VMware业务系统迁移上云方案

背景

客户要将业务从自建的虚拟化数据中心迁移至UCloud，希望能够将多年前的VMware体系换到公有云体系。其中：

• 客户希望上云过程不影响到现有业务；
• 去除机房托管的过保设备，减少不必要的支出；
• 减少资源的维护人力和运维压力；

另外，希望迁移过程不要太长，不要影响市场推广等工作及业务创新。

一、迁移评估

经过可行性分析，至少存在以下挑战：

1. 客户的操作系统类型较多且版本老旧，其中大多是windows Server版本。
2. 业务系统无法重建，原因是软件没有部署指导文档及源码，或找不到可以重新部署的人员。
3. 数据迁移量较大，其中数据库及备份数据较大。
4. 客户使用的商业软件版本过老、未购买授权等原因，导致客户无法或不想重建业务系统，例如购买的第三方商业版全套系统软件，如SAP、ERP等。

基于以上原因，无法使用现成的工具，因为迁移工具对主流操作系统（CentOS、Ubuntu）支持较好，但是比较老的系统，由于新的硬件驱动缺乏厂商支持原因，导致无法使用。

因此，只能通过镜像方式迁移。

二、迁移方案

基于上述背景及迁移评估，整体迁移思路基本是2个方向：

1. 公网传输

前置条件是：

1. 公网带宽足够大，且不影响现有生产业务；
2. 数据敏感性不高，允许公网传输；
3. 数据量不太大，最好不超过10T级；

2、线下磁盘拷贝

对于数据量太大、公网带宽不够大、因安全因素不方便公网传输等，是公网在线传输做不到的，可以体现线下磁盘拷贝的优势。

这里使用U闪盘（可以理解为AWS的snowball、阿里的闪电立方）来做镜像的传输。主要有以下优势：

1. **数据安全性高、空间大：**做了raid5的大容量空间，对于数据的安全性有保障。
2. **传输速度快：**接口支持USB3.0，速度最大支持500MB/s，存储介质读写速度在150MB/s左右。
3. **可挂载物理服务器：**托管区物理机与公有云区内网互通，且与公有云US3服务内网连通，如需将大量机房外的数据拷贝到机房内，可通过这种方式进行数据传输。

为了简化步骤，减少中间态等待时间，且为了缩短单个迁移过程时间，采用异步操作，减少同步操作带来的等待时间。

在此例中，由于数据太大，为加快迁移速度，因此选择了方案2，线下磁盘迁移方式。

三、迁移详情

迁移流程图如下：

首先需要：

• 关闭Guest系统的Windows组策略；
• 卸载Guest系统的VMware-Tool工具；
• 关闭防病毒软件；
• 关闭虚拟机。

上述流程中需提前创建物理云服务器，通过U闪盘进行系统盘和数据盘镜像的传输，将存储好数据的U闪盘挂载到物理云服务器，同时在物理云主机内完成系统盘镜像的格式转换和驱动的注入过程。

在物理云主机内通过内部API，创建临时中转机器，并创建具有系统盘属性的云盘，把挂载的U闪盘当作本地盘，通过qemu-nbd，将U闪盘的系统盘和数据盘分别远程挂载到创建的中转机的两块云盘上（系统盘与数据盘）。

将临时创建的中转机绑定的两块云盘卸载下来，通过系统盘创建云主机（该过程需要内部API来实现），将另一块磁盘当作数据盘挂载，完成对云主机系统盘数据盘的迁移。

3.1IDC中VMware环境准备

1.vSphere客户端连接vCenter服务器

安装vsphere客户端，远程连接到IDC中VMware的管理节点vCenter，其将对应克隆出的镜像传输到U闪盘中保存。

2.导出镜像

对于关机离线的系统，可以直接导出OVF或者VMDK格式的镜像；对于未能离线导出的系统，可进行镜像克隆，克隆后的格式为VMDK。

3.2中转服务器环境准备

①安装KVM虚拟化环境

安装CentOS 7操作系统，并确保支持开启硬件虚拟化功能；确保磁盘空间不少于迁移数据量。安装KVM虚拟化，执行命令如下：

# yum install qemu-kvm qemu-key-tools libvirt  qemu-img
# yum install virt-*
# modprobe kvm
# modprobe kvm_intel
# systemctl start libvirtd
# systemctl enable libvirtd.service

②安装virt-v2v

考虑到兼容云服务商的兼容性问题（例如IO及网络的加速，系统的高内核版本），针对老旧的系统，如：Windows 2000，Windows Server 2003，Windows Server 2008等，需要用virt-v2v转换。

