云计算数据中心建设需融合哪些技术?
1、云计算数据中心的构成
云计算数据中心本质上由云计算平台和云计算服务构成。云计算服务包括通过各种通信手段提供给用户的应用、软件、工具以及计算资源服务等;云计算
平台包括用来支撑这些服务的安全可靠和高效运营的软硬件平台。通过云计算平台将一个或多个数据中心的软硬件整合起来,形成一种分层的虚拟计算资源池,并提
供可动态调配和平滑扩展的计算、存储和网络通信能力,用以支撑云计算服务的实现。
云计算平台是云计算中心的内部支撑,处于云计算技术体系的核心。它以数据为中心,以虚拟化和调度技术为手段,通过建立物理的、可缩放的、可调配
的、可绑定的计算资源池,整合分布在网络上的服务器集群、存储群等,结合可动态分配和平滑扩展资源的能力,提供安全可靠的各种应用数据服务。
2、云计算数据中心的实施过程
云计算数据中心的实施不是一个简单的软硬件集成项目,在实施之前需要谨慎评估和整体规划,充分考虑云计算数据中心的管理模式,并将未来的运营模式纳入到整体规划中,这样才可以充分发挥云计算平台作用。
结合对云计算中心用户需求的调研和国外的实施经验,目前云计算数据中心基础架构实施主要分为以下5个阶段:
1)规划阶段:要将云计算中心建设作为战略问题来对待,管理高层要给予极大的重视和支持,并明确每一阶段所要实现的目标,从业务创新和IT服务转型的高度进行规划和部署。
2)准备阶段:根据本行业特性,充分了解用户采用云计算数据中心想要获得的服务与应用需求,并对云计算平台进行充分的评估,选择合适的技术架构。同时充分考虑系统扩展和迁移的可操作性,保证基础设施平台技术的连续性和核心业务的连续性。
3)实施阶段:资源虚拟化是云计算中心的基础,通过构建支持异构平台的虚拟化平台,可以满足安全性、可靠性、扩展性和灵活性等各方面的服务要求。
4)深化阶段:在实现平台架构虚拟化的基础上,还要实现各种资源调度和分配的自动化,为全面管理和自助服务打好基础。
5)应用和管理阶段:云计算的基本特征是开放性,云计算平台应能提供标准的API实现与现有应用兼容。所有的应用移植是渐进过程,云计算基础架构要很好的支撑核心应用,而并不仅仅是新增的需求。同时,云计算平台建设是个闭环的过程,需要进行不断地改进。
3、云计算数据中心的关键技术
云计算数据中心的建设融合了很多新的技术,主要包括以下几个方面。
1)虚拟化技术
虚拟化技术的应用领域涉及服务器、存储、网络、应用和桌面等多个方面,不同类型的虚拟化技术从不同角度解决不同的系统性能问题。
服务器虚拟化对服务器资源进行快速划分和动态部署,从而降低了系统的复杂度,消除了设备无序蔓延,并达到减少运营成本、提高资产利用率的目的。
存储虚拟化将存储资源集中到一个大容量的资源池并进行统一管理,实现无需中断应用即可改变存储系统和数据迁移,提高了整个系统的动态适应能力。
网络虚拟化通过将一个物理网络节点虚拟成多个节点以及将多台交换机整合成一台虚拟的交换机来增加连接数量并降低网络复杂度,实现网络的容量优化。
应用虚拟化通过将资源动态分配到最需要的地方来帮助改进服务交付能力,并提高了应用的可用性和性能。
云计算数据中心基于上述虚拟化技术实现了跨越IT架构的全系统虚拟化,对所有资源进行统一管理、调配和监控,在无需扩展重要物理资源的前提下,
简单而有效地将大量分散的、没有得到充分利用的物理资源整合成单一的大型虚拟资源,并使其能长时间高效运行,从而能源效率和资源利用率达到最大化。
2)弹性伸缩和动态调配
弹性伸缩可以从纵向和横向两个方面考虑。纵向伸缩性是指在同一个逻辑单元内增加资源来提高处理能力,如:在现有服务器上增加CPU或在现有的RAID/SAN存储中增加硬盘等;横向伸缩性是指增加更多逻辑单元的资源,并整合成如同一个单元在工作。
动态调配是根据需求的变化,对计算资源自动地进行分配和管理,实现高度“弹性”的缩放和优化使用,而使用者不介入具体操作流程。
3)高效、可靠的数据传输交换和事件处理
数据传输交换和事件处理系统是云计算中心的消息和数据传输交换枢纽,不能仅采用组播协议来追求速度,也不能仅采用TCP来追求可靠性,而需要结
合多种协议的优势,有效控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向,保证数据通道的畅通性、信息交换的可靠性和安全性。同时,为了满足系统应用的多样性和
