新型計算機系統形態——云計算數據中心
眾所周知,計算機系統一般由計算、存儲、網絡及其他I/O部分組成。這些系統相互協作,完成人類所需的計算需要。但隨著Web2.0、物聯網的發展,數據量跳躍式增長,大量的流媒體、圖片以及各個行業的海量數據的存儲和計算需求,對傳統的計算機系統架構和傳統的數據中心造成了巨大的挑戰,迫切需要新型的計算機系統形態的出現。云計算數據中心,這種脫胎于傳統數據中心,具有劃時代意義的計算形態和商業模式應運而生。
數據中心作為互聯網(包括政企私有網絡)中業務服務和內容服務的提供場所,通常按應用進行系統部署。從運營管理者角度看,數據中心由各種功能的空間、網絡和分散的應用系統組成,形成一個個信息孤島和應用孤島。這些孤島投資和運行成本高、難以適應業務和應用的動態伸縮,計算資源利用率低。而云計算和數據中心的融合對數據中心的資源整合、業務創新、統一運營帶來了革命性變化,并由此改變了數據中心的存在形態。云計算數據中心存在形態包括云平臺數據中心、云業務數據中心、數據中心云。
·云平臺數據中心:通過虛擬化技術,把計算、存儲、網絡等資源虛擬成各個資源池,把底層的物理硬件和上層的應用之間解耦合,有效提高物理硬件的資源利用效率。關鍵技術是云計算和虛擬化。
·云業務數據中心:基于云平臺數據中心,豐富了數據中心可提供的新的業務,如虛擬主機、虛擬桌面、網盤等。新增加的這些業務,能有效提高數據中心的收益。關鍵技術包括云計算和應用交付組合。
·數據中心云:在傳輸和承載網的基礎上,跨地域整合多個物理數據中心之間的資源(云平臺、云業務),形成大的統一資源和業務平臺,在此基礎上形成1個或多個云,提供云業務。涉及到的關鍵技術是云計算和承載網的整合。#p#
隨著云計算技術的應用深入,在分布式并行計算技術和虛擬化技術的支撐下,數據中心將演變為一個超級計算機:服務器等計算資源作為CPU和內存;存儲產品等存儲資源作為硬盤;交換機、路由器等網絡資源作為總線;改造的配套機房和新興集裝箱/模塊式等物理設施作為機箱;虛擬化桌面、云終端作為顯示器鍵盤鼠標;安全設備虛擬化和負載均衡虛擬化作為功能板卡;虛擬化、分布式、虛擬資源調度等云計算基礎軟件作為操作系統;SDP等軟件作為平臺系統軟件;云業務軟件作為應用程序。
面對這個超級計算機的發展,運營和管理者首先關注的是硬件資源和操作系統這些基礎設施的整合、試點、評估,也即云平臺數據中心將作為數據中心和云計算融合的***個階段。
云計算數據中心的漸次演進
數據中心的管理者,將基于自身資源,按技術成熟度和應用影響程度循序漸進地開展云平臺的改造,逐步打造端到端的虛擬化資源池平臺。
·桌面虛擬化。數據中心云化改造的***步從客戶端開始。目前很多企業和政府投資瘦客戶端、移動終端代替筆記本和PC機,應用軟件商紛紛發布基于虛擬桌面和基于瀏覽器的應用軟件版本。但一些功能板卡(如顯卡)虛擬化的滯后一定程度影響了云化進程。
·計算虛擬化。服務器虛擬化是后臺相對成熟的應用,很多廠家完成了試點,正規劃規模應用。小型機將被X86服務器替代,而集成度、密度高的刀片服務器更受歡迎。服務器單板配置CPU和內存要求加大,促進了服務器廠家推出新形態產品。
·存儲虛擬化。相對于分布式文件系統和分布式數據庫技術,由于在存儲網絡層實現虛擬化,并解決了數據容災應用集成和上層應用解耦問題,云平臺數據中心更加傾向于塊級別的存儲虛擬化引擎的使用和部署。
·網絡虛擬化。當前網絡還沒實現應用網絡和存儲網絡的整合,基于FCOE(FCP over Ethernet)的融合交換設備出現后,將給網絡虛擬化奠定基礎。云平臺數據中心目前更多還是在服務器虛擬化感知和遷移上進行網絡層支持。
·安全設備和負載均衡等虛擬化。安全和負載均衡虛擬化在數據中心的應用已有領先的廠商推出產品,一些互聯網企業將開展試點。
·虛擬資源的管理和調度。目前各種資源都能統一整合管理的廠商比較少,結合應用的局部部署比較多,這也制約了云平臺數據中心的發展進程。
·機房改造和新興基礎設施。云平臺數據中心加大了資源的集中度,傳統機房的配電和冷卻技術已不能滿足需求,需要改造機房,提高設備密度和功率密度,降低PUE(Power Usage Effectiveness)。集裝箱和微模塊的新型基礎設施已經大量試點,效果評估良好。
這些基礎設施和IT系統都實現資源池的虛擬化后,能從根本上解決當前的“計算的瓶頸”,云計算數據中心可以像一臺超級計算機一樣對外提供服務。
未來將更環保
云計算數據中心單位比特能耗低,綠色環保;采用智能數據中心管理系統,易于管理大量基礎設施和IT設施,且能依據一定的專家系統調度策略,實現動態調整數據中心的計算能力;云計算數據中心的架構天然具有容災性,其并行計算的架構,能滿足客戶對數據安全的要求。
隨著云計算2.0的到來,即將大量出現的應用需求,需要一個穩定、可靠、能動態伸縮的計算能力支撐平臺,而云計算數據中心,就是這種平臺的***實踐。