对于IO加速，通过virt-v2v自动注入VirtIO驱动来解决，可以把虚拟机从一个虚拟平台导入到另外一个虚拟平台，使用 virt-v2v 命令将其它虚拟机监控程序（hypervisor）上运行的虚拟机进行转换，从而可以在 Red Hat Enterprise Virtualization 或由 libvirt 管理的 KVM 上运行。当前，virt-v2v 可以转换在 Xen、KVM 和 VMWare ESX / ESX(i) 上运行的 Red Hat Enterprise Linux 虚拟机和 Windows 虚拟机。在需要的情况下，virt-v2v 会在被转换的虚拟机上启用准虚拟化（VirtIO）驱动。

virt-v2v将外部的虚拟化平台上的虚拟机转化到可以运行的KVM平台上。它可以读取运行在VMware、Xen、Hyper-V和其他虚拟机管理程序上的Windows和Linux的虚拟机，并将其转换为KVM的libvirt，OpenStack，oVirt，红帽虚拟化（RHV）等几种方式。

# yum install virt-v2v

③宿主机上安装VirtIO驱动

Virtio驱动程序是KVM虚拟机的半虚拟化设备驱动程序，半虚拟化驱动程序可提高机器性能，减少I / O延迟并将吞吐量提高到接近裸机水平。安装Windows的VirtIO驱动如下：

# yum install libguestfs-winsupport libguestfs-tools
# wget https://fedorapeople.org/groups/virt/VirtIO-win/VirtIO-win.repo
-O /etc/yum.repos.d/VirtIO-win.repo
# yum install VirtIO-win

④安装ntfs-3g，用于挂载U闪盘

NTFS-3G支持在Linux, FreeBSD, Mac OS X, NetBSD, Haiku等操作系统下读写NTFS格式的分区。除了完全的文件属主和访问权限，它支持所有符合POSIX标准的磁盘操作。目的是为那些用户需要与NTFS可靠互通的硬件平台和操作系统提供可信任的、功能丰富的高性能方案。

# yum install epel-release
# yum install ntfs*

⑤编译安装NDB

安装NBD可被用来进行远程存储和备份，NBD的驱动程序在本地客户端模拟了一个块设备，比如一个磁盘或者是一块磁盘分区，但实际提供物理支持的却是通过网络连接的远程服务器。

3.3镜像格式转换与VirtIO驱动注入

转换磁盘文件并注入VirtIO驱动程序，执行命令如下：

# export LIBGUESTFS_BACKEND=direct
# virt-v2v -i vmx server2003.vmx -of qcow2 -o qemu -os ./
// 注：执行命令virt-v2v -i vmx “vmx文件名” –of qcow2 –o qemu –os “转换后磁盘文件存放路径”，默认是把系统盘与数据盘都进行转换，为了节省转换时间，可以修改vmx文件只进行系统盘的转换。

3.4通过API创建中转系统盘及数据盘

通过API创建新的云盘，作为用来开启云主机的系统盘，以及用来导入数据的数据盘（其中系统属性的磁盘为内部API）。新创建的两块云盘均为临时中转盘，用来存储导入镜像的系统以及数据。

具体的API可参考：github.com/ucloud

3.5远程挂载云盘与磁盘拷贝

为减少迁移耗时的流程，将U闪盘的系统盘和数据盘以网络的形式直接挂载到新创建的VM上，然后将U闪盘内的数据与临时中转机创建的云盘实现内网的磁盘数据拷贝。鉴于磁盘IO和网络带宽的限制，上述方案可省去公网传输和对象存储US3存储镜像的中转过程。

具体过程如下：使用qemu-nbd的远程磁盘挂载，将U闪盘的数据盘，直接挂载到云盘上。然后将云盘卸载，挂载到对应的客户机器上去。

①在物理云服务器上将U闪盘的磁盘镜像挂载到nbd的特定端口

# qemu-nbd -r -t -v -f qcow2 -p 5000 web-sdc.qcow2
// 注：5000为端口号，web-sdc为数据盘镜像。

②在中转机上安装qemu-img，将远程的数据盘镜像挂载到新创建的云硬盘。

# qemu-img convert nbd://10.23.xx.xx:5000 /dev/vdc
// 注：10.23.xx.xx为物理服务器内网IP地址，/dev/vdc为新创建的云盘。

3.6创建云主机并挂载数据盘

对于已经同步过数据的系统盘与数据盘，通过API对系统盘进行云主机的创建；对于云数据盘，需要先将中转机上的云盘进行卸载，然后挂载到需要开启的目标云主机上，从而达到云主机的创建与数据盘的挂载功能。UCloud有自动化的脚本及程序来实现以上过程。

四、经验

通过本次迁移，确认可以支持和限制因素如下，供参考。

4.1支持

对于VMware，此迁移支持以下环境：

1. 支持vSphere、ESXI。
2. 支持系统盘和数据盘迁移。
3. 支持操作系统RHEL 3-7，Centos 3-7，Ubuntu 10.04，12.04，14.04，16.04以上，Windows XP-Windows 10/ Windows Server2016。

4.2限制

1. VMware Workstation创建的主机迁移存在失败风险。
2. Windows 7 和Windows Server 2008 R2需要开启支持SHA-2证书。
3. 需要关闭操作系统迁移，不支持在线热迁。
4. 需要卸载防病毒软件。
5. 需要卸载虚拟化平台工具。

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