數據中心資源池規劃原則初探

張式勤+任贛+汪大海

【摘 要】從企業數據中心資源池建設實踐出發，為合理規劃資源池的類型與規模，從而使各種資源池的能力得到充分利用，提出并探討了進行資源池規劃的關鍵性原則，包括面向業務需求的規劃原則以及面向基礎架構的規劃原則，為資源池建設的實際工作提供了基本理論參考與建議。

【關鍵詞】云計算 資源池規劃 虛擬化 IT資源

中圖分類號：TN925+.93 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2014）-13-0076-04

1 概述

隨著企業數據中心管理者對云計算認識的不斷清晰與深入，以數據中心大規模、大范圍虛擬化和多種類資源池建設為主要內容的面向企業內部服務的私有云建設正在大中型企業的數據中心中廣泛開展。數據中心管理者希望能夠通過建設共享資源池，有效提高IT資源的利用率，提高滿足業務需求的IT能力的交付速度，提高數據中心各層面的標準化水平和自動化操作水平，從而降低數據中心的總體擁有成本。

集中且共享的資源是云計算的5個基本特征之一，而提供資源集中共享的主體即是各種不同類型的IT能力和不同服務等級的資源池。因此，作為云服務提供者，合理有序地進行資源池系統的建設已經成為云數據中心運營管理者的核心任務之一。良好的資源池規劃應既能夠在保持數據中心整體架構相對穩定的前提下在相對長的時間內滿足各業務對IT資源的需求，又能夠合理控制資源池建設投資，提高資源利用水平。

資源池建設的核心思想是根據業務發展需求提前規劃、采購并部署所需資源或能力，并通過各種虛擬化技術實現資源和能力的池化，再在實際業務需求到來時將池化的資源按需分配給業務使用。因此，資源池規劃既應考慮如何合理的滿足業務的需求，也應考慮如何合理進行資源池建設。

文章從本企業數據中心資源池建設項目的實際經驗出發，提出了6項數據中心資源池規劃中運用的原則，既包括了面向業務需求的規劃原則，還包括了面向基礎架構的規劃原則。這些規劃原則在中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心的數據中心資源池建設中發揮了重要的指導性作用。

2 面向業務需求的規劃原則

面向業務需求的規劃原則包括安全性分類原則、服務水平分類原則和階段性建設原則。

2.1 安全性分類原則

安全性分類原則是指資源池規劃應遵從企業IT安全策略。安全策略的隔離思想與資源池建設的共享思想是一對針鋒相對的矛盾，而企業的IT安全策略通常是根據對可能出現的安全風險和安全事件對業務的影響程度的深入分析確定的。在安全風險和安全事件對業務的影響沒有發生較大變化時不應調整安全策略，資源池建設應遵從企業IT安全策略。

在實際資源池規劃過程中，企業數據中心往往已經根據IT安全策略制定了網絡與系統的安全規范，并進行了安全域的劃分，資源池建設規劃應在安全規范的約束下，在不同的安全區域建立物理隔離或邏輯隔離的資源池（視安全規范要求確定隔離等級），不同安全等級的資源池之間不能進行資源共享。

另一方面，資源池建設可能引起安全規范的沖突，如大數據分析方案可能需要將應用與數據部署在同一平臺上，會與常見的應用域和核心數據域的安全域劃分方式產生沖突，此時應考慮通過制定更適合的安全規范，采用更適合的安全手段滿足IT安全策略的要求。

2.2 服務水平分類原則

服務水平分類原則是指對同種類型的資源可按照不同的服務水平需求劃分為不同的資源池。更高的服務水平需要更高的建設和服務成本支撐，按照服務水平劃分資源池能夠有效減少服務能力的過渡交付，從而降低資源池的建設與運營成本。另一方面，按照服務水平劃分資源池也不應過度精細化，否則將導致資源池規模顯著縮小，使資源利用率降低。

