數(shù)據(jù)中心建設方案（一）

　　第1章總述

　　為進一步推進信息化建設，以信息化推動業(yè)務工作的改革與發(fā)展，需要建設的新一代綠色高效能數(shù)據(jù)中心網絡。

　　1.1 數(shù)據(jù)中心網絡建設需求

　　1.1.1 傳統(tǒng)架構存在的問題

　　現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網絡采用傳統(tǒng)以太網技術構建，隨著各類業(yè)務應用對IT需求的深入發(fā)展，業(yè)務部門對資源的需求正以幾何級數(shù)增長，傳統(tǒng)的IT基礎架構方式給管理員和未來業(yè)務的擴展帶來巨大挑戰(zhàn)。具體而言存在如下問題：

　　l 維護管理難：在傳統(tǒng)構架的網絡中進行業(yè)務擴容、遷移或增加新的服務功能越來越困難，每一次變更都將牽涉相互關聯(lián)的、不同時期按不同初衷建設的多種物理設施，涉及多個不同領域、不同服務方向，工作繁瑣、維護困難，而且容易出現(xiàn)漏洞和差錯。比如數(shù)據(jù)中心新增加一個業(yè)務類型，需要調整新的應用訪問控制需求，此時管理員不僅要了解新業(yè)務的邏輯訪問策略，還要精通物理的防火墻實體的部署、連接、安裝，要考慮是增加新的防火墻端口、還是需要添置新的防火墻設備，要考慮如何以及何處接入，有沒有相應的接口，如何跳線，以及隨之而來的VLAN、路由等等，如果網絡中還有諸如地址轉換、7層交換等等服務與之相關聯(lián)，那將是非常繁雜的任務。當這樣的IT資源需求在短期內累積，將極易在使得系統(tǒng)維護的質量和穩(wěn)定性下降，同時反過來減慢新業(yè)務的部署，進而阻礙公司業(yè)務的推進和發(fā)展。

　　l 資源利用率低：傳統(tǒng)架構方式對底層資源的投入與在上層業(yè)務所收到的效果很難得到同比發(fā)展，最普遍的現(xiàn)象就是忙的設備不堪重負，閑的設備資源儲備過多，二者相互之間又無法借用和共用。這是由于對底層網絡建設是以功能單元為中心進行建設的，并不考慮上層業(yè)務對底層資源調用的優(yōu)化，這使得對網絡的投入往往無法取得同樣的業(yè)務應用效果的改善，反而浪費了較多的資源和維護成本。

　　l 服務策略不一致：傳統(tǒng)架構最嚴重的問題是這種以孤立的設備功能為中心的設計思路無法真正從整個系統(tǒng)角度制訂統(tǒng)一的服務策略，比如安全策略、高可用性策略、業(yè)務優(yōu)化策略等等，造成跨平臺策略的不一致性，從而難以將所投入的產品能力形成合力為上層業(yè)務提供強大的服務支撐。

　　因此，按傳統(tǒng)底層基礎設施所提供的服務能力已無法適應當前業(yè)務急劇擴展所需的資源要求，本次數(shù)據(jù)中心建設必須從根本上改變傳統(tǒng)思路，遵照一種嶄新的體系結構思路來構造新的數(shù)據(jù)中心IT基礎架構。

　　1.1.2 數(shù)據(jù)中心目標架構

　　面向服務的設計思想已經成為Web2.0下解決來自業(yè)務變更、業(yè)務急劇發(fā)展所帶來的資源和成本壓力的最佳途徑。從業(yè)務層面上主流的IT廠商如IBM、BEA等就提出了摒棄傳統(tǒng)的“面向組件(Component)”的開發(fā)方式，而轉向“面向服務”的開發(fā)方式，即應用軟件應當看起來是由相互獨立、松耦合的服務構成，而不是對接口要求嚴格、變更復雜、復用性差的緊耦合組件構成，這樣可以以最小的變動、最佳的需求溝通方式來適應不斷變化的業(yè)務需求增長。鑒于此，數(shù)據(jù)中心業(yè)務應用正在朝“面向服務的架構Service Oriented Architecture(SOA)”轉型。與業(yè)務的SOA相適應，提出支撐業(yè)務運行的底層基礎設施也應當向“面向服務”的設計思想轉變，構造“面向服務的數(shù)據(jù)中心”(Service Oriented Data Center，SODC)。

　　傳統(tǒng)組網觀念是根據(jù)功能需求的變化實現(xiàn)對應的硬件功能盒子堆砌而構建企業(yè)網絡的，這非常類似于傳統(tǒng)軟件開發(fā)的組件堆砌，被已經證明為是一種較低效率的資源調用方式，而如果能夠將整個網絡的構建看成是由封裝完好、相互耦合松散、但能夠被標準化和統(tǒng)一調度的“服務”組成，那么業(yè)務層面的變更、物理資源的復用都將是輕而易舉的事情。SODC就是要求當SOA架構下業(yè)務的變更，導致軟件部分的服務模塊的組合變化時，松耦合的網絡服務也能根據(jù)應用的變化自動實現(xiàn)重組以適配業(yè)務變更所帶來的資源要求的變化，而盡可能少的減少復雜硬件的相關性，從運行維護、資源復用效率和策略一致性上徹底解決傳統(tǒng)設計帶來的頑疾。

　　具體而言SODC應形成這樣的資源調用方式：底層資源對于上層應用就象由服務構成的“資源池”，需要什么服務就自動的會由網絡調用相關物理資源來實現(xiàn)，管理員和業(yè)務用戶不需要或幾乎可以看不見物理設備的相互架構關系以及具體存在方式。SODC的框架原型應如下所示：

