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云计算环境下数据中心管理运行探讨

时间:2019-11-22 09:11来源:计算机服务器
编者按】管理是IT系统良性运行的重要保障,不同的IT设备都有自己的管理系统。特别是大规模数据中心,必须通过集中的管理系统来运行管理计算、存储、网络等设备,以能够快速响应

编者按】管理是IT系统良性运行的重要保障,不同的IT设备都有自己的管理系统。特别是大规模数据中心,必须通过集中的管理系统来运行管理计算、存储、网络等设备,以能够快速响应和处理数据中心的业务变更、异常事件、持续优化。在《IP领航》往期的文章中曾多次聚焦"数据中心的管理",但大都侧重于"以网络为核心"的管理,本文将把视线放大到整个云计算环境下的数据中心,对三种运行管理模型逐一对比分析。

    云计算已经成为当前最流行的IT概念之一,越来越多的大型企业开始考虑如何用云计算平台来构建自己的信息系统。云计算平台具有高可扩展性、超大规模、高可用性、成本低廉等特点,因此如何利用云计算搭建企业信息化平台成为当前的热门话题。但是对于云计算如何落地、企业如何利用云计算平台,特别是大型企业可利用哪些云计算搭建企业信息化平台,并没有一个清晰的答案。本文依据云计算的基本概念,特别是私有云的建设,以虚拟化未基础,以构建企业级计算虚拟化池和存储虚拟化池未目标,搭建企业云计算平台,并给出了当前比较成熟的几个厂商的解决方案。

一、云计算对运行管理变革的驱动

    私有云也有前景

传统数据中心,基础架构层面设备之间通过标准化连接和协议互通,保证了计算、存储、网络设备的管理系统之间相互分离、独立如图1所示),从而使得不同的运维团队可以按照自身业务发展与架构演进的趋势不断完善和深化各自的管理规程,满足数据中心业务不断发展的要求。

mg娱乐电子游戏平台,    云计算(Cloud Computing)并没有一个严格的定义,不同的公司出于不同的目的,都给出了不同的概念,比如谷歌、亚马逊、IBM、Oracale、微软等都有不同的定义和不同的商业模式。一般来说,云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算是一种新的应用模式,按照通常的定义,云计算不仅仅是技术上的新模式,还包括商务上的新模式,比如用户可以不用再购买设备,而是仅仅购买服务就可以支撑IT信息系统需要。当前大家关注得比较多的是这种可购买服务的公共云的建设,公共云油服务提供商为客户提供,用户的计算应用可像日常生活中的自来水和电一样即开即用,而不需要自己去修建自来水厂和发电厂。

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    对于中小企业来说,公共云是一个不错的选择,云计算服务提供商提供晕计算平台,中小企业不需要自己建设数据中心,不用关心虚拟化、网格等方面的技术难点,只要选择一个信得过的云计算服务提供商就可以了。但是对那些想利用云计算平台特性、对安全性要求比较高、不想把应用外包的大型企业来说,构建自己的企业云计算平台(私有云)就成为一个新的发展方向。不同于公共云可以直接使用最终的产品,私有云更多的是考虑“云”本身的建设,更关注构建云平台的技术,建设企业的私有云,就要求企业把自己的数据中心构建成一个高可扩展性、超大规模、高可用性、成本低廉的数据中心。通话虚拟化、网格计算、自动化管理等云计算技术,逐步把企业内部的数据中心建设成面向企业内部系统的具有公共云平台特性的云计算平台。

图1传统数据中心管理运行架构

    公共云对于大型企业来说也并非毫无关系,从未来的发展来看,根据不同业务系统的需要,建立一个由公共云和私有云组成的混合云平台是趋势。

mg娱乐电子4355,在云计算环境下,各自独立分离的运行模式不能支持云服务的展开,新的IT运行模式对传统的管理架构提出了挑战:

    用两个虚拟池构建企业私有云平台

虚拟化:传统数据中心中每个物理服务器上只是单个或几个应用的固定运行,业务基本是与主机的绑定运行方式,对主机的管理,某种意义上也就是对业务的管理。云计算环境下服务器大量采用虚拟化技术,每一个物理网络端口下都会分布多达数十个虚拟机,物理主机上运行着多个不同的操作系统和应用,网络中应用密集度极大增长,对网络的性能、规格、可靠性都提出更高要求,而虚拟机网络属性的可管理性更是面临巨大挑战。

    私有云计算平台的建设,当前比较成熟的方案主要是从虚拟化角度考虑,虚拟化是对物理资源(CPU、内存、网络等)的逻辑表示,以降低物理资源不同层次之间的耦合程度,使系统所需资源不受物理资源的限制,从而获得高性能,高可扩展性等特性。当前企业主机和存储设施往往与应用系统直接绑定,无法实现主机和存储资源扩系统共享,这就会导致资源综合利用率较低,同时由于主机和存储设备日益增多,使得对这些设施的管理日益复杂。通过应用虚拟化技术,实现主机和存储资源的一体化整合、主机和存储资源的共享利用,提高资源利用率、降低成本,也有利于降低管理的复杂性,避免出现上一套系统就要购置主机、存储设备。

