虛擬 Microsoft 應用程式

您的資料中心達到 100% 的虛擬化目標後，就必須非常小心處理與業務運作有關的 Microsoft® 應用程式 (包括 Microsoft Exchange、Microsoft SQL Server® 與 Microsoft SharePoint® Server) 虛擬化作業。

要從既有熟悉的環境提升到可提供所有虛擬化優勢 (包括高效率、高可用性與低成本) 的環境，您需要集中心力將虛擬化技術應用在基礎建設上的所有層面，包括軟體、伺服器、網路與儲存裝置的虛擬化。

圖 1) NetApp、VMware 與 Cisco 聯合解決方案的重要元素

這正是為何 NetApp 與 Cisco 與 VMware 策略聯盟，一起創造出完整的 Microsoft 應用程式虛擬化解決方案的原因。此架構結合了 VMware® vSphere 4 虛擬化基礎結構、Cisco Nexus 統一化架構與 NetApp® 統一化儲存硬體與軟體的所有優勢。

此彈性架構可讓您虛擬 Microsoft 應用程式環境裡的混雜工作量，以便充分發揮伺服器、網路與儲存虛擬化架構的優勢。我們已經在此解決方案上測試過 Microsoft 應用程式的效能，確保沒有任何技術性上的瓶頸，且所有效能指標皆符合 Microsoft 所發佈的參數值。

本文簡單地說明了虛擬 Microsoft 應用程式的原因，並將重點放在最重要的架構與部署考量，以協助您著手進行建置。如需聯合解決方案的詳細資料，請參閱 NetApp 技術報告《NetApp 解決方案指南：Microsoft Exchange Server、SQL Server 與 SharePoint Server 在 VMware vSphere 4、NetApp 統一化儲存裝置 (FC、、iSCSI 與 NFS) 以及 Cisco Nexus 統一化光纖架構上的混雜工作量。》(英文)

為何要虛擬 Microsoft 應用程式？

使用此解決方案來虛擬 Microsoft 應用程式的原因，絕大部分與任何應用程式進行虛擬化作業的動機是一致：

• 更低的成本。如果沒有進行虛擬化作業而直接升級至較新的 Microsoft 伺服器應用程式，可能需要更多的伺服器硬體資源來支援作業成本原本就超高的應用程式。VMware 虛擬化技術可在每個系統上執行多重工作量，藉此充分釋放現有的硬體效能。更高的利用率代表更少的硬體需求，及更低的整體資本與管理成本需求。
• 進階儲存功能。您可以使用任何儲存通訊協定 (包括 FC、iSCSI 或 NFS) 在 NetApp 儲存裝置上部署 Microsoft Exchange、SQL Server 與 SharePoint 等應用程式。NetApp FAS 與 V-Series 儲存陣列已通過完整測試及認證，可應用在 FC 與 以 IP 為架構的 VMware 環境中。透過 NetApp 儲存效率與智慧型快取功能，您可以大幅節省儲存成本。類似 VMware 虛擬伺服器資源的方式，NetApp 將可用的 IOPS 資源及容量放置在集區中，以供多重應用程式隨時視所需取用而達到儲存裝置虛擬化目標。
• 高可用性。VMware 無須在虛擬機器 (VM) 上進行叢集式處理，就可為 Microsoft 伺服器應用程式提供高可用性 (HA)。VM 從此不用與基礎伺服器硬體連接在一起，隨時可以透過 VMware VMotion® 移至任何一台伺服器。VMware HA 可為每一台 VM 提供伺服器硬體容錯，相較於其他專為伺服器設計的解決方案，可提供更高的可用性等級。NetApp active-active 儲存組態可針對儲存裝置提供類似的功能。
• 進階備份/還原及災難恢復。此解決方案是利用整合的 VMware、Microsoft 與 NetApp 技術來提供進階、應用程式可知的資料保護功能，藉此達到備份與恢復目標。NetApp SnapMirror® 具有可針對災難恢復進行可知重複資料刪除技術的遠端複寫功能，可提供端對端資料保護，而新增的 VMware Site Recovery Manager 則可自動化整個恢復程序。
• 強化的機動性。您可以選擇在不中斷作業的前提下，輕鬆地重新找到 Microsoft 應用程式所使用的虛擬機器與/或儲存裝置以便進行負載平衡、升級與維護作業，或是滿足其他組織目標。

