспечивает основу для сравнения различных решений облачных вычислений. Он не предназначен для предоставления подробностей или ограничений или конкретного одобрения какой-либо отдельной реализации облачных вычислений.

Hyper-V и System Center 2012 SP1 в частном облаке Microsoft

Решение частного облака, ориентированное на Microsoft, опирается на роль Hyper-V в Windows Server 2012 в качестве механизма виртуализации платформы, который позволяет объединять и совместно использовать вычислительные ресурсы, память, хранилище и сетевые ресурсы. Hyper-V также поддерживает безопасность и изоляцию размещенных служб и рабочих нагрузок.

Компоненты System Center 2012 SP1 обеспечивают функции автоматизации, эксплуатации и управления в частном облаке Microsoft, а также обеспечивают эластичность, самообслуживание и атрибуты измерения. Компоненты System Center 2012 SP1 включают:

• System Center Virtual Machine Manager — позволяет создавать частные облака и управлять ими, а также развертывать службы (рабочие нагрузки).
• System Center Configuration Manager — поддерживает развертывание операционных систем, приложений и обновлений программного обеспечения на физических и виртуальных машинах, а также обеспечивает инвентаризацию оборудования и программного обеспечения и управление соответствием требованиям.
• System Center Operations Manager — обеспечивает производительность инфраструктуры и мониторинг работоспособности приложений в частном облаке.
• System Center Data Protection Manager — обеспечивает защиту и восстановление данных на дисках и лентах для физических серверов и виртуальных машин, приложений (SQL Server, Exchange, SharePoint) и настольных систем.
• System Center App Controller — обеспечивает самостоятельную настройку, развертывание и управление службами в частном облаке.
• System Center Service Manager — обеспечивает интеграцию и автоматизацию разрешения инцидентов и проблем, контроля изменений и управления выпусками.
• System Center Orchestrator — позволяет интегрировать и автоматизировать процессы создания, развертывания и мониторинга ресурсов частного облака.

System Center Virtual Machine Manager — это основной компонент, который позволяет определять, создавать и управлять частным облаком на базе Microsoft. Однако для этого не требуется однородная среда платформы Microsoft. Помимо Hyper-V, он поддерживает механизмы виртуализации, такие как Citrix XenServer и VMware ESX, включая XenServer 6.0 и vSphere 5.1.

System Center Virtual Machine Manager состоит из нескольких компонентов:

• Сервер управления VMM — содержит службу диспетчера виртуальных машин, которая обрабатывает команды и обменивается данными между базой данных VMM, сервером библиотеки VMM и виртуальными серверами.
• База данных VMM — хранит сведения о конфигурации Virtual Machine Manager, включая информацию о виртуальных серверах и виртуальных машинах.
• Сервер библиотеки VMM — содержит каталог ресурсов, в котором хранятся файлы ISO, виртуальные жесткие диски, шаблоны, сценарии и профили, используемые для развертывания виртуальных машин и служб.
• Консоль VMM — предоставляет графический пользовательский интерфейс для System Center Virtual Machine Manager.

В предыдущих версиях System Center Virtual Machine Manager портал самообслуживания VMM предоставлялся в качестве пользовательского интерфейса для запроса и развертывания виртуальных машин. В System Center 2012 SP1 Virtual Machine Manager больше не предоставляет этот компонент. Функциональность заменена System Center App Controller.

Компоненты частного облака Microsoft

Создание частного облака с помощью System Center Virtual Machine Manager включает в себя настройку компонентов структуры, а также определение и развертывание виртуальных машин и служб. В System Center Virtual Machine Manager структура состоит из ресурсов сервера, сети и хранилища, которые используются для создания пулов ресурсов и поддержки компонентов структуры.

System Center Virtual Machine Manager — Ресурсы Fabric Server

Ресурсы сервера Fabric включают вычислительные компоненты, объединенные в пул и выделенные частному облаку. Ресурсы сервера Fabric включают:

• Принимающие группы
• Хосты и кластеры Hyper-V
• Хосты и кластеры Citrix XenServer
• Хосты и кластеры VMware ESX
• Серверы библиотек VMM
• Серверы Pre-Execution Environment (PXE)
• Серверы служб обновления Windows Server (WSUS)
• Серверы VMware vCenter
• VMM-серверы

Хосты Hyper-V, Citrix XenServer и VMware ESX помещаются в группы хостов, что позволяет упорядочивать вычислительные ресурсы на основе физического расположения или любой другой значимой структуры. Группы хостов позволяют применять общую конфигурацию к набору хостов, включая правила размещения виртуальных машин, параметры динамической оптимизации и оптимизации энергопотребления, распределение хранилища и другие свойства. Группы хостов являются иерархическими, и по умолчанию дочерняя группа хостов наследует настройки своей родительской группы хостов. Чтобы создать частное облако, для участия выбираются группы хостов, а затем все или некоторые хосты из групп хостов выделяются в частное облако. Все остальные серверы обеспечивают поддержку и услуги для узлов виртуализации.