业务实时性要求,设计中也要考虑点对点、点对多点、多点对多点等多种连接方式。
云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网,后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此,云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力,拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心,按自己的需求进行运算。
对云计算的定义有多种说法。对于到底什么是云计算,至少可以找到100种解释。现阶段广为接受的是美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种按使用量付费的模式,这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问, 进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络,服务器,存储,应用软件,服务),这些资源能够被快速提供,只需投入很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。
首先说下什么融合系统,准确来说应该是融合架构,它更强调各种硬件的组合(
参考资料:
在传统的企业IT采购中,企业需要分散的购买服务器、存储、网络,在进行集成和调优,而今,融合系统将这三大组件工厂集成,形成一种“框架计算机”的模式,或者说是将数据中心压缩到一个“盒子”中。
其次,什么是超融合架构
超融合基础架构(Hyper Converged Infrastructure,或简称“HCI”)是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术,而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素,而多套单元设备可以通过网络聚合起来,实现模块化的无缝横向扩展(scale-out),形成统一的资源池。
超融合一体机是搭载了超融合软件的一种超融合设备。
可见市面上将存储设备、服务器、网络交换机放在一个机柜里整体交付的融合方案(如:VCE Vblock)则和超融合完全不是一回事,融合架构更多强调软件硬件预先配置和验证好,整体交付。
有数据显示,到2021年混合云市场将达到约9174亿美元。企业正在部署基于云的解决方案,以克服传统IT基础架构难以解决的业务挑战,混合云解决方案和服务的成本效益正在推动这个市场。
如今,不管是云计算厂商们的普遍动作,还是市场分析报告,都在传达出一个明显的讯号:混合云将迎来春天。
混合云的出现有效平衡了企业对数据完整性和合规安全性的担忧及对IT系统灵活可扩展性的期望,使企业可将关键业务和数据保存在私有云本地确保安全性,又利用公有云的灵活扩展性和成本优势,满足企业IT使能的商业竞争力。
然而,企业业务的云化过程并非一帆风顺,在对数据库系统和核心应用的迁移过程中,对虚拟化技术、性能、数据可靠性、管理便利性方面都提出了新的挑战。同时,也对系统及应用软件管理员的技术水平和人员数量提出了更高的要求。这些新的要求,促使IT的基础架构正经历从传统架构到超融合基础设施的演进,以应对企业业务云化带来的新挑战。
创新超融合 重构云平台
超融合基础设施通过提供一种打破计算和存储之间的传统孤岛的新方法而引起人们的关注。尽管越来越多的组织正在采用它,但大部分部署都是在数据中心的外围,或虚拟桌面基础设施(VDI)等应用中。但是,由于超融合进入第二阶段的应用,因为在未来一年云计算将会发生重大变化,这对于混合云具有深远的意义。
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华为FusionCube超融合基础设施定位于企业级数据中心的超融合基础设施。其内嵌了分布式存储软件,让通用服务器替代了专用存储,融合计算、存储、网络、管理等资源。