從實際建設經驗看，根據中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心的數據中心的整體規模，在資源能力規模較小時，如由20臺以下服務器構成的計算能力集合，可不按服務水平劃分資源池，以提高資源利用率；20臺以上服務器構成的計算能力集合，可考慮按高、低2級劃分資源池，配合不同的硬件構建和服務支持方案，降低資源池建設與運營成本。

2.3 階段性建設原則

階段性建設原則是指資源池建設不是一次完成的，而是根據發展需求進行的階段性建設。

首先，某個資源池的規模應根據業務對該資源池提供的IT能力的需求規模來確定，并跟隨業務需求的增加而擴充，從建設成本角度講，需要該資源池采用的資源池方案具有縱向或橫向的擴展能力，當資源池規模較大時，橫向擴展能力更為重要。

其次，每種類型的資源池建設過程都會涉及資源定義、申請方式、交付方法、資源調度、資源部署等多種技術因素與方案，而企業內部的資源池建設還處于探索階段，很多技術手段尚需要進一步驗證，從建設風險角度講，按照不同的成熟度指標將資源池整體建設過程分解為不同的階段，有利于縮短建設周期，便于及時的評估與改進，從而使資源池的建設穩步推進。

3 面向基礎架構的規劃原則

面向基礎架構的規劃原則包括功能分類原則、容量匹配原則和一致化原則。

3.1 功能分類原則

功能分類原則是指在進行資源池規劃時，應根據對管理精細化程度的要求，按照資源能力的不同屬性劃分或定義不同的資源池。是否將某種資源能力定義為資源池取決于是否需要對該種類型的資源能力進行精細化管理，定義資源池一般需要定義資源總容量、分配容量、實際使用容量、分配量映射關系、使用量映射關系等指標，從而實現資源的精細化管理。

如在私有云中，通常會定義IP地址資源池和VLAN ID資源池，以便將可用的IP地址和VLAN ID分配給特定業務應用，但通常不會將某個服務器虛擬化群集的網絡接口帶寬定義為帶寬資源池，因為在私有云中通常不會限制某個業務應用所占用的網絡帶寬；而在公有云中，就非常有必要定義帶寬資源池，以便將帶寬分配給特定的虛擬機使用，從而避免影響其它租戶的服務質量。endprint

3.2 容量匹配原則

容量匹配原則是指在規劃資源池時應注意不同功能資源池間容量的相互匹配。即使要定義為資源池的資源能力，也需要關注其能力容量；而在某個資源池擴容時，相關的資源池容量也需要對應進行擴展。不同資源池容量匹配應遵從木桶原理，即1只木桶盛水的多少，并不取決于桶壁上最高的那塊木塊，而恰恰取決于桶壁上最短的那塊。

如某個由20臺物理服務器構成的虛擬化計算資源池，如果按照7：1的虛擬化整合比進行估算，可支持140臺虛擬服務器運行，對應IP地址資源池則需要140個可用IP地址；20臺物理服務器總的上聯網絡帶寬應滿足140臺服務器的通信需求；如果每臺服務器的平均存儲空間為200GB，則對應的共享存儲資源池可用容量應為28TB。過多或過少的匹配資源會造成資源的浪費或短缺。

同時，資源池間容量的匹配是動態的，不僅在周期性的資源池建設規劃時需要關注資源池間容量的匹配，在資源池系統運行過程中，資源管理人員也應隨時關注各資源池的容量使用情況，隨時補充短缺資源。

3.3 一致化原則

一致化原則是指在規劃資源池時，對于構成某個資源池或某類資源池的構成組件應盡量一致化，以減少構成組件管理能力上的差異，降低管理工作的復雜程度。資源池是數據中心廣泛使用虛擬化技術后新出現的管理對象，而原有的管理對象不但沒有減少，而且還可能由于虛擬化實例構建的便捷性，導致虛擬化實例的數量有爆發性增長的趨勢，進一步加大運維管理團隊的工作壓力。應用一致化原則，可以減少資源池構成組件的類型，減少備品、備件的品類，便于在保證系統整體可用性的前提下，實現運維流程的標準化和簡單化；同時能夠降低資源池組件管理接口的復雜程度，有利于資源分配管理和資源池構建管理自動化工具的實現，從而通過自動化工具提高資源管理效率，減輕運維管理團隊的工作壓力。