System Center Virtual Machine Manager — сетевые ресурсы Fabric

В System Center Virtual Machine Manager 2012 SP1 для создания частного облака и управления им доступно множество новых сетевых ресурсов фабрики. К сетевым ресурсам Fabric относятся:

• Логические сети — обеспечивают абстракцию физической сетевой инфраструктуры для обеспечения изоляции трафика и обеспечения соблюдения соглашений об уровне обслуживания (SLA), позволяя группировать IP-подсети и виртуальные локальные сети (VLAN) для структуры и назначения сетевых ресурсов.
• Пулы MAC-адресов — позволяют назначать статические MAC-адреса виртуальным сетевым устройствам виртуальной машины на базе Windows, работающей на хостах Hyper-V, Citrix XenServer и VMware ESX.
• Балансировщики нагрузки — обеспечивают интеграцию балансировки нагрузки для виртуальных машин с помощью Microsoft Network Load Balancing (NLB) или других поддерживаемых аппаратных балансировщиков нагрузки.
• Шаблоны виртуальных IP-адресов (VIP) — хранят параметры конфигурации балансировки нагрузки для определенных типов сетевого трафика.
• Диспетчеры расширений коммутатора — предоставляют средства для указания консолей управления сетью других поставщиков и позволяют серверу управления VMM импортировать свойства расширяемых коммутаторов из баз данных управления сетями поставщиков.
• Логические коммутаторы — храните информацию о конфигурации сети, чтобы применять одинаковые настройки к виртуальным коммутаторам на нескольких хостах.
• Собственные профили портов — храните информацию о конфигурации сети, чтобы применять одинаковые настройки к виртуальным сетевым адаптерам на нескольких хостах.
• Классификации портов — укажите глобальные имена для идентификации различных типов профилей портов виртуальной сети на нескольких логических коммутаторах.
• Шлюзы — обеспечивают возможность подключения виртуализированных сетей к другим сетям, включая удаленные сети.

Сетевые функции System Center Virtual Machine Manager 2012 SP1 также включают возможность реализации виртуализации сети. Виртуализация сети позволяет развертывать несколько виртуальных сетей в физической сети путем сопоставления сетевого адреса, назначенного внутри виртуальной машины (адрес клиента или ЦС), и уникального сетевого адреса хоста (адрес поставщика или PA), который используется для маршрутизации пакеты в физических сетях.

System Center Virtual Machine Manager — Ресурсы хранилища Fabric

В System Center Virtual Machine Manager 2012 с пакетом обновления 1 (SP1) также есть несколько новых ресурсов хранилища структуры, доступных для создания частного облака и управления им. Ресурсы хранения ткани включают в себя:

• Классификации и пулы — позволяют определять определяемые пользователем классификации хранения для пулов хранения, обычно основанные на уровнях качества обслуживания (QOS). Также разрешите определение логических единиц из доступных пулов хранения для предоставления хостам.
• Провайдеры — поддерживают возможность использования файловых серверов Windows и управления ими, Storage Management Initiative — управляемые по спецификации (SMI-S) и устройства хранения, управляемые SMP.
• Массивы — поддержка массивов управляемых блочных хранилищ и сведений о массивах.
• Файловые серверы — поддержка управляемых файловых серверов и сведений о файловом сервере.

System Center Virtual Machine Manager позволяет использовать локальные и удаленные устройства хранения в качестве ресурсов структуры. Устройства блочного хранения, предоставляющие номера логических устройств (LUN) через соединения Fibre-Channel, iSCSI и SAS, а также устройства хранения файлов, предоставляющие общие сетевые ресурсы через протокол SMB 3.0, являются поддерживаемыми ресурсами хранения.

Вывод

В этой статье вы получили обзор важнейших концепций, связанных с решением Microsoft для частного облака. Вы также узнали о компонентах, задействованных в процессе создания частного облака с помощью Hyper-V и System Center Virtual Machine Manager. В следующей статье вы узнаете, как приступить к созданию частного облака с помощью System Center Virtual Machine Manager 2012 SP1.