引言:
目前電信行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入全業(yè)務(wù)競爭時代,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)方式已經(jīng)無法滿足電信運(yùn)營商市場競爭的需要,需要對數(shù)據(jù)中心建設(shè)的新模式進(jìn)行探討,幫助電信運(yùn)營商打造具有市場競爭力的新一代數(shù)據(jù)中心。本文主要探討云計算技術(shù)的發(fā)展情況及其在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的應(yīng)用。
1. 數(shù)據(jù)中心發(fā)展情況
1.1 數(shù)據(jù)中心的定義
數(shù)據(jù)中心是以電信級機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)資源為依托,以高水平專業(yè)化技術(shù)支撐隊伍為基礎(chǔ),為各類用戶提供各種資源出租以及相關(guān)增值服務(wù),并定期向用戶收取相應(yīng)服務(wù)費(fèi)用的一種電信服務(wù)。數(shù)據(jù)中心擁有完善的設(shè)備(包括高速互聯(lián)網(wǎng)接入帶寬、高性能網(wǎng)絡(luò)、安全可靠的機(jī)房環(huán)境等)、專業(yè)化的管理、完善的應(yīng)用級服務(wù)的服務(wù)平臺。
1.2 國際國內(nèi)IDC 的發(fā)展現(xiàn)狀
目前數(shù)據(jù)中心主要經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。第一階段主要是提供場地、電源、帶寬等基礎(chǔ)資源的托管服務(wù)。第二階段在托管服務(wù)的基礎(chǔ)上,提供各類安全、代維等增值服務(wù)。第三階段則以客戶為中心,以服務(wù)為導(dǎo)向,在數(shù)據(jù)中心高性能架構(gòu)的基礎(chǔ)上,提供各類咨詢、外包等融合服務(wù),即從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心演變成為客戶IT 服務(wù)中心。目前國內(nèi)的運(yùn)營商基本屬于第二代初級階段。
由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心需要大量基礎(chǔ)設(shè)施資源,造成服務(wù)器和存儲設(shè)備數(shù)量快速增長。但由于基礎(chǔ)資源分配手段落后,導(dǎo)致設(shè)備利用率不高,且無法將富余的處理能力分配給其他客戶,造成一方面資源總量不足,另一方面資源利用率卻偏低的現(xiàn)象。
目前各電信運(yùn)營商為應(yīng)對全業(yè)務(wù)競爭的市場態(tài)勢,正積極引入先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)理念來解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的不足,建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心。目前一種可以引入數(shù)據(jù)中心的相對成熟的技術(shù)是云計算。
2. 云計算介紹
2.1 云計算的定義
云計算是將計算分布在大量的分布式計算機(jī)上,使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和信息服務(wù)。數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將與互聯(lián)網(wǎng)更加相似,使得運(yùn)營商能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上,根據(jù)需求訪問計算機(jī)和存儲系統(tǒng)。
狹義的云計算是指IT 基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源(硬件、平臺、軟件)。廣義的云計算是指服務(wù)的交付和使用模式,指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)。
云計算包括以下幾個層次的服務(wù):基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS),平臺即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)。云計算服務(wù)通常提供通用的通過瀏覽器訪問的在線應(yīng)用,軟件和數(shù)據(jù)可以存儲在數(shù)據(jù)中心。
2.2 云計算的服務(wù)層次
(1) 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)。運(yùn)營商提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(包括網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、機(jī)房、電源、散熱等)。這種服務(wù)注重計算資源的共享,用戶通過互聯(lián)網(wǎng)可以獲得虛擬的服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)。