4 規劃實踐

上述資源池規劃原則是中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心在資源池建設實踐中不斷探索而形成的，其對資源池建設工作發揮了指導作用。

按照安全性分類原則，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心規劃建設了4大類資源池，如圖1所示，并按照服務水平分配原則設計規劃了不同的高可用性解決方案。目前系統中資源池主要分類包括：

（1）通用資源池：由于系統資源比較緊張，目前部署重要系統和一般系統（包括業務支撐重要系統、一般系統與管理支撐重要系統、一般系統），通過資源池內部高可用性來保障業務的連續性。

重要系統：不承載關鍵業務/功能，對公司業務運營、客戶服務具有一定影響，其發生災難或故障時，將在一定程度上影響到公司業務生產運營和客戶對公司的感知。

一般系統：不承載關鍵業務/功能，對實時性要求不高，其發生災難或故障時，不會影響客戶對公司的感知，基本不會損害公司利益。

（2）專用資源池：部署核心系統（包括業務支撐核心系統與管理支撐核心系統），通過負荷分擔和集群部署等技術，實現系統的跨機房容災能力。

核心系統：承載關鍵業務/功能，對公司業務運營、客戶服務具有重要影響，發生災難或故障時，將嚴重影響公司業務的正常生產運營，嚴重影響客戶對公司的感知。

（3）測試云資源池：部署各類測試系統。

（4）桌面云資源池：部署桌面云系統，通過部署桌面云架構保障系統可用性。

在通用與專用資源池內，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心還按照服務水平分配原則規劃設計了不同的資源池系統，其構架方案如圖2所示，在滿足不同業務類型支撐需求的基礎上降低整體建設成本，同時根據階段性建設原則，綜合考慮業務需求的緊迫程度和各類技術風險，制定了分階段的建設計劃。

在每種類型的資源組建設過程中，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心按照服務水平分類原則和一致化原則，通過服務器配置的高低搭配，使構成各主要資源池的服務器型號保持在3種型號以內，從而簡化了運維管理復雜程度，也降低了自動化管理工具——資源池管理平臺的軟件開發難度。

5 總結

通過在資源池建設實踐過程中不斷總結經驗，建立上述資源池規劃與建設的總體指導性原則，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心資源池體系建設不僅能夠全面支持業務發展的中長期規劃，同時能在大幅降低IT總體擁有成本的基礎上具備了實現IT資源動態與靈活調度的能力，為實現資源交付、調度與構建的自動化打下了良好的基礎。目前，通過持續的資源池管理平臺建設，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心已經初步實現了主要資源池資源管理的可視化和端到端全流程管控，全面提升了IT資源的交付效率。

參考文獻：

[1] 陳清金，張云勇，潘松柏，等. 云計算與新一代電信IT支撐系統研究[J]. 電信科學， 2010（11）： 39-42.

[2] 藺華，楊東日，劉龍庚. 大師訪談——云計算推動商業與技術變革[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 11-15.

[3] 雷葆華，饒少陽，江峰. 云計算解碼——技術架構和產業運營[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 4-6.

[4] 周洪波. 云計算：技術、應用、標準和商業模式[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 44-47.

[5] 趙艷玲，李戰寶. 云計算及其安全在美國的發展研究[J]. 信息網絡安全， 2011（10）： 83-87.

