對(duì)數(shù)據(jù)中心的新要求

隨著中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司業(yè)務(wù)和應(yīng)用系統(tǒng)的不斷發(fā)展，原有數(shù)據(jù)中心已經(jīng)不能滿足企業(yè)發(fā)展的需要，因此，企業(yè)對(duì)新建數(shù)據(jù)中心提出整合資源、具備虛擬化和自動(dòng)化能力以及綠色節(jié)能的要求。

信息系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)中心”通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向企業(yè)或公眾提供信息服務(wù)。具體來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)中心是在一幢建筑物內(nèi)，以特定業(yè)務(wù)應(yīng)用中的各類數(shù)據(jù)為核心，依托IT技術(shù)，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，建立數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、傳輸和綜合分析的一體化數(shù)據(jù)信息管理體系。信息系統(tǒng)為企業(yè)帶來(lái)了業(yè)務(wù)流程的標(biāo)準(zhǔn)化和運(yùn)營(yíng)效率的提升，數(shù)據(jù)中心則為信息系統(tǒng)提供穩(wěn)定、可靠的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行環(huán)境，并保證可以方便地維護(hù)和管理信息系統(tǒng)。

本文將重點(diǎn)圍繞面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心三要素：“計(jì)算”、“網(wǎng)絡(luò)”和“存儲(chǔ)”展開(kāi)討論。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求

中國(guó)鋁業(yè)廣西分公司（以下簡(jiǎn)稱“廣西分公司”）數(shù)據(jù)中心建設(shè)的目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的、新一代的面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，其中的智能業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)制是實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。智能業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)制是由網(wǎng)絡(luò)智能化進(jìn)一步發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的，要形成云計(jì)算要求的智能化資源調(diào)度，就需要達(dá)成以下目標(biāo)：

整合能力。要形成云計(jì)算的資源池，必須使上層業(yè)務(wù)所需的IT資源在系統(tǒng)中是“可見(jiàn)的”，如同打印機(jī)從并口相連變成網(wǎng)絡(luò)相連，打印資源被更多的使用者“可見(jiàn)”，從而打印功能被充分復(fù)用；磁盤從直接連接（DAS）成為SAN連接，磁盤存儲(chǔ)資源也被更多的主機(jī)“可見(jiàn)”，從而存儲(chǔ)資源得到充分利用。這種資源共享化過(guò)程，就是資源的整合化。資源整合需要經(jīng)歷兩個(gè)步驟：

IT資源的網(wǎng)絡(luò)化：在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地將IT智能資源網(wǎng)絡(luò)化，以達(dá)到通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)用的“可見(jiàn)性”。

IT資源的集中化：資源網(wǎng)絡(luò)化后，如果資源物理部署過(guò)于分散，或資源完全存在于無(wú)法相連通且不兼容的網(wǎng)絡(luò)中，則也將無(wú)法成為整合資源。

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、物理存在和物理狀態(tài)等無(wú)關(guān)的方式進(jìn)行調(diào)用，是云計(jì)算架構(gòu)中IT資源池形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在云計(jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)中，與IT資源相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)當(dāng)有合理的虛擬化設(shè)計(jì)，這包括：應(yīng)用/數(shù)據(jù)資源的虛擬化，主機(jī)計(jì)算（操作系統(tǒng)平臺(tái)）虛擬化，網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

自動(dòng)化能力。自動(dòng)化是云計(jì)算架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)按需、按質(zhì)、定量供給IT資源滿足上層業(yè)務(wù)需求的關(guān)鍵一步，自動(dòng)化的本質(zhì)是按業(yè)務(wù)需求對(duì)IT資源池中的資源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、優(yōu)化的調(diào)度。理想的自動(dòng)化情境中，業(yè)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)地進(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)。

綠色數(shù)據(jù)中心。當(dāng)前的能源日趨緊張，能源的價(jià)格也飛揚(yáng)直上，如何最大限度地利用能源并降低功耗，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。