(2)平臺即服務(wù)(PaaS)。運(yùn)營商提供應(yīng)用框架平臺服務(wù)(包括應(yīng)用中間件、應(yīng)用編程框架,底層基礎(chǔ)設(shè)施涵蓋在其中,用戶不需要關(guān)注)。這種形式把開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)提供給客戶,客戶可以使用中間商的設(shè)備來開發(fā)自己的程序。
(3)軟件即服務(wù)(SaaS)。運(yùn)營商提供最終的應(yīng)用服務(wù)(應(yīng)用平臺和底層基礎(chǔ)設(shè)施涵蓋其中,用戶不需要關(guān)注),通過瀏覽器把程序傳給成千上萬的用戶。在用戶看來,這樣會省去在服務(wù)器和軟件授權(quán)上的開支;在供應(yīng)商看來,這樣只需要維持一個程序即可,可降低成本。
2.3 云計算的基礎(chǔ)——虛擬化技術(shù)
虛擬化就是把物理資源轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬌峡梢怨芾淼馁Y源,以打破物理結(jié)構(gòu)間的壁壘,實(shí)現(xiàn)資源的靈活調(diào)配及統(tǒng)一管理。虛擬化將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、存儲等以資源池的形式隔離開來,使用戶能更合理、更充分地控制與管理各種資源。
對于數(shù)據(jù)中心來說,虛擬化主要是指服務(wù)器和存儲的虛擬化,也可以包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的虛擬化。服務(wù)器虛擬化允許用戶在單一主機(jī)上運(yùn)行多個虛擬客戶機(jī)。通過這種方式,可以增加虛擬機(jī)的移動性、降低運(yùn)行成本、減少管理費(fèi)用、實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合等。存儲虛擬化就是把多個存儲介質(zhì)模塊(硬盤、RAID 等)通過一定的手段集中管理起來,所有的存儲模塊在一個存儲池中統(tǒng)一管理。
3. 在數(shù)據(jù)中心引入云計算技術(shù)的思路
3.1 總體思路
在數(shù)據(jù)中心引入云計算技術(shù),是為了實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心向客戶IT 服務(wù)中心的轉(zhuǎn)變。由于目前云計算技術(shù)在國內(nèi)尚未大規(guī)模應(yīng)用,其部署運(yùn)行的經(jīng)驗嚴(yán)重缺乏,因此,在數(shù)據(jù)中心引入云計算技術(shù)只能是一個分期建設(shè)、逐步完善的過程。
目前,作為云計算基礎(chǔ)的虛擬化技術(shù)已經(jīng)相對成熟,具備了大規(guī)模引入的條件。因此引入虛擬化技術(shù),首先實(shí)現(xiàn)IaaS 級的云計算服務(wù),是建設(shè)新一代數(shù)據(jù)中心的一個可行的選擇。虛擬化技術(shù)可以大大提高數(shù)據(jù)中心資源(主機(jī)、存儲、網(wǎng)絡(luò)等)的利用率,而且可以為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)PaaS 和SaaS打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
在數(shù)據(jù)中心引入虛擬化技術(shù),也是一個逐步建設(shè)的過程。尤其是目前已經(jīng)投入使用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心,對其進(jìn)行虛擬化改造更應(yīng)謹(jǐn)慎,保證現(xiàn)有業(yè)務(wù)的安全。
3.2 新建數(shù)據(jù)中心引入虛擬化的思路
對于新建數(shù)據(jù)中心,由于沒有前期業(yè)務(wù)的干擾,可以比較放心地引入虛擬化。但考慮到對技術(shù)的理解和消化需要一個適應(yīng)的過程,因此建議首先實(shí)現(xiàn)服務(wù)器或存儲的虛擬化,最后實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化。
對于新建數(shù)據(jù)中心,引入虛擬化的總體思路如下:
(1)首先實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化。
可以通過虛擬化軟件對新增主機(jī)進(jìn)行管理,實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的虛擬化。目前最為常見的虛擬化軟件是Vmware 的軟件。運(yùn)營商可以單獨(dú)購買虛擬化軟件,也有的服務(wù)器廠家設(shè)備本身就集成了虛擬化軟件,運(yùn)營商可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。
(2)第二步是實(shí)現(xiàn)存儲的虛擬化。
存儲虛擬化的實(shí)現(xiàn)可以從幾個方面進(jìn)行考慮:
①基于主機(jī)(應(yīng)用服務(wù)器)的虛擬化,通過運(yùn)行存儲管理軟件實(shí)現(xiàn)。這種方式實(shí)現(xiàn)起來最容易,但是可能因為運(yùn)行虛擬化軟件而占用服務(wù)器的處理能力,影響到系統(tǒng)的整體性能。
