數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案(一)

訊石光通訊網(wǎng) 2014/7/31 13:56:03

  第1章總述

  為進(jìn)一步推進(jìn)信息化建設(shè),以信息化推動(dòng)業(yè)務(wù)工作的改革與發(fā)展,需要建設(shè)的新一代綠色高效能數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

  1.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求

  1.1.1 傳統(tǒng)架構(gòu)存在的問(wèn)題

  現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建,隨著各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)IT需求的深入發(fā)展,業(yè)務(wù)部門(mén)對(duì)資源的需求正以幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng),傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)方式給管理員和未來(lái)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。具體而言存在如下問(wèn)題:

  l 維護(hù)管理難:在傳統(tǒng)構(gòu)架的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行業(yè)務(wù)擴(kuò)容、遷移或增加新的服務(wù)功能越來(lái)越困難,每一次變更都將牽涉相互關(guān)聯(lián)的、不同時(shí)期按不同初衷建設(shè)的多種物理設(shè)施,涉及多個(gè)不同領(lǐng)域、不同服務(wù)方向,工作繁瑣、維護(hù)困難,而且容易出現(xiàn)漏洞和差錯(cuò)。比如數(shù)據(jù)中心新增加一個(gè)業(yè)務(wù)類(lèi)型,需要調(diào)整新的應(yīng)用訪(fǎng)問(wèn)控制需求,此時(shí)管理員不僅要了解新業(yè)務(wù)的邏輯訪(fǎng)問(wèn)策略,還要精通物理的防火墻實(shí)體的部署、連接、安裝,要考慮是增加新的防火墻端口、還是需要添置新的防火墻設(shè)備,要考慮如何以及何處接入,有沒(méi)有相應(yīng)的接口,如何跳線(xiàn),以及隨之而來(lái)的VLAN、路由等等,如果網(wǎng)絡(luò)中還有諸如地址轉(zhuǎn)換、7層交換等等服務(wù)與之相關(guān)聯(lián),那將是非常繁雜的任務(wù)。當(dāng)這樣的IT資源需求在短期內(nèi)累積,將極易在使得系統(tǒng)維護(hù)的質(zhì)量和穩(wěn)定性下降,同時(shí)反過(guò)來(lái)減慢新業(yè)務(wù)的部署,進(jìn)而阻礙公司業(yè)務(wù)的推進(jìn)和發(fā)展。

  l 資源利用率低:傳統(tǒng)架構(gòu)方式對(duì)底層資源的投入與在上層業(yè)務(wù)所收到的效果很難得到同比發(fā)展,最普遍的現(xiàn)象就是忙的設(shè)備不堪重負(fù),閑的設(shè)備資源儲(chǔ)備過(guò)多,二者相互之間又無(wú)法借用和共用。這是由于對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是以功能單元為中心進(jìn)行建設(shè)的,并不考慮上層業(yè)務(wù)對(duì)底層資源調(diào)用的優(yōu)化,這使得對(duì)網(wǎng)絡(luò)的投入往往無(wú)法取得同樣的業(yè)務(wù)應(yīng)用效果的改善,反而浪費(fèi)了較多的資源和維護(hù)成本。

  l 服務(wù)策略不一致:傳統(tǒng)架構(gòu)最嚴(yán)重的問(wèn)題是這種以孤立的設(shè)備功能為中心的設(shè)計(jì)思路無(wú)法真正從整個(gè)系統(tǒng)角度制訂統(tǒng)一的服務(wù)策略,比如安全策略、高可用性策略、業(yè)務(wù)優(yōu)化策略等等,造成跨平臺(tái)策略的不一致性,從而難以將所投入的產(chǎn)品能力形成合力為上層業(yè)務(wù)提供強(qiáng)大的服務(wù)支撐。

  因此,按傳統(tǒng)底層基礎(chǔ)設(shè)施所提供的服務(wù)能力已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前業(yè)務(wù)急劇擴(kuò)展所需的資源要求,本次數(shù)據(jù)中心建設(shè)必須從根本上改變傳統(tǒng)思路,遵照一種嶄新的體系結(jié)構(gòu)思路來(lái)構(gòu)造新的數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)架構(gòu)。

  1.1.2 數(shù)據(jù)中心目標(biāo)架構(gòu)