动态性:传统数据中心的业务针对物理主机展开,而物理服务器一般固定连接在某个网络端口上,并且业务属性单一,无论是网络策略、安全控制都比较固定。只要主机与网络运维界面清晰、系统归属明确,则业务容易展开,并能平稳运行。但是云计算环境下部署着高密度的虚拟机,在虚拟化环境下,基于服务变更、容灾、分布式计算等业务运行要求使得虚拟机动态迁移成为必备属性。如果网络无法感知这种动态性计算方式,持续的运行必将造成业务的紊乱、运维的不可控,这就要求管理系统能够具备动态计算的感知能力。

    当前比较成熟的虚拟化方案主要从两个层面进行虚拟化,建立两个虚拟化池:计算虚拟化池和存储虚拟化池。计算虚拟化池主要实现应用虚拟化,包含服务器虚拟化和应用中间件虚拟化两种方案。存储虚拟化池主要实现数据存储虚拟化,包含存储硬件架构虚拟化和存储软件虚拟化两种方案。通过计算虚拟化池、春初虚拟化池以及自动化管理平台,特别是通过自动化管理平台,使得应用和数据最大程度共享,从而获得更高的敏捷性、运营效率、经济效益和可管理性、并节省成本。

关联性:当前的网络与计算之间以一种松耦合方式运行,网管与主机管理系统之间基本上没有信息关联交互,这样,对于虚拟化数据中心,虚拟机的动态性计算特性,网络无法感知、网络管理系统无法对虚拟机进行定位,网络对业务的安全、控制、配置、监管便无法关联到虚拟机,无法实现云计算下的灵活部署和扩展性。

 

自动化:在非虚拟化环境中,业务部署后一般都具有相对的固定性,即主机位置、网络接入比较确定,运行维护的目标与物理机、物理端口一致,这种情况,主机系统、网管系统分别部署、调试对接相对比较容易。但在大规模数据中心,特别是云计算环境下的业务流程,基于传统的分离调试是无法有效支持云服务的业务模式,这就要求整个服务的供应应能够简单提交、且不同系统(基础的计算、网络,上层的主机、网络管理系统)之间能够交互服务信息,并基于一致的业务要求完成所有部件的自动化部署与运行。

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二、云计算管理的目标

图1 企业私有云平台技术方案

为了支持云计算虚拟化、动态化、关联性、自动化的服务要求,整个云计算系统需要有一个统一的操作运行管理平台,能够对云服务进行端到端自动化部署,同时快速响应资源调度与业务变更的服务需求如图2所示)。

 

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搭建企业私有云平台的技术方案

图2 云计算的管理目标

在计算虚拟化池和存储虚拟化池构件技术方案上,不同的厂商出于不同的商业目的,在结合自己原有产品优势的基础上,提出了不同的解决方案。

统一的服务平台能够屏蔽云服务供应层面对底层不同架构的差异,使得用户或业务运营部门聚焦在服务层面,不必关注云计算资源(计算、网络、存储)本身的技术属性。

l        计算虚拟化池:计算资源层面,包含服务器虚拟化和应用中间件虚拟化

在自动化响应的管理关联结构上,云服务的提供需要将业务需求转换为对基础资源的部署要求,并形成相应的底层配置下发到不同的设备上,同时在服务变更(包括容灾、虚拟机迁移、扩展等资源的操作与调度)过程中,能够全方位调整底层设备的配置、功能、对接,以匹配业务需求。

1.       服务器虚拟化

三、如何选择合理的运行管理模型

操作系统运行中虚拟机上,服务器本身是虚拟化的,虚拟化的服务器跟正常的物理服务器是一样的,可以安装任何的应用。服务器虚拟化并不是什么最新的技术,很早就应用于小型机的虚拟化分区。服务器虚拟化软件品牌有VMWare(免费的是ESXi,收费的是vSphere)、思杰(免费的是XenServer,收费的是Essentials)、KVM、微软(Hyper-V)等,VMWare的vSphere最成熟,可以安装大多数操作系统。通过服务器虚拟化,可以将一台服务器当做N台服务器来使用,比如一台性能强劲的物理服务器可以虚拟出16台虚拟服务器,这样对于计算能力要求不高的系统,可以实现多个系统在一台物理服务器上运行而不会互相影响,大大减少了硬件的投资。

模式一:集中统一的云计算运行管理

对于计算能力要求高的系统,通过自动化管理平台,能够把正在运行中的虚拟机从一台物理服务器上,或者另外增加系统1的虚拟机而减少系统2的虚拟机,使系统1获得更多的计算资源,从而实现跨物理服务器动态调整计算资源,共享相互分离的物理服务器,有限保证具有优先级的系统业务需求,实现资源利用最大化。比较典型的应用是白天运行业务系统,晚上运行数据处理任务,这样保证了计算资源利用的最大化。

为了实现灵活的云计算服务,有些人提出了一种以统一集中的方式进行数据中心基础架构的运行管理模式如图3所示)。这种模式下,云的操作管理平台能够对计算、存储、网络进行整合,在用户操作平面上形成单一的界面,在逻辑结构、运行结构上很清晰,管理层次少。

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 图2 服务器虚拟化示意图mg娱乐电子游戏平台 6

图3集中统一的云计算运行管理模型

图3 虚拟机迁移示意图

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