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新一代数据中心的分布式计算架构

2014-06-11 11:02:20   作者:   来源:中关村在线   评论:0  点击:


  二、虚拟化架构发展和现状

  目前,虚拟化的价值已经被广泛认可,虚拟化架构也已经为大家所熟知,本文不在这里赘述,仅探讨一些关键的更新。

  1.全融合虚拟化架构

  全融合虚拟化架构,也就是我们常说的软件定义数据中心。从最直观的定义来看,就是虚拟化、软件化数据中心的一切资源。虚拟化是从服务器虚拟化开始的,虚拟机带来的好处很多客户都已经非常了解。但是网络、存储是物理性很强的资源,虚拟机虽然带来了一些灵活性,没有办法在其他资源上体现。只做计算虚拟化相当于仅完成了整个工作的30%。软件定义的数据中心就是把数据中心所有的传统物理硬件的资源进行虚拟化、软件化,从而实现了资源的抽象和与硬件的解耦和,是实现云计算的基础。

  ● 计算存储融合

  HDFS是Google公司的GFS的开源实现,GFS是大数据的基础。HDFS是分布式的文件系统,即每台服务器在只使用内置硬盘的情况下,通过网络互连,组建了一个由多个节点组成的,每个节点都同时使用并行文件系统。分布式文件系统是先进支撑互联网应用的基础,无论是淘宝还是腾讯,都有一个基于开源,自己研发的,名叫TFS(巧合,都叫TFS)的分布式文件系统。TFS是支撑其海量数据的基础。

  Ceph是OpenStack中最流行的存储管理模块,同时支持文件体统,块设备和对象存储。Ceph像一批黑马,大有取代swift(对象存储)和cinder(块设备)的趋势。

  存储产品本身也处在变革的过程中,SSD的出现彻底改变了传统存储。SSD作为缓存能够极大的提升分布式文件系统的性能,通过互联网已经证明自己实力的文件系统必将在企业市场激起新的浪潮。

  ● 计算网络融合

  * SDN和VXLAN

  SDN提出了采用软件定义网络的思路,具有转发和控制分离、控制逻辑集中、网络虚拟化、网络能力开放化等特点。SDN实现的核心控制器,即可以是普通的物理服务器也可以是虚拟机

  VXLAN技术是为了解决数据中心虚拟多租户和虚拟机迁移的问题而设计的。VXLAN技术采用了L2 over L3技术,在原有的数据报文封装中增加了VXLAN封装,并增加了IP封装,使得原有的L2报文可以穿越L3网络,扩大了二层网络的范围,使得虚拟机迁移 可以灵活跨越三层部署。同时,VXLAN封装大大扩展了租户ID字段,避免了采用VLAN方式受到4K容量的限制。

  VXLAN与SDN,前者解决虚拟迁移,后者关注控制,将支撑未来云计算网络的搭建。

  * NFV

  NFV即网络功能虚拟化,传统网络设备是由专门的硬件芯片和定制软件平台组成的。NFV指把定制软件平台安装在通用硬件平台,即x86服务器上。其本质在于解决电信运营商多年来高昂的网络成本和封闭的网络功能。

  * SDN与NFV

  SDN是一种跨设备级的技术,不仅只体现在企业网中的某一台设备上,其通过改变网络控制层与转发层的逻辑关系,将为下一代网络带来更多、更新的功能,比如针对不同的业务客户群,通过改变节点设备的转发流表,优化不同的业务流。而NFV则属于产品级的技术,通过改变单台设备功能的承载形态进而影响整个网络架构,比如在城域网中,将原本存在于统一集成网关设备中的路由、多媒体以及安全等网络功能转移到通用服务器上运行,以便降低成本、更好地响应用户的需求。例如,H3C的VSR,就是一款运行在标准服务器虚拟机上的纯软件路由器产品,实现了计算平台和网络平台的融合。

  2.公有云服务

  无论公有云还是私有云,云服务管理平台经过多年的发展已经落地,其功能模块已经确定。云管理平台由门户应用、服务运营、资源管理、运维管理、系统管理以及接口等组成。用户能够通过自服务门户Portal进行用户登录登录、服务订购、服务变更、服务退订、资源使用等服务操作。运营人员能够通过运营管理门户Portal进行用户管理、资源模板管理以及系统管理等运营操作。大家可以看到,融合后虚拟化架构作为一部分包含在资源管理中(如图3所示)。

  图3. 云服务管理平台的主要功能

  三、结束语

  随着业务的不断发展,传统企业用户会发现特定应用,通过传统的硬件升级也无法满足其需求,即遇到了性能或者容量的天花板。因此,传统企业反而转向互联网行业学习分布式架构来解决他们遇到的问题。"棱镜门"事件的主角--美国国家安全局之所以选中Amazon来提供其基础设施而没有选中IBM也是基于其海量数据(世界范围内监听电话,监控电邮)过滤分析的需求。

  但是分布式架构也不是万能的。传统行业的IT强调数据一致性,而分布式系统强调线性扩展,只保证最终一致,这两者不可兼得。大家可以参考前文的CAP理论,数据一致性,可用性,分区耐受性这三者在任一时刻,任何系统只有两项能同时成立。

  除此以外,传统行业和互联网企业的建设模式也是不同的,传统行业倾向于购买定制硬件(Unix服务器,FC存储)和商业软件(Oracle数据库,Weblogic中间件)和商业的解决方案。由于不掌握核心技术,企业IT管理人员遇到问题会直接咨询厂商,专业厂商为企业义务连续性背书。而互联网企业由于可以看到源代码并且具备操作系统内核级修改的能力,倾向于使用开源软件,x86架构廉价硬件配合大量工程师定制开发;企业遇到问题只有依靠自己解决。这两种方式没有孰优孰劣,适合的就是最好的,而且从成本上其实讲差不多。

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