除了以上明顯的優勢之外，虛擬重要的 Microsoft 應用程式還有兩個持續的考量，不過這些考量已經加以提出：

• 效能。隨著 VMware vSphere 4.0 問世，VMware 將效能提升到適用於與任何關鍵商業應用程式中，如最近的 VMware 白皮書 (提到在不同的儲存通訊協定下 Exchange 的效能表現) 文所示。我們在開發這項解決方案時，將效能驗證列為重點以提出這項持續受到關注的疑慮。
• 支援。大家對於虛擬化的 Microsoft 應用程式所能提供的支援仍有許多疑慮。好消息是您可以透過多種方式取得必要的支援。Microsoft 透過其伺服器虛擬化驗證方案 (SVVP) 可完全支援虛擬化技術。如果您已簽署 Microsoft 服務優質支援方案合約，也可以直接獲得 Microsoft 虛擬化應用程式支援。或者您可以透過伺服器 OEM 廠商、VMware 全球支援服務 (GSS) 與技術支援聯盟網路 (TSANet) 獲得所需的支援。

重要的設計考量

我們在架構這項聯合解決方案時，其中一個重要目標便是提供清楚的設計準則，並同時提供足夠的靈活性，以方便您打造適合所屬環境的解決方案。本節說明當您將 Microsoft 應用程式移轉至虛擬化環境時，可能提出的重要問題。

應該選擇哪一項儲存通訊協定？與包含 NetApp 儲存裝置的所有解決方案一樣，這項解決方案其中最棒的一項便是您可以依據所屬環境的需求，彈性地選擇最適合的儲存通訊協定。我們針對下列所有通訊協定提供架構準則：FC、iSCSI 與 NFS。NetApp 與 VMware 聯合效能研究 (英文) 一文證明了所有通訊協定的效能彼此相差不到 10%，因此沒必要因為效能因素而選擇另一種通訊協定。

如果您已經具備光纖通道 (FC) 基礎建設，可以繼續沿用。如果不是，那麼 NFS 與/或 iSCSI 也可以輕易地符合您的儲存需求。建議您依據個人在成本 (資本與營運成本)、管理能力、擴充性與彈性上檢視每一項通訊協定，然後選擇最適合個人需求的方案。(儲存配置一節中將提到其他特定準則)。

需要與哪一項 NetApp 軟體搭配？強烈建議您使用由下列四大 NetApp 產品組成的核心產品組：

• Rapid Cloning Utility (RCU)。這項免費提供的 vCenter 外掛程式運用 NetApp FlexClone®、資料儲存區重複資料刪除管理、資料儲存區資源配置、大小調整與破壞式操作等技術，以快速、節省空間的方式來資源配置虛擬伺服器與桌面平台。
• Virtual Storage Console (VSC)。這項免費提供的 vCenter 外掛程式可讓您管理與監視特定 NetApp 儲存端屬性，該屬性直接隸屬於 vCenter 內的 VMware。
• SnapManager® for Virtual Infrastructure。SMVI 是一項整合式資料保護解決方案。它能為虛擬機器與災難恢復複寫作業提供備份與還原功能，並使用 NetApp Snapshot™ 功能搭配相關選項來進行 VM 備份中的 VMware 快照。
• SANScreen® VMInsight。這項 vCenter 外掛程式針對虛擬至實體儲存裝置對應 (vmdk、資料儲存區、LUN、儲存光纖) 提供監視與延伸報告功能，協助您進行環境管理與疑難排解。

  您可以在最近針對此主題發表的 Tech OnTap 文章裡，了解關於上述前三項軟體工具的詳細資訊。

此外，您會需要在已安裝 Exchange Mailbox 伺服器、SQL Server 或是 SharePoint 資料庫與索引伺服器的虛擬 VM 中安裝 NetApp SnapDrive® 與針對特定應用程式的 SnapManager 產品，針對各個資料庫、記錄等等提供與應用程式一致的備份與細部還原功能。(本文稍後將詳細介紹備份與災難恢復功能)。