  面向服務(wù)的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)成為Web2.0下解決來(lái)自業(yè)務(wù)變更、業(yè)務(wù)急劇發(fā)展所帶來(lái)的資源和成本壓力的最佳途徑。從業(yè)務(wù)層面上主流的IT廠商如IBM、BEA等就提出了摒棄傳統(tǒng)的“面向組件(Component)”的開(kāi)發(fā)方式,而轉(zhuǎn)向“面向服務(wù)”的開(kāi)發(fā)方式,即應(yīng)用軟件應(yīng)當(dāng)看起來(lái)是由相互獨(dú)立、松耦合的服務(wù)構(gòu)成,而不是對(duì)接口要求嚴(yán)格、變更復(fù)雜、復(fù)用性差的緊耦合組件構(gòu)成,這樣可以以最小的變動(dòng)、最佳的需求溝通方式來(lái)適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求增長(zhǎng)。鑒于此,數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)應(yīng)用正在朝“面向服務(wù)的架構(gòu)Service Oriented Architecture(SOA)”轉(zhuǎn)型。與業(yè)務(wù)的SOA相適應(yīng),提出支撐業(yè)務(wù)運(yùn)行的底層基礎(chǔ)設(shè)施也應(yīng)當(dāng)向“面向服務(wù)”的設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變,構(gòu)造“面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心”(Service Oriented Data Center,SODC)。

  傳統(tǒng)組網(wǎng)觀念是根據(jù)功能需求的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的硬件功能盒子堆砌而構(gòu)建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的,這非常類(lèi)似于傳統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)的組件堆砌,被已經(jīng)證明為是一種較低效率的資源調(diào)用方式,而如果能夠?qū)⒄麄€(gè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建看成是由封裝完好、相互耦合松散、但能夠被標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一調(diào)度的“服務(wù)”組成,那么業(yè)務(wù)層面的變更、物理資源的復(fù)用都將是輕而易舉的事情。SODC就是要求當(dāng)SOA架構(gòu)下業(yè)務(wù)的變更,導(dǎo)致軟件部分的服務(wù)模塊的組合變化時(shí),松耦合的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也能根據(jù)應(yīng)用的變化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)重組以適配業(yè)務(wù)變更所帶來(lái)的資源要求的變化,而盡可能少的減少?gòu)?fù)雜硬件的相關(guān)性,從運(yùn)行維護(hù)、資源復(fù)用效率和策略一致性上徹底解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的頑疾。

  具體而言SODC應(yīng)形成這樣的資源調(diào)用方式:底層資源對(duì)于上層應(yīng)用就象由服務(wù)構(gòu)成的“資源池”,需要什么服務(wù)就自動(dòng)的會(huì)由網(wǎng)絡(luò)調(diào)用相關(guān)物理資源來(lái)實(shí)現(xiàn),管理員和業(yè)務(wù)用戶(hù)不需要或幾乎可以看不見(jiàn)物理設(shè)備的相互架構(gòu)關(guān)系以及具體存在方式。SODC的框架原型應(yīng)如下所示:

  在圖中,隔在物理架構(gòu)和用戶(hù)之間的“交互服務(wù)層”實(shí)現(xiàn)了向上提供服務(wù)、向下屏蔽復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)的作用,使得網(wǎng)絡(luò)使用者看到的網(wǎng)絡(luò)不是由復(fù)雜的基礎(chǔ)物理功能實(shí)體構(gòu)成的,而是一個(gè)個(gè)智能服務(wù)——安全服務(wù)、移動(dòng)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)……等等,至于這些服務(wù)是由哪些實(shí)際存在的物理資源所提供,管理員和上層業(yè)務(wù)都無(wú)需關(guān)心,交互服務(wù)層解決了一切資源的調(diào)度和高效復(fù)用問(wèn)題。

  SODC和SOA構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心IT架構(gòu)必將是整個(gè)數(shù)據(jù)中心未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì),雖然實(shí)現(xiàn)真正理想的SODC和SOA融合的架構(gòu)將是一個(gè)長(zhǎng)期的歷程,但在向該融合框架邁進(jìn)的每一步實(shí)際上都將會(huì)形成對(duì)網(wǎng)絡(luò)靈活性、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、資源利用效率、投資效益等等方面的巨大改善。因此本次數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)建設(shè),要求盡可能的遵循如上所述的新一代面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)框架。

  1.2 數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)目標(biāo)

  在基于SODC的設(shè)計(jì)框架下,新一代數(shù)據(jù)中心應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下設(shè)計(jì)目標(biāo):

  l 簡(jiǎn)化管理:使上層業(yè)務(wù)的變更作用于物理設(shè)施的復(fù)雜度降低,能夠最低限度的減少了物理資源的直接調(diào)度,使維護(hù)管理的難度和成本大大降低。

  l 高效復(fù)用:使得物理資源可以按需調(diào)度,物理資源得以最大限度的重用,減少建設(shè)成本,提高使用效率。即能夠?qū)崿F(xiàn)總硬件資源占用量降低了,而每個(gè)業(yè)務(wù)得到的服務(wù)反而更有充分的資源保證了。

  l 策略一致:降低具體設(shè)備個(gè)體的策略復(fù)雜性,最大程度的在設(shè)備層面以上建立統(tǒng)一、抽象的服務(wù),每一個(gè)被充分抽象的服務(wù)都按找上層調(diào)用的目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范和策略化,這樣整個(gè)IT將可以達(dá)到理想的服務(wù)規(guī)則和策略的一致性。