　　在圖中，隔在物理架構和用戶之間的“交互服務層”實現(xiàn)了向上提供服務、向下屏蔽復雜的物理結構的作用，使得網絡使用者看到的網絡不是由復雜的基礎物理功能實體構成的，而是一個個智能服務——安全服務、移動服務、計算服務、存儲服務……等等，至于這些服務是由哪些實際存在的物理資源所提供，管理員和上層業(yè)務都無需關心，交互服務層解決了一切資源的調度和高效復用問題。

　　SODC和SOA構成的數(shù)據(jù)中心IT架構必將是整個數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展的趨勢，雖然實現(xiàn)真正理想的SODC和SOA融合的架構將是一個長期的歷程，但在向該融合框架邁進的每一步實際上都將會形成對網絡靈活性、網絡維護、資源利用效率、投資效益等等方面的巨大改善。因此本次數(shù)據(jù)中心的網絡建設，要求盡可能的遵循如上所述的新一代面向服務的數(shù)據(jù)中心設計框架。

　　1.2 數(shù)據(jù)中心設計目標

　　在基于SODC的設計框架下，新一代數(shù)據(jù)中心應實現(xiàn)如下設計目標：

　　l 簡化管理：使上層業(yè)務的變更作用于物理設施的復雜度降低，能夠最低限度的減少了物理資源的直接調度，使維護管理的難度和成本大大降低。

　　l 高效復用：使得物理資源可以按需調度，物理資源得以最大限度的重用，減少建設成本，提高使用效率。即能夠實現(xiàn)總硬件資源占用量降低了，而每個業(yè)務得到的服務反而更有充分的資源保證了。

　　l 策略一致：降低具體設備個體的策略復雜性，最大程度的在設備層面以上建立統(tǒng)一、抽象的服務，每一個被充分抽象的服務都按找上層調用的目標進行統(tǒng)一的規(guī)范和策略化，這樣整個IT將可以達到理想的服務規(guī)則和策略的一致性。

　　1.3 數(shù)據(jù)中心技術需求

　　SODC架構是一種資源調度的全新方式，資源被調用方式是面向服務而非象以前一樣面向復雜的物理底層設施進行設計的，而其中交互服務層是基于服務調用的關鍵環(huán)節(jié)。交互服務層的形成是由網絡智能化進一步發(fā)展而實現(xiàn)的，它是底層的物理網絡通過其內在的智能服務功能，使得其上的業(yè)務層面看不到底層復雜的結構，不用關心資源的物理調度，從而最大化的實現(xiàn)資源的共享和復用。要形成SODC要求的交互服務層，必須對網絡提出以下要求：

　　1.3.1 整合能力

　　SODC要求將數(shù)據(jù)中心所需的各種資源實現(xiàn)基于網絡的整合，這是后續(xù)上層業(yè)務能看到底層網絡提供各類SODC服務的基礎。整合的概念不是簡單的功能增多，雖然整合化的一個體現(xiàn)是很多獨立設備的功能被以特殊硬件的方式整合到網絡設備中，但其真正的核心思想是將資源盡可能集中化以便于跨平臺的調用，而物理存在方式則可自由的根據(jù)需要而定。

　　數(shù)據(jù)中心網絡所必須提供的資源包括：

　　l 智能業(yè)務網絡所必須的智能功能，比如服務質量保證、安全訪問控制、設備智能管理等等;

　　l 數(shù)據(jù)中心的三大資源網絡：高性能計算網絡;存儲交換網絡;數(shù)據(jù)應用網絡。

　　這兩類資源的整合將是檢驗新一代數(shù)據(jù)中心網絡SODC能力的重要標準。

　　1.3.2 虛擬化能力

　　虛擬化其實就是把已整合的資源以一種與物理位置、物理存在、物理狀態(tài)等無關的方式進行調用，是從物理資源到服務形態(tài)的質變過程。虛擬化是實現(xiàn)物理資源復用、降低管理維護復雜度、提高設備利用率的關鍵，同時也是為未來自動實現(xiàn)資源協(xié)調和配置打下基礎。

　　新一代數(shù)據(jù)中心網絡要求能夠提供多種方式的虛擬化能力，不僅僅是傳統(tǒng)的網絡虛擬化(比如VLAN、VPN等)，還必須做到：

　　l 交換虛擬化

　　l 智能服務虛擬化

　　l 服務器虛擬化

　　1.3.3 自動化能力

　　自動化是SODC架構中上層自動優(yōu)化的實現(xiàn)服務調用必須條件。在高度整合化和虛擬化的基礎上，服務的部署完全不需要物理上的動作，資源在虛擬化平臺上可以與物理設施無關的進行分配和整合，這樣我們只需要將一定的業(yè)務策略輸入給智能網絡的策略服務器，一切的工作都可以按系統(tǒng)自身最優(yōu)化的方式進行計算、評估、決策和調配實現(xiàn)。

　　這部分需要做到兩方面的自動化：

　　l 網絡管理的自動化

　　l 業(yè)務部署的自動化

　　1.3.4 綠色數(shù)據(jù)中心要求

　　當前的能源日趨緊張，能源的價格也飛揚直上;綠地(Green Field)是我們每個人都關心的議題。如何最大限度的利用能源、降低功耗，以最有效率方式實現(xiàn)高性能、高穩(wěn)定性的服務是新一代的數(shù)據(jù)中心必須考慮的問題。