vSphere部署系列之03——实验环境总体规划

vSphere部署系列之03——实验环境总体规划


从这一节开始，搭建一套比较简单但场景比较全面的VSphere 5.5实验环境。

由于虚拟化涉及服务器、存储和网络等多项技术，需要先对整个环境进行总体设计和规划。


▲总体规划网络拓扑图

上图为本次实验的总体规划网络拓扑图，下面将围绕该图，就虚拟化软件需求、服务器选型、存储设计、网络设计等方面内容展开阐述。


一、Esxi 5.5和vCenter安装要求

首先要了解官方关于Esxi 5.5和 vCenter 5.5的安装要求

ESXi5.5是直接安装在物理机上的，对硬件需求如下：
2 个单核 CPU 或者 1 个或多个多核 CPU（CPU 要求支持虚拟化技术且能够被打开该功能）；
最小需要 5GB 的磁盘空间，建议使用 10GB（主要用于本地日志和 Dump 储存）；
内存不低于2GB。

vCenter 5.5（含vCenter Single Sign On、vCenter Inventory Service、vCenter Serve等软件）是安装在Windows Server操作系统上的，对系统的要求如下：
Windows Server 2008或以上版本的64位操作系统；
最低建议双核、2GB内存、40GB硬盘。


二、Dell PowerEdge服务器

由于笔者经常接触Dell PowerEdge系列服务器，并且手上有一批闲置的PowerEdge第12代服务器可捣腾，因此本案是基于PowerEdge第12代服务器的实验环境。这里简单介绍一下Dell PowerEdge服务器产品的相关情况。

PowerEdge系列是Dell面向企业的机架式服务器，主流用户是中小型企业。该系列产品目前出到第13代，就性价比而言，最爱欢迎的是1U的PowerEdge R430和2U的PowerEdge R730，这两款均为双路服务器，即可接两个CPU。本案中，使用的是第12代的PowerEdge R420和PowerEdge R720（第13代的PowerEdge实在难以长期挪用~）。


▲Intel Xeon E系列CPU命名规则

CPU方面，就双路服务器（如R420/R430/R720/R730）而言，PowerEdge第12代产品普遍搭售Intel Xeon E5-2400系列处理器，第13代产品则搭售E5-2600系列服务器。目前R430/R730服务器中用得比较普遍的CPU是E5-2630 v3，高配置可选用E5-2680 v3。（Intel Xeon E系列服务器处理器命名则请见官方资料）

内存方面，R420/R430有12个DIMM插槽，最高支持（12*32GB）384GB内存；R720/R730有24个DIMM插槽，最高支持（24*32GB）768GB内存。PowerEdge第12代产品（R420/R720），支持DDR3的内存（第11代产品也是），而在PowerEdge第13代产品中（如R430/R730），支持的新一代的DDR4内存。

硬盘方面，R420/R430可支持4个3.5英寸或8个2.5英寸的SATA、SAS、SSD硬盘，R720/R730则可提供8个3.5英寸或16个2.5英寸盘位。在PowerEdge第12代产品中，3.5英寸的硬盘仍然普遍使用，但随着硬盘技术的发展，3.5英寸的硬盘正在逐步退出市场，在PowerEdge第13代产品中，Dell一般建议使用2.5英寸的盘位及硬盘——目前主流的300G、600G SAS硬盘均为2.5英寸，1T或以上的SATA、SAS硬盘，仍为3.5英寸。

在实际使用中，R430用作虚拟化较少，R730比较多一些，但在大规模虚拟化环境中，建议使用四路的R820服务器作为虚拟化主机（在PowerEdge第13代产品还没有R830），这样可以在单节点上获得更多的CPU资源和内存资源。当然了，前提是要购买相应的vSphere许可。


三、服务器规划

本案实验环境中，使用了三台PowerEdge R720服务器和两台Dell PowerEdge R420，其中前三者用作Esxi主机，后两者用于数据备份（VDP，也是Esxi主机）和iSCSI软存储（CentOS iSCSI虚拟硬盘）主机。

用于Exsi计算节点主机的3台R720（esxi-mgt、esxi01、esxi02）配置相同，如下：

处理器	内存	硬盘	网卡
2*Xeon E5-2630 v2 2.60GHz, 6 Core	4*8GB RDIMM, 1333MHz	3*300GB, 15K RPM, SAS , 12Gbps （做RAID 5）	四端口千兆网卡

其他：集成的PERC H710 mini阵列卡，iDRAC企业版远程管理卡，双电源。
本案中，使用的是iSCSI存储，直接用以太网千兆口，没有用到FC HBA或SAS HBA接口卡，或者光纤模块。

这3台计算节点主机，功能、系统配置及其虚拟机信息用如下：

主机名	功能	操作系统	IP地址	包含的虚拟机
esxi-mgt	独立的本地存储主机，用于控制中心	ESXi 5.5 U3 Dell定制版	Server IP：10.1.241.20 Backup IP: 10.1.243.20	sqdc01、 sqvcenter
esxi01	计算节点之一， 加入到集群HA-Rack20	ESXi 5.5 U3 Dell定制版	Server IP: 10.1.241.21 vMotion IP: 10.1.242.21 Backup IP: 10.1..243.21 iSCSI IP: 10.1.244.21	vm1、 vm3 …
esxi02	计算节点之一， 加入到集群HA-Rack20	ESXi 5.5 U3 Dell定制版	Server IP: 10.1.241.22 vMotion IP: 10.1.242.22 Backup IP: 10.1..243.22 iSCSI IP: 10.1.244.22	vm2、 vm4 …

