注意!不要讓你的數(shù)據(jù)中心“缺鈣”
“鈣”對于在日常生活中注重健康保健的人來說,它的重要性不言而喻。尤其是近幾年,缺鈣的負面影響與表現(xiàn)也越來越廣為人知。因此當(dāng)越來越多的人衣食無憂之后,也就開始注重“補鈣”了。
簡單來說,鈣除了是骨骼發(fā)育的基本原料,直接影響身高外,還在體內(nèi)具有其他重要的生理功能。這些功能對維護機體的健康,保證正常生長發(fā)育的順利進行具有重要作用。在人類身體中,鈣大多分布在骨骼和牙齒中,約占總量的99%,其余1%分布在血液、細胞間液及軟組織中。而為什么鈣對身體如此重要?因為它是很多身體組織運作的根基,在缺鈣的情況下,人類在神經(jīng)系統(tǒng)、運動系統(tǒng)、五宮系統(tǒng)等方面都會出現(xiàn)問題,較為常見并且影響重大的現(xiàn)象與疾病包括:帕金森癥(俗稱癡呆)、歇斯底里癥(俗稱發(fā)瘋)、肌肉痙攣(俗稱抽筋)、白內(nèi)障、老花眼等等,因此可以說缺鈣與補鈣是貫穿人類由生到死一生的話題。與之類似的,一個數(shù)據(jù)中心的建設(shè),也同樣不能“缺鈣”!
如果我們把數(shù)據(jù)中心的組成當(dāng)作是一個人體的話,我認(rèn)為“缺鈣”所直接影響的就是網(wǎng)絡(luò),即相當(dāng)于人體中的骨骼與神經(jīng),它決定了機體的健壯性與運轉(zhuǎn)的流暢與否。
作為企業(yè)IT運作的承載平臺,數(shù)據(jù)中心本身的重要性已經(jīng)無需證明。而每個數(shù)據(jù)中心就像每個企業(yè)的核心員工一樣,肩負著關(guān)鍵的使命。我認(rèn)為數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)設(shè)施——服務(wù)器、存儲就相當(dāng)于人的基本關(guān)鍵性組織——大腦,它負責(zé)信息的獲取、感知、處理與應(yīng)變,服務(wù)器與存儲相當(dāng)于人類的大腦,服務(wù)器負責(zé)對感知的信息進行處理,存儲負責(zé)保存那些需要記憶的數(shù)據(jù)。而供電、制冷、UPS等基礎(chǔ)設(shè)備相當(dāng)于五臟六腑,提供身體運作的基本能量。當(dāng)我們?yōu)檫@個數(shù)據(jù)中心部署相應(yīng)的應(yīng)用(相當(dāng)于為某人腦傳輸某種工作技能)時,這個數(shù)據(jù)中心就將為我們提供相應(yīng)的服務(wù)。云計算的理念,則是讓這些器官達成更好的默契,實現(xiàn)更好的資源共享,最終形成更為協(xié)調(diào)的運作機制。
但是,誰負責(zé)傳遞這些信息,并有效的銜接各功能組件(肢體)呢?顯然就是網(wǎng)絡(luò),它就相當(dāng)于人類的骨骼與神經(jīng),連接體內(nèi)的一切,負責(zé)信息的傳輸、中轉(zhuǎn)、調(diào)控。所以,當(dāng)我們要構(gòu)建一個數(shù)據(jù)中心時,大腦必須要有,五臟六腑也須一應(yīng)俱全,但核心的骨干則是先天的必然,并且要隨時注意它是否“缺鈣”——即我們是否在理念與投資上,對它予以了足夠的重視,以讓我們數(shù)據(jù)中心的“骨骼”與“神經(jīng)”始終保持出眾的工作狀態(tài)?