數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)及實(shí)施應(yīng)充分遵循以下原則：采用新一代的云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建新一代的綠色數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建面向云服務(wù)的高可靠性，具備預(yù)見(jiàn)性和架構(gòu)通用性。

2.數(shù)據(jù)中心服務(wù)器部署

如果說(shuō)數(shù)據(jù)中心是企業(yè)IT架構(gòu)的核心，服務(wù)器則是其“力量的源泉”。服務(wù)器的計(jì)算能力很大程度上決定了數(shù)據(jù)中心的處理能力，服務(wù)器的運(yùn)行狀況決定著數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行，服務(wù)器的能效對(duì)數(shù)據(jù)中心能耗亦有深遠(yuǎn)的影響。

目前，業(yè)界主流的服務(wù)器硬件可分為CISC和RISC兩種架構(gòu)。CISC即復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)采用大規(guī)模指令集處理數(shù)據(jù)的處理器，RISC是精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)。Intel80×86處理器是最常見(jiàn)的CISC設(shè)備，它們能為多處理環(huán)境提供可靠性、兼容性以及伸縮性等理想的高級(jí)架構(gòu)。

操作系統(tǒng)是所有服務(wù)器的核心和靈魂，它是使應(yīng)用程序和軟件了解底層硬件的關(guān)鍵軟件。操作系統(tǒng)定義了服務(wù)器硬件的特性并對(duì)其加以利用，因此，操作系統(tǒng)的選擇非常關(guān)鍵。當(dāng)前，業(yè)界有多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器操作系統(tǒng)，但它們從廣義上可以被分為Windows或UNIX系統(tǒng)，用戶可根據(jù)自身業(yè)務(wù)系統(tǒng)的要求進(jìn)行選擇。

虛擬化技術(shù)的引入，不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做本質(zhì)上的顛覆，原先的架構(gòu)仍然是延續(xù)的，只是在數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施方面，大大減少了需要維護(hù)和管理的設(shè)備。對(duì)于虛擬化服務(wù)器，搭建了虛擬化集群，并進(jìn)行統(tǒng)一管理。原有的服務(wù)器設(shè)備仍可以正常運(yùn)行，并且與虛擬化服務(wù)器融合在一起，從網(wǎng)絡(luò)層面構(gòu)建VLAN、數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)隔離等，都可以延續(xù)原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)管理模式。

隨著虛擬化的不斷應(yīng)用，可以不斷動(dòng)態(tài)地增加虛擬化集群的規(guī)模，搭建更健康的IT體系架構(gòu)。客戶端方面，延續(xù)了原先的訪問(wèn)模式，對(duì)于虛擬服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互等操作，等同于原先傳統(tǒng)物理服務(wù)器的訪問(wèn)模式，不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)造成任何不利影響。

3.數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想

廣西分公司數(shù)據(jù)中心局域網(wǎng)絡(luò)將采用層次化和模塊化的設(shè)計(jì)。好處如下：

節(jié)約成本：正確設(shè)計(jì)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)可以提高業(yè)務(wù)效率和降低運(yùn)營(yíng)成本。

便于擴(kuò)展：一個(gè)模塊化或者層次化的網(wǎng)絡(luò)由很多更加便于復(fù)制、改造和擴(kuò)展的模塊所構(gòu)成，每個(gè)模塊可以在不影響其他模塊或者網(wǎng)絡(luò)核心的情況下投入使用或者停止使用。

加強(qiáng)故障隔離能力：通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)分為多個(gè)可管理的小型組件，企業(yè)可以大幅度簡(jiǎn)化故障定位和排障處理時(shí)效。

符合運(yùn)維管理的基本準(zhǔn)則：在運(yùn)維管理中，對(duì)不同的變更有嚴(yán)格的系統(tǒng)影響評(píng)估，給予不同的變更流程。

