云數(shù)據(jù)中心架構(gòu)研究

趙海峰　張文美

【摘 要】對(duì)于傳統(tǒng)的IDC服務(wù)商來說，目前單純的提供機(jī)架以及服務(wù)器托管運(yùn)營方式已經(jīng)不能滿足用戶的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)需求，管理與維護(hù)的成本日益增高，迫切需要進(jìn)行云化改造，以提高硬件資源利用率，以及業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)部署的便利性，論文從云數(shù)據(jù)中心的需求分析及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建角度，提供一套行之有效的數(shù)據(jù)中心“云化”方案，也可以作為企業(yè)私有云建設(shè)參考。

【Abstract】For the traditional IDC service providers， current providing simple frame and server hosting mode of operation has been unable to meet the dynamic needs of business users， management and maintenance cost is increasing， there is an urgent need for cloud transformation， to improve the utilization of hardware resources， as well as the convenience of service dynamic deployment， the paper from the perspective of demand analysis and cloud data center network， provides a set of effective data center cloud-based solutions， it also can be used as a reference in the construction of enterprise private cloud.

【關(guān)鍵詞】IAAS云；硬件資源虛擬化；云數(shù)據(jù)

【Keywords】IAAS cloud； hardware resource virtualization； cloud data

【中圖分類號(hào)】TK243.4 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）07-0193-02

1 云數(shù)據(jù)中心需求分析

1.1 硬件資源虛擬化

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心提供給用戶固定的帶寬、服務(wù)器、存儲(chǔ)等資源，實(shí)際應(yīng)用中相關(guān)資源并非7*24小時(shí)全部占用，存在資源利用率較低的問題；而作為用戶角度來說，同樣承擔(dān)了一部分資源閑置的成本。這就需要通過虛擬化技術(shù)，將現(xiàn)有各種孤立的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等硬件充分整合，形成資源池的動(dòng)態(tài)調(diào)配，避免出現(xiàn)局部資源閑置的情況。

云化的數(shù)據(jù)中心將現(xiàn)有所有硬件資源虛擬化，可以根據(jù)用戶的實(shí)時(shí)需求在虛擬的全局資源池中動(dòng)態(tài)的分配和釋放帶寬、存儲(chǔ)、服務(wù)器等資源，不再需要為每個(gè)用戶預(yù)留峰值資源，資源利用率可以得到提高，可以同時(shí)服務(wù)更多用戶，實(shí)現(xiàn)更有效的成本分?jǐn)偂?/p>

1.2 高效集中的控制平面

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的軟硬件都采用分布式方式部署，每一臺(tái)設(shè)備都自主、孤立的進(jìn)行控制、轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)算，面臨網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容及業(yè)務(wù)調(diào)整時(shí)，需要維護(hù)人員對(duì)每臺(tái)設(shè)備都進(jìn)行相應(yīng)的配置修改，改造難度大，業(yè)務(wù)部署周期長。

面對(duì)海量的硬件及業(yè)務(wù)需求，必須將控制平面從分布式的硬件中獨(dú)立出來，采用集中式的控制管理，以降低大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整部署難度，靈活高效的響應(yīng)用戶的動(dòng)態(tài)需求。

2 云組網(wǎng)方案

基于上述需求，設(shè)計(jì)整個(gè)云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)功能及拓?fù)浼軜?gòu)如下：

2.1 功能架構(gòu)設(shè)計(jì)

功能架構(gòu)設(shè)計(jì)基于硬件資源的虛擬化，控制管理集中化的思路，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所有計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬資源整合為資源池的概念，通過統(tǒng)一的控制平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控、容量管理、配置下發(fā)、故障處理等各項(xiàng)功能需求。

2.2 組網(wǎng)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

2.2.1 硬件層面

整個(gè)云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)采用兩臺(tái)邊界防火墻主備方式來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)層面通過采用交換機(jī)CSS堆疊、VxLAN、VRRP網(wǎng)關(guān)保護(hù)、Smartlink鏈路保護(hù)等機(jī)制實(shí)現(xiàn)硬件及網(wǎng)絡(luò)的備份保護(hù)功能，服務(wù)器通過集群技術(shù)、分布式系統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源備份。整個(gè)硬件系統(tǒng)資源實(shí)現(xiàn)虛擬化池組化，通過集中式的管理平臺(tái)進(jìn)行彈性管理調(diào)配。

2.2.2 軟件層面

在實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的計(jì)算云、存儲(chǔ)云、帶寬云后，硬件資源得到統(tǒng)一管理及彈性調(diào)配，將整個(gè)基礎(chǔ)資源作為服務(wù)提供給用戶，即IAAS，Infrastructure as a Service；在此基礎(chǔ)上將平臺(tái)類數(shù)據(jù)庫、開發(fā)環(huán)境等中間系統(tǒng)作為服務(wù)產(chǎn)品直接提供給用戶，即PAAS，Platform as a Service；最終在此基礎(chǔ)上開發(fā)商業(yè)軟件，形成貨架商品提供給用戶，即SAAS，Software as a Service。

3 結(jié)語

大多數(shù)中小企業(yè)并沒有龐大的IT預(yù)算開支，處理技術(shù)采購方面問題的精力也相當(dāng)有限，這也是中小企業(yè)的共同點(diǎn)，使用云計(jì)算服務(wù)比購買一般的物理硬件要便宜得多，那么中小企業(yè)就可以擺脫很多不必要的開支，將有限的資金用到真正需要的方面。真正做到“創(chuàng)業(yè)只需要一張信用卡，剩下的事交給云”。

【參考文獻(xiàn)】

【1】李志飛，鄭確. 數(shù)據(jù)中心硬件資源虛擬化建設(shè)[J]. 水電廠自動(dòng)化，2016（03）：28-29+38.

【2】董寶陽. 面向云計(jì)算的校園網(wǎng)虛擬化技術(shù)研究與應(yīng)用[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2015.

【3】劉正偉，文中領(lǐng)，張海濤. 云計(jì)算和云數(shù)據(jù)管理技術(shù)[J]. 計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2012（S1）：26-31.

【4】徐飛. 面向IaaS云計(jì)算的虛擬機(jī)負(fù)載性能優(yōu)化與保證機(jī)制研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2014.endprint