不同的資料元件需要搭配哪種儲存元件？選擇儲存配置時，一部份需考量到您所選取的儲存通訊協定。與其嘗試涵蓋此處所說明所有可行的儲存配置與通訊協定選項，還不如專注在其中一項最彈性的 IP 架構儲存配置選項。如果您是從頭開始部署，或者您的基礎架構支援此方式，則我們建議您採用圖 2 所顯示的配置來搭配 NFS 與 iSCSI。如需 FC 或 iSCSI 配置相關資訊，請參閱 TR-3785。(所有情況下應用的方式及其後面所運用的邏輯，在大多數情況下都很類似)。

圖 2）使用 NFS 資料儲存區與 iSCSI LUN 的儲存配置。

以下列出高階準則：

• 為獲得最佳效能，需要特別注意虛擬檔案系統是否一致。NetApp TR-3747 針對虛擬化環境中對檔案系統一致性的要求提供最佳做法。
• 使用 NetApp RCU 在 NFS 資料儲存區內建立 VM。
• 將虛擬機器 (VM) vswap 與暫存/分頁檔案裝載到 NetApp 儲存系統上不同磁碟區裡的個別 NFS 資料儲存區上。(隔離暫時性資料，可讓系統更快完成 NetApp Snapshot 副本，並達到更高的儲存效率)。
• 在 iSCSI 原始裝置對應的 (RDM) LUN 上找到您的應用程式資料 (資料庫、記錄等等)；這些 LUN 使用 NetApp SnapDrive 軟體 (虛擬作業系統上必須安裝 6.2 版或更新版本) 直接在虛擬 VM 內建立與連線。
• 將特定應用程式專屬的 SnapManager 軟體安裝在虛擬 VM 內，以獲得一致的備份與細部還原效果。

我們建議您使用 Microsoft iSCSI 軟體啟動程式對連接虛擬的 LUN 執行此方法，因為如果您想要執行 VMware vCenter Site Recovery Manager 以便在現在或未來某個時間點執行災難恢復功能，在 iSCSI RDM 上的應用程式資料進行容錯移轉/容錯還原程序會比較簡單，而且您也比較容易從 VMware 獲得所需的支援。同時，如果您打算使用 VMware vCenter Site Recovery Manager 的話，請將所有資料儲存區與 RDM LUN 放置在同一個儲存系統上。

為有效運用與 SnapDrive 和 iSCSI RDM (如上述所建議) 或是與虛擬系統連線的 RDM (使用 iSCSI 軟體啟動程式) 關聯的優勢，如果您打算使用特定應用程式專屬的 SnapManager 工具來備份您的 Exchange、SQL Server 與/或 SharePoint 中的資料，則必須使用 RDM；這些 RDM 可以是 FC RDM、上述建議的 iSCSI RDM，或是與虛擬系統連線的 RDM (使用 Microsoft iSCSI 軟體啟動程式)。

如果因為某些原因導致您必須使用 VMFS 或 NFS 資料儲存區來設定應用程式資料的環境，您的最佳備份選項為 SMVI。SMVI 可以針對以上三種應用程式產生一致性的備份，但是仍有一些限制。就目前而言，由於 VMware VSS Requestor 存在一些限制 (VMware 針對陰影複製使用副本列舉)，SMVI 無法提供自動異動清除或備份驗證功能。兩者都必須手動完成。此外，VMware VSS Requestor 目前並不針對執行 Windows® Server 2008 的 VM 支援應用程式一致性。因此，這項解決方案僅限於不需要細部交易還原作業的情況 (例如，SQL Server 的時間點還原)，可在備份後執行手動備份驗證，並可執行其他的異動記錄清除方法，例如，針對簡單恢復模式中的 SQL Server 資料庫執行相關作業 (SQL Server 可提供自動化記錄檔清除方法)。