新一代數(shù)據(jù)中心所需要的虛擬化是“融合的虛擬化”而非“孤島式虛擬化”，網(wǎng)絡(luò)是資源整合的核心，同樣網(wǎng)絡(luò)也是虛擬化融合的核心。網(wǎng)絡(luò)的邏輯架構(gòu)是建立在融合的虛擬化架構(gòu)基礎(chǔ)上的，傳統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)，包括VLAN規(guī)劃、路由和地址結(jié)構(gòu)等，都應(yīng)服務(wù)于新的融合的虛擬化架構(gòu)。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)包括如下內(nèi)容：

具備虛機(jī)動(dòng)態(tài)遷移感知的設(shè)計(jì)：解決網(wǎng)絡(luò)對(duì)服務(wù)器虛擬化實(shí)現(xiàn)的阻礙，包括接入層網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器網(wǎng)卡和虛機(jī)Hypervisor平臺(tái)的設(shè)計(jì)。

數(shù)據(jù)中心大二層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：解決網(wǎng)絡(luò)對(duì)虛機(jī)遷移等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的阻礙，包括如何設(shè)計(jì)一個(gè)可擴(kuò)展的大二層結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)中心內(nèi)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在以上網(wǎng)絡(luò)虛擬化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，可以對(duì)虛機(jī)標(biāo)記、VLAN、VSAN、地址結(jié)構(gòu)、路由結(jié)構(gòu)的進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。

災(zāi)備數(shù)據(jù)中心間邏輯結(jié)構(gòu)：解決了虛機(jī)遷移、應(yīng)用集群化的地理范圍制約問(wèn)題，包括跨廣域網(wǎng)的二層擴(kuò)展技術(shù)的設(shè)計(jì)。

4.數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

存儲(chǔ)的發(fā)展經(jīng)歷了三代，分別是DAS（直連式存儲(chǔ)）、NAS（網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)）和SAN（存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）。SAN技術(shù)又分IP SAN和FC SAN兩個(gè)方向，并成為目前最流行的兩種存儲(chǔ)方式，需根據(jù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)思想和具體需求，綜合考慮ISCSI協(xié)議為代表的IP SAN和采用FCoE為標(biāo)準(zhǔn)的FC SAN兩種方式，擇優(yōu)選取。

集中存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)。采用集中存儲(chǔ)方案，多個(gè)業(yè)務(wù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)要保存到集中存儲(chǔ)設(shè)備上，因此對(duì)設(shè)備的選型非常重要。

分層存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)。分層存儲(chǔ)可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)安全性、可靠性以及性能的需求存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)介質(zhì)或設(shè)備上，分層存儲(chǔ)最大的好處就是為了節(jié)省IT建設(shè)成本。

備份存儲(chǔ)系統(tǒng)。有了集中存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)就必須配套成型。綜合考慮企業(yè)系統(tǒng)備份的備份環(huán)境、備份/恢復(fù)性能要求、數(shù)據(jù)量、保存周期等各類因素，推薦采用備份軟件加虛擬帶庫(kù)（VTL）的備份系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一備份系統(tǒng)的搭建。

小結(jié)

廣西分公司通過(guò)構(gòu)建一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的、新一代的面向云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)，將數(shù)據(jù)中心的IT資源池化，通過(guò)智能的業(yè)務(wù)調(diào)度機(jī)制、以可計(jì)量的方式按需、保質(zhì)的取用資源，滿足業(yè)務(wù)需求的同時(shí)屏蔽底層的復(fù)雜性。這樣在專有云計(jì)算的架構(gòu)下，我們構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心就有希望走出80/20的模式（即80%的精力成本在建設(shè)和維護(hù)，20%的精力成本在使用和優(yōu)化），從IT資源建設(shè)上節(jié)省下的時(shí)間、精力和成本可以轉(zhuǎn)換為對(duì)IT資源更好的利用，從而有效地推動(dòng)企業(yè)的生產(chǎn)力發(fā)展。