作者簡介

張式勤：工程師，碩士學位，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要從事基礎架構規劃及研究。

任贛：工程師，學士學位，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要負責規劃管理和總體架構把控。

汪大海：工程師，學士學位，現任職于北京華勝天成科技股份有限公司，主要從事數據中心、云計算、業務連續性計劃等建設方案規劃、技術研究工作。endprint

3.2 容量匹配原則

容量匹配原則是指在規劃資源池時應注意不同功能資源池間容量的相互匹配。即使要定義為資源池的資源能力，也需要關注其能力容量；而在某個資源池擴容時，相關的資源池容量也需要對應進行擴展。不同資源池容量匹配應遵從木桶原理，即1只木桶盛水的多少，并不取決于桶壁上最高的那塊木塊，而恰恰取決于桶壁上最短的那塊。

如某個由20臺物理服務器構成的虛擬化計算資源池，如果按照7：1的虛擬化整合比進行估算，可支持140臺虛擬服務器運行，對應IP地址資源池則需要140個可用IP地址；20臺物理服務器總的上聯網絡帶寬應滿足140臺服務器的通信需求；如果每臺服務器的平均存儲空間為200GB，則對應的共享存儲資源池可用容量應為28TB。過多或過少的匹配資源會造成資源的浪費或短缺。

同時，資源池間容量的匹配是動態的，不僅在周期性的資源池建設規劃時需要關注資源池間容量的匹配，在資源池系統運行過程中，資源管理人員也應隨時關注各資源池的容量使用情況，隨時補充短缺資源。

3.3 一致化原則

一致化原則是指在規劃資源池時，對于構成某個資源池或某類資源池的構成組件應盡量一致化，以減少構成組件管理能力上的差異，降低管理工作的復雜程度。資源池是數據中心廣泛使用虛擬化技術后新出現的管理對象，而原有的管理對象不但沒有減少，而且還可能由于虛擬化實例構建的便捷性，導致虛擬化實例的數量有爆發性增長的趨勢，進一步加大運維管理團隊的工作壓力。應用一致化原則，可以減少資源池構成組件的類型，減少備品、備件的品類，便于在保證系統整體可用性的前提下，實現運維流程的標準化和簡單化；同時能夠降低資源池組件管理接口的復雜程度，有利于資源分配管理和資源池構建管理自動化工具的實現，從而通過自動化工具提高資源管理效率，減輕運維管理團隊的工作壓力。

4 規劃實踐

上述資源池規劃原則是中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心在資源池建設實踐中不斷探索而形成的，其對資源池建設工作發揮了指導作用。

按照安全性分類原則，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心規劃建設了4大類資源池，如圖1所示，并按照服務水平分配原則設計規劃了不同的高可用性解決方案。目前系統中資源池主要分類包括：

（1）通用資源池：由于系統資源比較緊張，目前部署重要系統和一般系統（包括業務支撐重要系統、一般系統與管理支撐重要系統、一般系統），通過資源池內部高可用性來保障業務的連續性。

重要系統：不承載關鍵業務/功能，對公司業務運營、客戶服務具有一定影響，其發生災難或故障時，將在一定程度上影響到公司業務生產運營和客戶對公司的感知。

一般系統：不承載關鍵業務/功能，對實時性要求不高，其發生災難或故障時，不會影響客戶對公司的感知，基本不會損害公司利益。

（2）專用資源池：部署核心系統（包括業務支撐核心系統與管理支撐核心系統），通過負荷分擔和集群部署等技術，實現系統的跨機房容災能力。

核心系統：承載關鍵業務/功能，對公司業務運營、客戶服務具有重要影響，發生災難或故障時，將嚴重影響公司業務的正常生產運營，嚴重影響客戶對公司的感知。

（3）測試云資源池：部署各類測試系統。

（4）桌面云資源池：部署桌面云系統，通過部署桌面云架構保障系統可用性。

在通用與專用資源池內，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心還按照服務水平分配原則規劃設計了不同的資源池系統，其構架方案如圖2所示，在滿足不同業務類型支撐需求的基礎上降低整體建設成本，同時根據階段性建設原則，綜合考慮業務需求的緊迫程度和各類技術風險，制定了分階段的建設計劃。