如何執行與應用程式一致性的備份與還原作業？要針對 Microsoft 應用程式達成與應用程式一致性的備份目標，最好的方式就是視需要將 SnapDrive 與適當的 SnapManager 產品 (SnapManager for Microsoft Exchange、SnapManager for Microsoft SQL Server、SnapManager for Microsoft SharePoint Server) 安裝在每一台 VM 中的虛擬作業系統中。這些工具可提供特定的功能讓您執行與應用程式一致的備份、自動化備份驗證與細部還原作業。例如，SnapManager for Exchange 可提供單一郵件信箱恢復功能。您可以在先前的 Tech OnTap 文章取得這些 SnapManager 工具的相關資訊。

執行災難恢復的最佳方式？NetApp SMVI 與特定應用程式專屬的 SnapManager 產品，可針對 VM 與具備以 Microsoft 應用程式為介面，提供複寫與災難恢復功能。您可以使用 VMware vCenter Site Recovery Manager 搭配這些產品，達到完全自動化的災難恢復目標。您可閱讀 Tech OnTap 文章 - 使用 VMware Site Recovery Manager 來簡化災難恢復 (英文) 中所說明的複雜環境，來瞭解此解決方案如何完成容錯移轉的自動化工作流程。

圖 3）) 結合 NetApp SnapManager、SnapMirror 與 VMware Site Recovery Manager 共同為備份/還原與災難恢復需求創造出完整的資料保護解決方案。

如何部署多重路徑？如果您想要增強環境的穩定性，就必須實作多重路徑。在 FC 架構環境中，建議您使用非對稱邏輯單元存取 (ALUA) 通訊協定與循環配置資源 (RR) 路徑選取原則。ALUA 可允許系統在 SCSI 目標裝置與目標連接埠之間自動交涉路徑，藉此啟用動態重新組態。ESX 主機預設會啟用 ALUA。在 NetApp 儲存陣列上的啟動程式群組應該會啟用 ALUA，以形成更為動態或類似隨插即用式的 SAN 架構。RR 路徑選取原則 (PSP) 可提供路徑重複配置與頻寬彙總功能。請注意，虛擬 VM 中不需要配置特定裝置專屬的模組 (DSM)。

對於 iSCSI，vSphere 則於 ESX 主機上加入了多重 TCP 工作階段支援，以提供多重路徑功能。您可以擁有兩組 vmkernel 連接埠，並使用循環配置資源 PSP， 來達到隨插即用式的多重路徑目標。此方法可提供多重主動路徑，而且不需要在虛擬 VM 中配置 DSM。而且，您還可以同時使用傳統與多重交換器分支網路設計，如 TR-3749 所說明。

至於 NFS，您可以同時在傳統與跨堆疊交換器上達到多重路徑目標。如需詳細資訊，請參閱 NetApp TR 3749。

使用 Cisco Nexus 10 GB 乙太網路 (10GbE) 時，ESX 主機上只需要兩組 10GbE 連接埠。Cisco 虛擬連接埠通道 (vPC) 功能可提供重複配置、容錯與安全性

 

圖 4) 使用 Cisco Nexus vPC 來連接 ESX 主機與 NetApp 儲存裝置。

使用重複資料刪除技術與資源隨需配置所帶來的好處？這項組態的好處之一就是無論您選擇哪一種通訊協定，都可以運用 NetApp 儲存效率相關功能 (FlexClone、重複資料刪除技術與資源隨需配置) 來大幅減少所需的儲存空間容量。

典型的虛擬化環境可能會在不同的 VM 中存放同一個作業系統與應用程式二進位檔的多個副本，耗用大量昂貴的共用儲存容量。有了 NetApp 儲存效率相關功能，您可以針對一線儲存裝置省下 50% 以上的儲存空間需求。圖 5 說明在驗證聯合解決方案期間所達到的 92% 空間節省效益。