注：iDRAC远程管理卡的虽有用到，但因与实验内容关系不大，其IP没有列出。

实际中，比较普遍的做法是，将vCenter安装在Esxi主机的的一个虚拟机里，vCenter反过来管理其宿主机。本案中，因实验的原因vCenter所在的宿主机独立于集群之外。

vCenter所在的主机和域控所在的主机为同esxi-mgt物理主机下的虚拟机，这两个虚拟机配置如下：

主机名	功能	操作系统	IP地址	安装的组件/软件
sqdc01	域控服务器	Windows Server 2008 R2 SP1	10.1.241.11	AD、DNS、DHCP
sqvcenter	vSphere管理中心、数据库	Windows Server 2008 R2 SP1	10.1.241.13	vCenter 5.5、 SQL Server 2008 R2 Ent

注：虚拟机磁盘空间容量均为50GB（只有一个C盘）
本案预留了IP 10.1.241.12 给额外域控。在实际环境中，为数据安全起见，请务必搭建至少一个额外域控。DHCP是可选的，但在桌面虚拟化View中需要用到（这是另一个实验）。


四、存储规划

虚拟化环境的存储分为两大类型：本地存储和集中存储。
本地存储：服务器中的硬盘或者直接连接到服务器的硬盘阵列。
集中存储：也叫共享存储，存储在服务器外部，Esxi支持NAS、iSCSI（基于IP的SAN）、FC（基于FC的SAN）等协议。

本案中，集中存储使用的是iSCSI网络存储。其中iSCSI Target是由一台物理主机上的CentOS操作系统提供。

本案使用一台R420作为存储服务器，配置如下：

处理器	内存	硬盘	网卡
2*Xeon E5-2407 2.20GHz, 4 Core	4*8GB RDIMM, 1333MHz	3*300GB, 15K RPM, SAS , 12Gbps （做RAID 5）	双端口千兆网卡

其他：集成的PERC H310 mini阵列卡，iDRAC远程管理卡企业版，双电源。


该服务器的功能、系统配置及其软件信息用如下：

主机名	功能	操作系统	IP地址	安装的软件
sqst01	提供iSCSI Target， 模拟存储设备	CentOS release 6.5 (Final)	10.1.244.1	scsi-target-utils

注：使用Windwos Server 2012 R2搭建iSCSI也很方便。另外推荐OpenFiler。


五、灾备规划

在vSphere 5.1/5.5版本中，VMware提供名为“vSphere Data Protection”的产品（简称VDP），为vSphere虚拟机提供基于磁盘的备份与恢复解决方案。VDP与vCenter Server完成集成，可用来对备份作业进行高效的集中式管理。

尽管VDP因备份空间固定、不能自由扩，及其他一些能力上的不足，在大规模环境不流行，但在中小型环境还是值得推荐的，而对于初学者而言，这是一款很好的学习虚拟机备份与恢复的软件。本案即使用此软件。

官方提供的VDP是预先配置好的虚拟机（安装配置好Linux系统、vSphere Data Protection软件），用户下载的是后缀名为ova的模块，需通过“部署OVF模块”的方式，将其导入到ESXi主机中才能使用。

VDP有3种备份存储容量配置可供选择：0.5TB、1TB和2TB，它们分别占用850GB、1300GB和3100GB的实际存储容量。需要一台装有Esxi操作系统的硬盘容量大的物理主机。

本案使用一台R420作为VDP宿主机服务器，配置如下：

处理器	内存	硬盘	网卡
2*Xeon E5-2407 2.20GHz, 4 Core	4*8GB RDIMM, 1333MHz	3*2TGB, 7.5K RPM, SATA , 6Gbps， （做RAID 5）	双端口千兆网卡

其他：集成的PERC H310 mini阵列卡，iDRAC远程管理卡企业版，双电源。

该服务器的功能、系统配置及其虚拟机信息用如下：

主机名	功能	操作系统	IP地址	包含的虚拟机
esxi-bk	独立的本地存储主机， 用作VDP虚拟机的宿主机	ESXi 5.5 U3 Dell定制版	Server IP：10.1.243.1	sqvdp

注：使用Windwos Server 2012 R2搭建iSCSI也很方便。另外推荐OpenFiler。

VDP虚拟机配置如下（导入ova模板，再装简单配置即可，其他配置为预装、默认）：

主机名	功能	操作系统	IP地址	安装的软件
sqvdp	VDP服务器	预安装的Linux系统	10.1.243.10	预安装的VDP

六、网络规划

网络的规划关系到整体虚拟化系统是否能正常的运作。在一个庞大而且完善的虚拟化环境中，网络设计是很复杂的，一般要求服务器要有8个网口。

本案的目的是实现vSphere的vSwitch设置、vMotion、存储、备份恢复等基本功能，整体网络设计简单，不考虑网络链路的冗余、存储多路径的实现等。并且，所有网络需求，均通过千兆以太网实现。

总体网络拓扑图，如下图所示。


▲总体规划网络拓扑图（本文开始时的图）

1、服务器设备如上文所说。接入层交换机为华三的H3C S5048PV2-EI。
2、网络中使用了vlan 239 – vlan 244 六个网段，各vlan间互通，分为5组用途，图中分别以五种颜色的线标示。
    iDRAC网络，vlan 239，各服务器iDRAC远程管理卡及交换机的管理端口所用的网络，在本案系列文章中，对此忽略；
    Server网络，vlan 240、vlan 241，是ESXi主机及其虚拟机所使用的网络；
    vMotion网络，vlan 242，是虚拟机迁移所使用的网络；
    Backup网络，vlan 243，是用VDP对虚拟机进行备份、恢复所使用的网络；
    iSCSI网络，vlan 244，是ESXi主机连接iSCSI存储所使用的网络。
3、客户访问机可访问以上所有网络。
4、浅蓝色框体表示虚拟机。