云计算环境下的基础架构融合

云计算是服务模式的创新,它为用户带来更高的效率和可扩展性,是对整个IT领域的变革。本文围绕云计算基础架构阐述相关的技术和解决方案。

1

传统基础架构

传统的IT基础架构是“烟囱式”的,造成了每套硬件与所承载应用系统的“专机专用”,使得整体资源利用率不高,占用过多的机房空间和能源,随着应用系统的增多,IT资源的效率、扩展性、可管理性都面临很大的挑战。在这种架构中主要存在以下问题:

整合困难

当需要上线新的应用系统时,会优先考虑部署在既有的基础架构上。但因为不同的应用系统所需的运行环境、对资源的抢占会有很大的差异,更重要的是考虑到可靠性、稳定性、运维管理问题,将新、旧应用系统整合在一套基础架构上的难度非常大,更多的用户往往选择新增与应用系统配套的计算、存储和网络等硬件设备。

硬件高配低用

考虑到应用系统未来的业务发展,以及业务突发的需求,为满足应用系统的性能、容量承载需求,往往在选择计算、存储和网络等硬件设备的配置时会留有一定比例的余量。但硬件资源上线后,应用系统在一定时间内的负载并不会太高,使得较高配置的硬件设备利用率不高。

2

云基础架构

云基础架构在传统基础架构计算、存储、网络硬件层的基础上,增加了云层、虚拟化层,有效解决了传统基础架构的问题。

云层:对资源池进行调配、组合,根据应用系统的需要自动生成、扩展所需的硬件资源,将更多的应用系统通过流程化、自动化部署和管理,提升IT效率。

虚拟化层:大多数云基础架构都广泛采用虚拟化技术,包括存储虚拟化、计算虚拟化、网络虚拟化等:通过虚拟化层,屏蔽了硬件层自身的差异和复杂度,向上呈现为标准化、可灵活扩展和收缩、弹性的虚拟化资源池。

相对于传统基础架构,云基础架构通过虚拟化整合与自动化,应用系统共享基础架构资源池,实现高利用率、高可用性、低成本、低能耗,并且通过云平台层的自动化管理,实现快速部署、易于扩展、智能管理,帮助用户构建IaaS(基础架构即服务)云业务模式。云基础架构资源池使得存储、计算、网络以及技术本身不再是核心,重要的是这些资源的整合,形成一个有机的、可扩展和灵活调度的资源池,面向云应用实现自动化的部署、管理、监控和运维。

云基础架构资源的整合,对计算、存储、网络虚拟化提出了新的挑战,并带动了一系列网络、虚拟化技术的变革。传统模式下,服务器、网络和存储是基于物理设备连接的,因此,针对服务器、存储的访问控制、QoS带宽、流量监控等策略基于物理端口进行部署,管理界面清晰,并且设备及对应的策略是静态、固定的。云基础架构模式下,服务器、网络、存储、安全采用了虚拟化技术,资源池使得设备及对应的策略是动态变化的。

事实上,云基础架构融合的关键在于网络。目前计算虚拟化、存储虚拟化的技术已经相对成熟并自成体系,但就整个IT基础架构来说,网络是将计算资源池、存储资源池、用户连接组一起的纽带,只有网络能够充分感知到计算资源池、存储资源池和用户访问的动态变化,才能进行动态响应,维护网络连通性的同时,保障网络策略的一致性。否则,通过人工干预和手工配置,会大大降低云基础架构的灵活性、可扩展性和可管理性。

3

云基础架构融合方案

如图1所示,云基础架构分为三个层次的融合。

图1 云基础架构融合的层次

硬件层的融合

例如FCoE技术和方案,将存储与网络进行融合;以及横向虚拟化、纵向虚拟化实

现网络设备自身的融合。此外,还有VEPA技术和方案,则是将计算虚拟化与网络设备和网络虚拟化进行融合,实现虚拟机与虚拟网络之间的关联。

业务层的融合

典型的方案是云安全解决方案。通过虚拟防火墙与虚拟机之间的融合,可以实现虚拟防火墙对虚拟机的感知、关联,确保虚拟机迁移、新增或减少时,防火墙策略也能够自动关联。

此外,还有虚拟机与LB负载均衡之间的联动。当业务突发资源不足时,传统方案需要人工发现虚拟机资源不足,再手工创建虚拟机,并配置访问策略,响应速度很慢,而且非常的费时费力。通过自动探测某个业务虚拟机的用户访问和资源利用率情况,在业务突发时,自动按需增加相应数量的虚拟机,与LB联动进行业务负载分担;同时,当业务突发减小时,可以自动减少相应数量的虚拟机,节省资源。不仅有效解决虚拟化环境中面临的业务突发问题,而且大大提升了业务响应的效率和智能化。

管理层的融合

云基础架构通过虚拟化技术与管理层的融合,提升了IT系统的可靠性。例如,虚拟化平台可与网络管理、计算管理、存储管理联动,当设备出现故障影响虚拟机业务时,可自动迁移虚拟机,保障业务正常访问;此外,对于设备正常、操作系统正常、但某个业务系统无法访问的情况,虚拟化平台还可以与应用管理联动,探测应用系统的状态,例!(NWeb、APP、DB等响应速度,当某个应用无法正常提供访问时,自动重启虚拟机,恢复业务正常访问。

结束语

数据中心由基础架构向云基础架构的转变,极大提升了基础架构融合的必要性和可行性。通过资源池的云网融合,构建统一、融合、联动的基础架构系统,不仅提升了应用系统部署的可靠性、灵活性、可扩展性和可管理性,而且也促进了云计算的应用和实践。

(来源:西部数码)

原文发布于微信公众号 - 云计算D1net(D1Net02)

原文发表时间:2018-07-02

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