事實上,按照傳統(tǒng)的企業(yè)IT模型,數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是相對簡單的,只需按部就班的以樹型架構(gòu)將各IT基礎(chǔ)設(shè)施一級一級的連接起來即可。網(wǎng)絡(luò)交換的架構(gòu)基本固定,帶寬的需求與分配也很容易掌握,所以長期以來,數(shù)據(jù)中心里網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重視程度無不如對服務(wù)器與存儲。然而,當(dāng)企業(yè)IT的發(fā)展越來越向融合邁進,講究數(shù)據(jù)中心甚至是跨數(shù)據(jù)中心的資源共享,以合成“云“的運作與服務(wù)模式之后,情況就有了改變。
較傳統(tǒng)模式最先改變的就是服務(wù)器,這其中虛擬化的應(yīng)用首當(dāng)其沖。虛擬化讓一臺服務(wù)器虛擬為多個服務(wù)器實例,每個實例具備完整的服務(wù)器的虛擬配置,包括處理器、內(nèi)存、存儲以及網(wǎng)絡(luò),并且相互獨立(邏輯隔離),但是對外的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)I/O互聯(lián)仍然集成于宿主物理服務(wù)器。由于物理設(shè)備本身的固化特性,它不可能像虛擬設(shè)備那樣靈活的變多或變少自己,這就需要相應(yīng)的物理設(shè)備作出相應(yīng)的,讓虛擬機“自以為是”的改變,比如處理器的虛擬化技術(shù)(英特爾的 VT-x、VT-i、AMD的AMD-V)、I/O平臺的虛擬化技術(shù)(如英特爾的VT-d、AMD的IOMMU)、以太網(wǎng)卡的虛擬化技術(shù)(如英特爾的 VT-c)等等,本質(zhì)上都是上虛擬機認(rèn)為自己是獨享一個硬件環(huán)境,可以與它們直接打交道,避免了Hypervisor的中轉(zhuǎn)與系統(tǒng)開銷,從而提高了虛擬機的運作效能。
在此之后,虛擬化的特性讓技術(shù)人員看到了跨越物理平臺的區(qū)隔,進行資源調(diào)度與分配的可能性。比如非常實用的虛擬機動態(tài)遷移(Live Migration)功能,可以將虛擬機根據(jù)工作負載、運營維護、安全級別等需求,在不停機的狀態(tài)下遷移至其他的物理服務(wù)器上,從而為機架級、數(shù)據(jù)中心級與全球級的資源調(diào)度提供了方便。目前,虛擬機遷移已經(jīng)成為新時代虛擬化IT環(huán)境中最重要也是最常見的一種必備功能,也是未來云計算基礎(chǔ)架構(gòu)的核心基礎(chǔ)之一。與之相呼應(yīng),虛擬機所對應(yīng)的數(shù)據(jù)遷移、存儲路徑切換與共享也成為了存儲系統(tǒng)所必須具備的能力。
那么對于網(wǎng)絡(luò)呢,顯而易見,如此虛擬化的資源部署形式、對物理主機總帶寬的需求動態(tài)響應(yīng)(如果每個虛擬機的網(wǎng)絡(luò)帶寬要求固定,那么一臺宿主機上的虛擬機的多少也就對總帶寬提出了新的需求)、動態(tài)的資源調(diào)配、相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)配置與邏輯(原來對于一個物理機有一個網(wǎng)絡(luò)的配置與安全策略,但現(xiàn)在要為每個虛擬機都有一個相應(yīng)的配置與策略)的跨區(qū)域轉(zhuǎn)移等等帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。就此,我們可以清晰看出,突破傳統(tǒng)STP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的高帶寬彈性交換互聯(lián)(虛擬機遷移與溝通),和與之相對應(yīng)的功能邏輯的動態(tài)調(diào)配能力(包括路徑、策略、規(guī)劃與智能感知),將成為新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重中之重,而它也將是未來數(shù)據(jù)中心構(gòu)建與發(fā)展所必需的“鈣”。
想想看,如果骨骼與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因缺鈣不能負擔(dān)這種動態(tài)的、突變的需求,那會是怎樣的情景?抽筋、感知緩慢、乃至癡呆、半身不遂均有可能發(fā)生,如此這樣的一個企業(yè),先不說發(fā)展,就是在商場的競爭中保住自己的地位,恐怕都是難事。