  1.3 數(shù)據(jù)中心技術(shù)需求

  SODC架構(gòu)是一種資源調(diào)度的全新方式,資源被調(diào)用方式是面向服務(wù)而非象以前一樣面向復(fù)雜的物理底層設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)的,而其中交互服務(wù)層是基于服務(wù)調(diào)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。交互服務(wù)層的形成是由網(wǎng)絡(luò)智能化進(jìn)一步發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的,它是底層的物理網(wǎng)絡(luò)通過(guò)其內(nèi)在的智能服務(wù)功能,使得其上的業(yè)務(wù)層面看不到底層復(fù)雜的結(jié)構(gòu),不用關(guān)心資源的物理調(diào)度,從而最大化的實(shí)現(xiàn)資源的共享和復(fù)用。要形成SODC要求的交互服務(wù)層,必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出以下要求:

  1.3.1 整合能力

  SODC要求將數(shù)據(jù)中心所需的各種資源實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的整合,這是后續(xù)上層業(yè)務(wù)能看到底層網(wǎng)絡(luò)提供各類(lèi)SODC服務(wù)的基礎(chǔ)。整合的概念不是簡(jiǎn)單的功能增多,雖然整合化的一個(gè)體現(xiàn)是很多獨(dú)立設(shè)備的功能被以特殊硬件的方式整合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中,但其真正的核心思想是將資源盡可能集中化以便于跨平臺(tái)的調(diào)用,而物理存在方式則可自由的根據(jù)需要而定。

  數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)所必須提供的資源包括:

  l 智能業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)所必須的智能功能,比如服務(wù)質(zhì)量保證、安全訪(fǎng)問(wèn)控制、設(shè)備智能管理等等;

  l 數(shù)據(jù)中心的三大資源網(wǎng)絡(luò):高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò);存儲(chǔ)交換網(wǎng)絡(luò);數(shù)據(jù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。

  這兩類(lèi)資源的整合將是檢驗(yàn)新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)SODC能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。

  1.3.2 虛擬化能力

  虛擬化其實(shí)就是把已整合的資源以一種與物理位置、物理存在、物理狀態(tài)等無(wú)關(guān)的方式進(jìn)行調(diào)用,是從物理資源到服務(wù)形態(tài)的質(zhì)變過(guò)程。虛擬化是實(shí)現(xiàn)物理資源復(fù)用、降低管理維護(hù)復(fù)雜度、提高設(shè)備利用率的關(guān)鍵,同時(shí)也是為未來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)資源協(xié)調(diào)和配置打下基礎(chǔ)。

  新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)要求能夠提供多種方式的虛擬化能力,不僅僅是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化(比如VLAN、VPN等),還必須做到:

  l 交換虛擬化

  l 智能服務(wù)虛擬化

  l 服務(wù)器虛擬化

  1.3.3 自動(dòng)化能力

  自動(dòng)化是SODC架構(gòu)中上層自動(dòng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用必須條件。在高度整合化和虛擬化的基礎(chǔ)上,服務(wù)的部署完全不需要物理上的動(dòng)作,資源在虛擬化平臺(tái)上可以與物理設(shè)施無(wú)關(guān)的進(jìn)行分配和整合,這樣我們只需要將一定的業(yè)務(wù)策略輸入給智能網(wǎng)絡(luò)的策略服務(wù)器,一切的工作都可以按系統(tǒng)自身最優(yōu)化的方式進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估、決策和調(diào)配實(shí)現(xiàn)。

  這部分需要做到兩方面的自動(dòng)化:

  l 網(wǎng)絡(luò)管理的自動(dòng)化

  l 業(yè)務(wù)部署的自動(dòng)化

  1.3.4 綠色數(shù)據(jù)中心要求

  當(dāng)前的能源日趨緊張,能源的價(jià)格也飛揚(yáng)直上;綠地(Green Field)是我們每個(gè)人都關(guān)心的議題。如何最大限度的利用能源、降低功耗,以最有效率方式實(shí)現(xiàn)高性能、高穩(wěn)定性的服務(wù)是新一代的數(shù)據(jù)中心必須考慮的問(wèn)題。

新聞來(lái)源:百度文庫(kù)

相關(guān)文章