在每種類型的資源組建設過程中，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心按照服務水平分類原則和一致化原則，通過服務器配置的高低搭配，使構成各主要資源池的服務器型號保持在3種型號以內，從而簡化了運維管理復雜程度，也降低了自動化管理工具——資源池管理平臺的軟件開發難度。

5 總結

通過在資源池建設實踐過程中不斷總結經驗，建立上述資源池規劃與建設的總體指導性原則，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心資源池體系建設不僅能夠全面支持業務發展的中長期規劃，同時能在大幅降低IT總體擁有成本的基礎上具備了實現IT資源動態與靈活調度的能力，為實現資源交付、調度與構建的自動化打下了良好的基礎。目前，通過持續的資源池管理平臺建設，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心已經初步實現了主要資源池資源管理的可視化和端到端全流程管控，全面提升了IT資源的交付效率。

參考文獻：

[1] 陳清金，張云勇，潘松柏，等. 云計算與新一代電信IT支撐系統研究[J]. 電信科學， 2010（11）： 39-42.

[2] 藺華，楊東日，劉龍庚. 大師訪談——云計算推動商業與技術變革[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 11-15.

[3] 雷葆華，饒少陽，江峰. 云計算解碼——技術架構和產業運營[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 4-6.

[4] 周洪波. 云計算：技術、應用、標準和商業模式[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 44-47.

[5] 趙艷玲，李戰寶. 云計算及其安全在美國的發展研究[J]. 信息網絡安全， 2011（10）： 83-87.

作者簡介

張式勤：工程師，碩士學位，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要從事基礎架構規劃及研究。

任贛：工程師，學士學位，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要負責規劃管理和總體架構把控。

汪大海：工程師，學士學位，現任職于北京華勝天成科技股份有限公司，主要從事數據中心、云計算、業務連續性計劃等建設方案規劃、技術研究工作。endprint

3.2 容量匹配原則

容量匹配原則是指在規劃資源池時應注意不同功能資源池間容量的相互匹配。即使要定義為資源池的資源能力，也需要關注其能力容量；而在某個資源池擴容時，相關的資源池容量也需要對應進行擴展。不同資源池容量匹配應遵從木桶原理，即1只木桶盛水的多少，并不取決于桶壁上最高的那塊木塊，而恰恰取決于桶壁上最短的那塊。

如某個由20臺物理服務器構成的虛擬化計算資源池，如果按照7：1的虛擬化整合比進行估算，可支持140臺虛擬服務器運行，對應IP地址資源池則需要140個可用IP地址；20臺物理服務器總的上聯網絡帶寬應滿足140臺服務器的通信需求；如果每臺服務器的平均存儲空間為200GB，則對應的共享存儲資源池可用容量應為28TB。過多或過少的匹配資源會造成資源的浪費或短缺。

同時，資源池間容量的匹配是動態的，不僅在周期性的資源池建設規劃時需要關注資源池間容量的匹配，在資源池系統運行過程中，資源管理人員也應隨時關注各資源池的容量使用情況，隨時補充短缺資源。

3.3 一致化原則

一致化原則是指在規劃資源池時，對于構成某個資源池或某類資源池的構成組件應盡量一致化，以減少構成組件管理能力上的差異，降低管理工作的復雜程度。資源池是數據中心廣泛使用虛擬化技術后新出現的管理對象，而原有的管理對象不但沒有減少，而且還可能由于虛擬化實例構建的便捷性，導致虛擬化實例的數量有爆發性增長的趨勢，進一步加大運維管理團隊的工作壓力。應用一致化原則，可以減少資源池構成組件的類型，減少備品、備件的品類，便于在保證系統整體可用性的前提下，實現運維流程的標準化和簡單化；同時能夠降低資源池組件管理接口的復雜程度，有利于資源分配管理和資源池構建管理自動化工具的實現，從而通過自動化工具提高資源管理效率，減輕運維管理團隊的工作壓力。