因此,當(dāng)我們越來越了解云的模式與理念帶動下的新一代企業(yè)IT的先進性,當(dāng)我們越來越想運用這種云的模式來打造自己的IT,將資源最大限度的虛擬化、池化并能自動化的調(diào)度以應(yīng)對企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的彈性需求之時,就更應(yīng)該看看我們傳統(tǒng)的僵化的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)如何面向這種需求,如何才能讓網(wǎng)絡(luò)不會成為新 IT環(huán)境下的“抽筋”的根源,所以在構(gòu)建面向未來業(yè)務(wù)需求與IT形態(tài)的數(shù)據(jù)中心的時候, 對網(wǎng)絡(luò)是否“缺鈣”的重視是必須的。
簡單來說,在面向未來IT動態(tài)需求打造或改進數(shù)據(jù)中心的過程中,要首先明確一個原則,那就是要保證核心交換網(wǎng)絡(luò)擁有足夠的帶寬與彈性,即性能與可升級/擴展性,前者將可應(yīng)對現(xiàn)有的虛擬機動態(tài)需求環(huán)境,比如一臺主機的應(yīng)用負載能力(處理器、內(nèi)存的余量)可以支持更多的虛擬機,但虛擬機的聚合網(wǎng)絡(luò)帶寬如果不能有效滿足,也只能忍痛割愛,占用另一臺網(wǎng)絡(luò)帶寬資源相對寬松的主機,這等于變向提高了物理成本。所以,要根據(jù)應(yīng)用的需求劃分好一個資源池,池中的主機都具備了高帶寬聚合能力,與之對應(yīng)的則是高帶寬的交換網(wǎng)絡(luò),以消除可能的網(wǎng)絡(luò)瓶頸,同時還要具備良好的彈性。因為可以預(yù)計,隨著處理器性能的不斷提升,以后每機架的虛擬機負載能力將會不斷提高,所以單位機架空間內(nèi)的交換網(wǎng)絡(luò)帶寬也要保證足夠的可升級與可擴展性,比如現(xiàn)在部署的服務(wù)器的網(wǎng)口主流是 10G,但作為核心交換網(wǎng)絡(luò),要考慮到未來100G的可擴展和可升級性,才能保證網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)長期的性能與彈性供給。
其次,要保證核心交換網(wǎng)絡(luò)有優(yōu)秀的“云就緒“的可管理與相應(yīng)配置功能。這種可管理與配置能力不僅僅是對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備本身物理端口參數(shù)、映射與策略的管理,而更在于高級的邏輯功能,如設(shè)備級的虛擬化(VS)、虛擬聚合(CSS)、邏輯隔離、路徑調(diào)換、與實時跟蹤與遷移響應(yīng)能力,以應(yīng)對處理層(服務(wù)器) 的變更與動態(tài)調(diào)配,而這些能力是與一些領(lǐng)先的、前瞻性的技術(shù)與協(xié)議分不開的(如TRILL、SDN等等)。
最后,新一代網(wǎng)絡(luò)骨架還要有外圍的動態(tài)感知能力,就像人體的神經(jīng)一樣,可以在身體的“邊緣”感知人體的動作與周邊的環(huán)境,以做出相關(guān)的調(diào)整與反應(yīng)。因為網(wǎng)絡(luò)不僅僅負責(zé)連接服務(wù)器與存儲,還負責(zé)數(shù)據(jù)中心對外的互聯(lián),不同的互聯(lián)設(shè)備對于網(wǎng)絡(luò)的需求有著不同的側(cè)重與功能輔助。這一點也很像人類對外界的感知響應(yīng),很多人都喜歡《諜影重重》中的“杰森-伯恩”,反應(yīng)迅速、判斷準(zhǔn)確而果斷,在很大程度上這是因為它體內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)很敏銳,隨時可以幫助上層感知環(huán)境的變化與即時的需求。如果他是一個癡呆患者,也就不是我心目中的那個比007還牛的特工了。
歸根結(jié)底,網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)與功能,需要數(shù)據(jù)中心構(gòu)建者不遺余力的認(rèn)真對待,以保證其不“缺鈣”,從而擁有足夠健壯的體魄與敏銳、智慧的特質(zhì)。說得通俗點,要像對待你孩子成長那樣,在設(shè)計初期(幼兒)就要注意“補鈣”,從而在才能在其真正運作之時(成年),可以面對嚴(yán)峻的考驗。否則,一個“缺鈣”數(shù)據(jù)中心的規(guī)劃與建設(shè),將會面臨眾多的“抽筋”與“癡呆”的風(fēng)險,即使你的大腦(服務(wù)器與存儲)再優(yōu)秀也將于事無補……