②基于存儲層的虛擬化,在存儲設(shè)備內(nèi)部或存儲子系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。這種方法實(shí)現(xiàn)起來相對容易,但是這類設(shè)備目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),因此不同廠商的存儲產(chǎn)品很難在單一的存儲系統(tǒng)中無縫集成。
③基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化,可以在交換機(jī)、路由器、存儲服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)。將存儲網(wǎng)絡(luò)上的各種品牌的存儲子系統(tǒng)整合成一個或多個可以集中管理的存儲池,并在存儲池中按需建立一個或多個不同大小的虛卷,并將這些虛卷按一定的讀寫授權(quán)分配給存儲網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用服務(wù)器。
考慮到運(yùn)營商的實(shí)際情況,以及數(shù)據(jù)中心維護(hù)的便利性,采用基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化方案實(shí)現(xiàn)存儲的虛擬化是比較好的選擇?梢栽赟AN 交換機(jī)上側(cè)掛虛擬化設(shè)備或運(yùn)行虛擬化軟件來實(shí)現(xiàn)。
(3)第三步是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化。
網(wǎng)絡(luò)虛擬化主要是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(交換機(jī)、路由器)的虛擬化,也包括安全設(shè)備(如防火墻)的虛擬化。它可以是多臺設(shè)備虛擬成為一臺設(shè)備,也可以是一臺設(shè)備虛擬成為多臺設(shè)備,可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置。網(wǎng)絡(luò)的虛擬化最主要的目的是向更多的客戶提供網(wǎng)絡(luò)資源的服務(wù),增加數(shù)據(jù)中心的收入。
3.3 現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心引入虛擬化的思路
對于已經(jīng)投入使用的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心,由于其運(yùn)行著大量業(yè)務(wù),在引入虛擬化技術(shù)時必須保證現(xiàn)有業(yè)務(wù)的安全。因此不宜搞“一刀切”,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,采取不同的方式引入虛擬化技術(shù)。思路如下:
(1)可以先實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的虛擬化,后實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和存儲的虛擬化。
(2)如果數(shù)據(jù)中心機(jī)房仍有擴(kuò)容空間,則先在新增的服務(wù)器(一定要采用支持虛擬化的產(chǎn)品,最好是刀片式服務(wù)器)或存儲(最好采用支持FCoE 的產(chǎn)品)上實(shí)現(xiàn)虛擬化,然后逐步在原有服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)虛擬化(對不支持虛擬化的原有服務(wù)器應(yīng)逐步進(jìn)行替換)。在此過程中,可能出現(xiàn)不止一次的數(shù)據(jù)遷移,必須提前做好割接準(zhǔn)備和數(shù)據(jù)備份工作。
(3)如果IDC 機(jī)房已經(jīng)沒有擴(kuò)容空間,則可以在現(xiàn)有設(shè)備中選擇部分支持虛擬化的產(chǎn)品進(jìn)行部署,然后逐步將其他不支持虛擬化的設(shè)備替換掉。需要說明的是,這種情況下我們首先考慮的不是設(shè)備的改造,而是如何保證現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的安全。
(4)存儲虛擬化實(shí)現(xiàn)的方式更多,也更加靈活,因此可以先實(shí)現(xiàn)存儲虛擬化,后實(shí)現(xiàn)服務(wù)器虛擬化。實(shí)現(xiàn)存儲虛擬化仍然優(yōu)先推薦基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化方式。
4. 結(jié)語
云計算技術(shù)在近幾年得到了快速發(fā)展,其市場應(yīng)用逐步擴(kuò)大,其前景是毋庸置疑的。電信運(yùn)營商建設(shè)數(shù)據(jù)中心時,應(yīng)該積極研究如何引入云計算技術(shù),提高數(shù)據(jù)中心設(shè)備的使用效率,減低運(yùn)營成本,增強(qiáng)市場競爭力。
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