4 規劃實踐

上述資源池規劃原則是中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心在資源池建設實踐中不斷探索而形成的，其對資源池建設工作發揮了指導作用。

按照安全性分類原則，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心規劃建設了4大類資源池，如圖1所示，并按照服務水平分配原則設計規劃了不同的高可用性解決方案。目前系統中資源池主要分類包括：

（1）通用資源池：由于系統資源比較緊張，目前部署重要系統和一般系統（包括業務支撐重要系統、一般系統與管理支撐重要系統、一般系統），通過資源池內部高可用性來保障業務的連續性。

重要系統：不承載關鍵業務/功能，對公司業務運營、客戶服務具有一定影響，其發生災難或故障時，將在一定程度上影響到公司業務生產運營和客戶對公司的感知。

一般系統：不承載關鍵業務/功能，對實時性要求不高，其發生災難或故障時，不會影響客戶對公司的感知，基本不會損害公司利益。

（2）專用資源池：部署核心系統（包括業務支撐核心系統與管理支撐核心系統），通過負荷分擔和集群部署等技術，實現系統的跨機房容災能力。

核心系統：承載關鍵業務/功能，對公司業務運營、客戶服務具有重要影響，發生災難或故障時，將嚴重影響公司業務的正常生產運營，嚴重影響客戶對公司的感知。

（3）測試云資源池：部署各類測試系統。

（4）桌面云資源池：部署桌面云系統，通過部署桌面云架構保障系統可用性。

在通用與專用資源池內，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心還按照服務水平分配原則規劃設計了不同的資源池系統，其構架方案如圖2所示，在滿足不同業務類型支撐需求的基礎上降低整體建設成本，同時根據階段性建設原則，綜合考慮業務需求的緊迫程度和各類技術風險，制定了分階段的建設計劃。

在每種類型的資源組建設過程中，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心按照服務水平分類原則和一致化原則，通過服務器配置的高低搭配，使構成各主要資源池的服務器型號保持在3種型號以內，從而簡化了運維管理復雜程度，也降低了自動化管理工具——資源池管理平臺的軟件開發難度。

5 總結

通過在資源池建設實踐過程中不斷總結經驗，建立上述資源池規劃與建設的總體指導性原則，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心資源池體系建設不僅能夠全面支持業務發展的中長期規劃，同時能在大幅降低IT總體擁有成本的基礎上具備了實現IT資源動態與靈活調度的能力，為實現資源交付、調度與構建的自動化打下了良好的基礎。目前，通過持續的資源池管理平臺建設，中國移動通信集團浙江有限公司業務支撐中心已經初步實現了主要資源池資源管理的可視化和端到端全流程管控，全面提升了IT資源的交付效率。

參考文獻：

[1] 陳清金，張云勇，潘松柏，等. 云計算與新一代電信IT支撐系統研究[J]. 電信科學， 2010（11）： 39-42.

[2] 藺華，楊東日，劉龍庚. 大師訪談——云計算推動商業與技術變革[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 11-15.

[3] 雷葆華，饒少陽，江峰. 云計算解碼——技術架構和產業運營[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 4-6.

[4] 周洪波. 云計算：技術、應用、標準和商業模式[M]. 北京： 電子工業出版社， 2011： 44-47.

[5] 趙艷玲，李戰寶. 云計算及其安全在美國的發展研究[J]. 信息網絡安全， 2011（10）： 83-87.

作者簡介

張式勤：工程師，碩士學位，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要從事基礎架構規劃及研究。

任贛：工程師，學士學位，現任職于中國移動通信集團浙江有限公司，主要負責規劃管理和總體架構把控。

汪大海：工程師，學士學位，現任職于北京華勝天成科技股份有限公司，主要從事數據中心、云計算、業務連續性計劃等建設方案規劃、技術研究工作。endprint