华为在超融合的策略上,不采取平台锁定,实现了广泛的平台支持,不仅支持华为FusionSphere、VMware、KVM等主流的虚拟化平台,还可以支持SAP HANA、Oracle、IBM DB2、Sybase等主流数据库平台。华为FusionCube以性能卓越、业务永续和极简管理的特点,致力于做私有云基础架构变革的引领者。
那么,FusionCube凭借什么能力能够支持混合云呢?混合云模式对各种企业越来越有吸引力,这种趋势看起来正在加强。超融合基础设施的第二阶段是实现混合云的承诺的关键,将为企业提供更灵活和更可扩展的存储和计算。获得混合模型的全部优势需要一个集成的虚拟化网络组件的超融合基础设施解决方案,可以加速混合云业务通用的多个环境中的工作负载运行。
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性能卓越——华为Fusioncube拥有一个完善的高性能技术体系,可以帮助混合云环境实现极致性能。首先,FusionCube采用全对称分布式架构,内嵌分布式存储引擎,元数据均匀分布在所有节点,无单独元数据节点,消除了性能瓶颈。
其次,FusionCube在节点间采用IB互联,RDMA等技术解决IO瓶颈。同时,FusionCube还采用业界最先进的NVME SSD,不仅具备PCIE SSD的高性能,同时具有SATA硬盘的热插拔和即插即用特性。
通过以上创新技术,使得单柜FusionCube的性能达到720万IOPS,远超其他超融合厂家和传统架构的产品。在数据库加速这一对性能要求极限的场景,以FusionCube为基础的SAP HANA一体机,180亿记录数据查询时间只需32秒。这对于数据分析,数据挖掘的业务非常有价值。
业务永续——企业在部署混合云环境时,要保证数据库系统和核心应用的迁移过程始终在线,FusionCube采用了多副本、跨节点备份的方式实现了数据的可靠,在硬件故障时保障数据的安全和业务的稳定。
数据分片在资源池内打散分布,当服务器出现故障后,可在全资源池范围内自动并行重构,不需要单独热备盘。而传统架构需重构热备盘,性能受限于单个硬盘的性能瓶颈,通过这种机制,可以实现虚拟机和数据的智能自愈。
极简管理——企业用户IT人员配备有限,而在传统IT架构下,光是虚拟机配备和管理产生的复杂性就会让IT部门疲于应付,更不用说日后随业务扩张而产生的系统升级需求。超融合基础设施能够以最为便捷快速、对技能要求最低的方式实现安装、部署和扩展,无疑能够让企业IT部门从这种状态中解放出来。
华为FusionCube提供了图形界面的安装方式和超统一的管理界面,不仅部署时间最短能降低到11分钟,更能方便地实现端到端的统一管理、配置和监控,实现一个管理界面管理所有软硬件资源。
超融合是通过软件定义技术构建大规模数据中心的启发,结合虚拟化技术和企业IT的场景,为企业实现可扩展的 IT 基础架构;
目前国内联想超融合一体机,是利用分布式存储和计算虚拟化技术整合服务器集群、对外提供计算、存储和网络等资源的IT基础架构。帮助客户大幅度降低各种规模数据中心的复杂性。
这两种架构是不一样的,一体机只能叫做融合架构,超融合架构和融合架构的概念是不一样的。
融合架构,是通过将计算、存储、网络以及服务器虚拟化等基本组成部分融合在一起,这些资源和技术往往来自不同的厂商,通过融合使他们尽可能的作为一个整体紧密协作。换句话说,将这些资源和技术组合在一起的厂商,很可能会在其上再添加一个管理层,同时也会添加其他组件使得其 部署和管理变得容易。例如ORACLE的数据库一体机就是融合架构,里面的设备有X86服务器、高速网络和存储,而且并不都是ORACLE自己的,来自不同厂商。
超融合基础架构,指同一个供应商通过依靠自身建立一套完整的基础架构并将其组合在一套设备中。所以,从这个角度 来看,同一套设备中不仅仅有计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术,而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩和广域网链路优化等元素。同一个供应商将构成传统IT基础架构的多个构成元素组合在一起,将其应用在一套设备中。
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