從云計算談IT建設的新思路和新方法
云計算嚴格意義上來說是一個新名詞,它既不是一項新技術,也不是一個新概念。甚至,云計算這個詞本身就是值得商榷的,云的含義絕不僅僅是針對計算,而是IT系統建設的一個總體方針和大勢所趨。云代表的是一個嶄新的IT時代。
早在二十一世紀初,IBM就提出過On Demand隨需應變,HP也提出過Utility Computing效用計算,H3C提出了IToIP。甚至在更早的上個世紀90年代中,全球各地就出現過一批以ASP(應用服務商)、SSP(存儲服務商)為運營模式的商業探索者,他們都是云計算的先驅和實踐者。上述概念或商業構想與今天的云計算并沒有本質的差異,都是對同一個IT發展愿景進行的不同角度表述。
那么,這個愿景究竟是什么呢?就是希望IT資源能夠有一天像今天使用的電力、自來水一樣"即插即用"。這些IT資源包括應用、軟件、硬件設施等。我們從未聽說過"云電力"或者"云自來水"。因為從來不需要關心發電、輸電設備的技術和管理就可以輕松使用電力資源;從來不需要關心水的抽取、凈化和輸送,就可以使用清潔的自來水資源。云代表的就是資源的社會化、服務化和專業化的大趨勢。
我們要討論的問題是:有沒有哪些IT領域已經實現了資源化,或者說"云化"?是什么原因阻礙了IT"云"的實現?要擁抱"云",我們需要做些什么?
如果談到廣義的IT,把話音通信也歸入IT范疇,那么我們無論在固定電話還是移動電話方面,都早已實現了"云電話"。我們只需要按消費需求向運營商申請服務,就可以按喜好購買終端接入使用通訊服務。如果回到20-30年前,我們同樣可以看到每個政府機關或者企業,都在購買程控交換機,甚至設置話務員部門負責通訊聯絡。大規模數字程控交換機和電信運營商的出現,使這樣的自耕農式通信建設,進入了社會化協作的"云通訊"時代。
我們所熟知的Internet更是以與生俱來的全球化分工協作精神,從一開始就是以網絡資源服務的姿態打造了一張"云網絡"。即便我們某些行業部門還在樂此不疲地建一張張內部使用的獨立縱向網,至少從來沒有人想去建一個"自己的"Internet。
云在IT世界從來不是一件新鮮事,在發展最迅速的語音和數據通信領域,我們天天都在使用著這樣的云。從人類發展歷史來看,不斷深化的社會化、專業化分工是社會發展的大勢所趨,在IT行業同樣也不例外。所以,我們對于這朵飄然而至的"云",不應該從"新技術"或"新概念"的角度去看,而是應該看作IT系統的建設大趨勢。
現在回答第二個問題,是什么因素阻礙了"云"的實現?有兩個主要原因:
一是傳統管理體系對信息資源的分割占據,人為地阻礙了信息的流通和共享。沒有"水"的流動循環,"云"自然也就無法生成。
二是IT發展過程中的群雄割據和利益導向,導致標準林立。很多廠商都在紛紛定義私有的應用標準和數據格式,誘使或迫使用戶在IT系統建設時,不得不按照不同廠商產品設定的框架裝入自己的業務。最終導致業務割裂,系統混亂。
一個簡單的假設,如果一個用戶的機房中,同時運行著4到5個不同廠商的服務器、操作系統、數據庫、存儲設備、網絡設備和安全設備,應用軟件有3到4個不同的開發商且各自為戰,從未按照全局信息規范標準進行信息定義和系統開發,數據中心也僅僅是完成了把數據從物理上堆到了一個機房中,業務仍舊是條塊分割,風馬牛不相及,那么,當這個用戶面臨著越來越嚴峻的業務連續性、安全等級保護、跨業務整合、應急指揮等等新的業務主題考驗時,陷入疲于奔命的救火狀態很難避免,業務自然也就很難更上一層樓。
因此,云對于我們反思IT建設歷程,從系統化、集約化、整合化、社會化專業分工角度重新思考未來的IT之路,有著重要的現實意義和價值。我們可以不需要"云計算"的帽子,卻可以據此審視我們的建設思路:什么才是符合發展潮流的做法?不再打著信息化的旗號,做著把信息鎖進箱子底的事。