圖 5）藉由組合 NetApp 儲存效率相關功能所省下的空間。

如何調整環境大小？環境大小調整作業同時包括調整 VMware 資料儲存容區 (內含虛擬作業系統、應用程式二進位檔、VM 分頁檔與 vswap 檔) 與裝載應用程式資料庫及記錄的 LUN 大小。NetApp 已開發出各種大小調整工具，以供您適當調整環境大小。您的 NetApp 系統工程師或經銷商可以協助您依據網站所蒐集到的下列資訊，來調整環境大小：

• 要進行虛擬化處理的應用程式伺服器數量。
• Microsoft 應用程式數量與類型 。
• 各種資料元件的容量需求，包括預計的成長速率。
• 效能需求，包括讀取/寫入與隨機/循序比率 。
• 至於 SQL Server 資料庫，則是指資料庫數量與類型 (OLTP、DSS、混合型) 。
• 至於 Exchange Server，則是指郵件信箱的數量與大小，以及使用者設定檔 。
• 至於 SharePoint Server，則是指使用者數量、每位使用者所需的空間，以及使用者同時處理百分比。
• 備份/還原/災難恢復需求 。

如何驗證我的虛擬化 Microsoft 應用程式環境效能？您可以使用 Microsoft 與協力廠商所提供的相同效能驗證工具，這些工具已應用於實際環境中。這些工具可協助您判斷效能是否符合 Microsoft 準則的要求。為測試這項聯合解決方案效能，我們採用 Microsoft Exchange Load Generation Tool、Microsoft SQLIOSim 公用程式與 AvePoint Sharepoint Test Environment Creator 及 Usage Simulator 來驗證效能。我們針對這些應用程式同時執行所有負載量測試。有關這些應用程式的效能驗證方法與成功條件說明，請參閱TR-3785我們的測試項目驗證了：

• VM 或 ESX 主機內不存在 CPU 或記憶體瓶頸。
• 儲存裝置上不存在 I/O、CPU 或磁碟瓶頸 。
• 所有讀寫延遲皆符合已發佈的 Microsoft 準則。
• 未發生任何網路瓶頸 。

結論

您的資料中心達到 100% 的虛擬化目標之後，我希望本篇文章所說明的資訊能夠協助您了解 Microsoft 應用程式的虛擬化程序。本篇文章僅涵蓋適用 Microsoft 應用程式虛擬化的聯合解決方案重點。如需部署此解決方案所需的詳細資訊，請參閱詳細的 50 頁解決方案指南，這本指南依據 NetApp、 VMware 與 Cisco 所共同合作推出的優秀方案說明相關的組態詳細資料。本指南涵蓋 FC、iSCSI 與 NFS 實作內容。

本文除內建的各項連結之外，還包括下列其他寶貴的資源：

 NetApp 與 VMware vSphere 儲存裝置最佳作法 (TR-3749)。搭配 NetApp 儲存裝置來實作 VMware 的最佳做法。
 使用 Performance Acceleration Module 搭配 Exchange 2007 (TR-3767)。此技術報告說明 PAM 如何在不增加磁碟的情況下，增加可支援的 Exchange 使用者人數。
 SnapManager 指南：
    SnapManager 5.0 for Microsoft Exchange 最佳作法指南 (TR-3730)
    SnapManager for MOSS：最佳作法指南 (TR-3776)
     使用 NetApp SnapManager for Exchange 保護 Exchange Server 2007 (TR-3598)
     SnapManager for Virtual Infrastructure 最佳作法 (TR-3737)
 SRM
    NetApp 與 VMware vCenter SRM 最佳作法 (TR-3671)

Abhinav Joshi 伺服器與桌面平台虛擬化的參考架構設計師 NetApp 當 Abhinav 於 2008 年加入 NetApp 之前，已在資料中心整合及虛擬化的領域上擁有超過 9 年的豐富經驗。他目前的職責包括開發可擴充的參考架構與最佳作法以便安全地將 NetApp 虛擬化儲存裝置與資料保護解決方案，與 VMware 虛擬化技術和 Cisco 統一化運算系統與網路連線技術進行整合，藉此解決相關客戶問題，並協助客戶節省成本。從加入 NetApp 開始，Abhinav 便開始發表文章，並陸續主導與參與本篇文章所提及許多解決方案指南的開發工作。