對于管理方面的問題,應該認識到:充分信息化的前提和結果之一是管理的扁平化,是管理的客戶導向或服務對象導向。我們欣喜地看到,繼運營商BOSS系統整合、金融數據大集中等企業業務整合行動取得顯著成效之后,政府很多部門也都正在努力進行管理流程變革和IT系統整合。從公安部門的警務綜合系統,到學校的數字化校園;從社會征信系統,到政府網站一站式服務整合。越來越多的政府和企業信息系統,不再著眼于個別功能的實現,而是著眼于大系統大業務,打破內部部門分工障礙,甚至打破不同行業或企業間的"數字鴻溝",正積極向著信息的標準化、信息交換與共享,業務流程整合的方向邁進。
在管理優化和業務整合的基礎上,技術和系統的重構和整合就成為第二個需要面對的問題。前面分析過,軟硬件技術標準、數據格式標準的廠商紛爭和利益糾葛,是造成今天系統割裂整合困難的根本原因。從目前階段進入到類似通訊和網絡的"云時代",從技術上至少還需要跨越三個大的臺階,自底向上分別是:計算和存儲設備在硬件技術和管理技術上的充分標準化;操作系統的充分標準化,具備高度的互操作和應用隨需部署能力;主要應用的數據格式充分標準化和高度互操作能力。
三個臺階的跨越過程,需要大量的中間件、虛擬化技術將原本死死綁在一起的軟硬件結構打破,透明化為逐層向上提供服務的資源化IT體系結構,這就是云計算中經常提到的PaaS(Platform as a Service)/SaaS(Storage or Software as a Service)/IaaS(Infrastructure as a Sevice)的價值所在。
想象這樣一幅場景:一個業務機構,早上9點上班,員工忙于收發郵件,這時,可以調集100個計算節點中的80個集中服務于郵件業務;10點之后,隨著終端客戶逐漸進入營業場所,營業系統開始步入高峰,郵件業務開始下降。系統管理員甚至是系統能夠自動將郵件系統使用的80個計算節點釋放出70個迅速用于業務系統的支撐。所有的計算資源像一個可以動態調配的水池,隨時為一尾尾不同應用要求的魚提供著適時的支撐和靈活的服務。
再想象這樣一幅場景:在一個數據中心,管理著約10PB的數據(10PB=10,000TB),其中實時在線交易數據占100TB,數據倉庫和決策支持系統數據達到1,000TB,包含圖片、視頻和文本文件的常用數據約2,000TB,其他近7,000TB是計劃存放30年的各種歷史數據。
由于充分實現了存儲的標準化、智能化、虛擬化、服務化,數據資源的管理異常輕松。每一臺服務器根本無需進行預設的空間分配,只需要向存儲服務平臺發送數據讀寫需求,存儲平臺能夠根據前端數千個計算節點提出的不同的數據讀寫需求,智能化地決定數據服務策略:
1、具有高性能要求在線交易數據,存儲系統自動存放到由固態硬盤組成的容量池,提供高性能的數據讀寫服務和高可靠的RAID10保護服務,同時該容量池已自動設置了備份、同城、異地多級災難備份的數據保護功能;同時分配了足夠的IOPS能力服務于數據的讀寫操作。
2、對于數據倉庫和決策支持系統,存儲系統自動將數據分配到配置了較高性能的SAS硬盤區,用RAID5進行較低成本的配置和數據存儲,只對其中的重要元數據進行高級別備份和容災保護,過程性數據僅做簡單近線備份保護。
3、對于近2000TB的各種非結構化數據,按照數據本身描述中的數據格式、時效性要求、傳輸帶寬要求等,存儲系統自動分門別類將數據分配到不同介質區,提供不同帶寬條件、不同數據備份和災備保護能力應對不同的數據訪問需求。
4、根據業務規則,存儲系統自動將一年以上訪問頻率小于10次的數據自動歸檔到有MAID(大規模非活動磁盤陣列)技術支持的綠色數據歸檔區,硬盤平時處于下電狀態,大幅度節省歸檔能耗,僅在有訪問或新寫入時,自動加電相關的介質提供服務。如果數據超過1年沒有訪問,存儲系統還將把這部分數據自動歸檔到磁帶中進行離線保存。
5、任何時候,存儲系統能夠根據訪問特征和數據特征,自動組合和分配存儲資源,并源源不斷地向管理員提供各種數據區的使用特征和記錄分析。一旦某數據區達到容量、性能或安全臨界閾值,只需要按照標準化規程加入標準化的介質、性能處理單元等,存儲系統就能夠自動把新的資源加入資源池。
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