云計算是服務(wù)模式的創(chuàng)新，它為用戶帶來更高的效率和可擴展性，是對整個IT領(lǐng)域的變革。本文圍繞云計算基礎(chǔ)架構(gòu)闡述相關(guān)的技術(shù)和解決方案。

一、傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)

傳統(tǒng)的IT基礎(chǔ)架構(gòu)是“煙囪式”的，造成了每套硬件與所承載應用系統(tǒng)的“專機專用”，使得整體資源利用率不高，占用過多的機房空間和能源，隨著應用系統(tǒng)的增多，IT資源的效率、擴展性、可管理性都面臨很大的挑戰(zhàn)。在這種架構(gòu)中主要存在以下問題：

整合困難

當需要上線新的應用系統(tǒng)時，會優(yōu)先考慮部署在既有的基礎(chǔ)架構(gòu)上。但因為不同的應用系統(tǒng)所需的運行環(huán)境、對資源的搶占會有很大的差異，更重要的是考慮到可靠性、穩(wěn)定性、運維管理問題，將新、舊應用系統(tǒng)整合在一套基礎(chǔ)架構(gòu)上的難度非常大，更多的用戶往往選擇新增與應用系統(tǒng)配套的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備。

硬件高配低用

考慮到應用系統(tǒng)未來的業(yè)務(wù)發(fā)展，以及業(yè)務(wù)突發(fā)的需求，為滿足應用系統(tǒng)的性能、容量承載需求，往往在選擇計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備的配置時會留有一定比例的余量。但硬件資源上線后，應用系統(tǒng)在一定時間內(nèi)的負載并不會太高，使得較高配置的硬件設(shè)備利用率不高。

二、云基礎(chǔ)架構(gòu)

云基礎(chǔ)架構(gòu)在傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)硬件層的基礎(chǔ)上，增加了云層、虛擬化層，有效解決了傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)的問題。

云層：對資源池進行調(diào)配、組合，根據(jù)應用系統(tǒng)的需要自動生成、擴展所需的硬件資源，將更多的應用系統(tǒng)通過流程化、自動化部署和管理，提升IT效率。

虛擬化層：大多數(shù)云基礎(chǔ)架構(gòu)都廣泛采用虛擬化技術(shù)，包括存儲虛擬化、計算虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化等：通過虛擬化層，屏蔽了硬件層自身的差異和復雜度，向上呈現(xiàn)為標準化、可靈活擴展和收縮、彈性的虛擬化資源池。

相對于傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，云基礎(chǔ)架構(gòu)通過虛擬化整合與自動化，應用系統(tǒng)共享基礎(chǔ)架構(gòu)資源池，實現(xiàn)高利用率、高可用性、低成本、低能耗，并且通過云平臺層的自動化管理，實現(xiàn)快速部署、易于擴展、智能管理，幫助用戶構(gòu)建IaaS(基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù))云業(yè)務(wù)模式。云基礎(chǔ)架構(gòu)資源池使得存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)以及技術(shù)本身不再是核心，重要的是這些資源的整合，形成一個有機的、可擴展和靈活調(diào)度的資源池，面向云應用實現(xiàn)自動化的部署、管理、監(jiān)控和運維。

云基礎(chǔ)架構(gòu)資源的整合，對計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)虛擬化提出了新的挑戰(zhàn)，并帶動了一系列網(wǎng)絡(luò)、虛擬化技術(shù)的變革。傳統(tǒng)模式下，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲是基于物理設(shè)備連接的，因此，針對服務(wù)器、存儲的訪問控制、QoS帶寬、流量監(jiān)控等策略基于物理端口進行部署，管理界面清晰，并且設(shè)備及對應的策略是靜態(tài)、固定的。云基礎(chǔ)架構(gòu)模式下，服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲、安全采用了虛擬化技術(shù)，資源池使得設(shè)備及對應的策略是動態(tài)變化的。

事實上，云基礎(chǔ)架構(gòu)融合的關(guān)鍵在于網(wǎng)絡(luò)。目前計算虛擬化、存儲虛擬化的技術(shù)已經(jīng)相對成熟并自成體系，但就整個IT基礎(chǔ)架構(gòu)來說，網(wǎng)絡(luò)是將計算資源池、存儲資源池、用戶連接組一起的紐帶，只有網(wǎng)絡(luò)能夠充分感知到計算資源池、存儲資源池和用戶訪問的動態(tài)變化，才能進行動態(tài)響應，維護網(wǎng)絡(luò)連通性的同時，保障網(wǎng)絡(luò)策略的一致性。否則，通過人工干預和手工配置，會大大降低云基礎(chǔ)架構(gòu)的靈活性、可擴展性和可管理性。

三、云基礎(chǔ)架構(gòu)融合方案

如圖1所示，云基礎(chǔ)架構(gòu)分為三個層次的融合。

圖1 云基礎(chǔ)架構(gòu)融合的層次

硬件層的融合

例如FCoE技術(shù)和方案，將存儲與網(wǎng)絡(luò)進行融合;以及橫向虛擬化、縱向虛擬化實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自身的融合。此外，還有VEPA技術(shù)和方案，則是將計算虛擬化與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)虛擬化進行融合，實現(xiàn)虛擬機與虛擬網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)。

業(yè)務(wù)層的融合

典型的方案是云安全解決方案。通過虛擬防火墻與虛擬機之間的融合，可以實現(xiàn)虛擬防火墻對虛擬機的感知、關(guān)聯(lián)，確保虛擬機遷移、新增或減少時，防火墻策略也能夠自動關(guān)聯(lián)。

此外，還有虛擬機與LB負載均衡之間的聯(lián)動。當業(yè)務(wù)突發(fā)資源不足時，傳統(tǒng)方案需要人工發(fā)現(xiàn)虛擬機資源不足，再手工創(chuàng)建虛擬機，并配置訪問策略，響應速度很慢，而且非常的費時費力。通過自動探測某個業(yè)務(wù)虛擬機的用戶訪問和資源利用率情況，在業(yè)務(wù)突發(fā)時，自動按需增加相應數(shù)量的虛擬機，與LB聯(lián)動進行業(yè)務(wù)負載分擔;同時，當業(yè)務(wù)突發(fā)減小時，可以自動減少相應數(shù)量的虛擬機，節(jié)省資源。不僅有效解決虛擬化環(huán)境中面臨的業(yè)務(wù)突發(fā)問題，而且大大提升了業(yè)務(wù)響應的效率和智能化。

管理層的融合

云基礎(chǔ)架構(gòu)通過虛擬化技術(shù)與管理層的融合，提升了IT系統(tǒng)的可靠性。例如，虛擬化平臺可與網(wǎng)絡(luò)管理、計算管理、存儲管理聯(lián)動，當設(shè)備出現(xiàn)故障影響虛擬機業(yè)務(wù)時，可自動遷移虛擬機，保障業(yè)務(wù)正常訪問;此外，對于設(shè)備正常、操作系統(tǒng)正常、但某個業(yè)務(wù)系統(tǒng)無法訪問的情況，虛擬化平臺還可以與應用管理聯(lián)動，探測應用系統(tǒng)的狀態(tài)，例!(NWeb、APP、DB等響應速度，當某個應用無法正常提供訪問時，自動重啟虛擬機，恢復業(yè)務(wù)正常訪問。

四、結(jié)束語

數(shù)據(jù)中心由基礎(chǔ)架構(gòu)向云基礎(chǔ)架構(gòu)的轉(zhuǎn)變，極大提升了基礎(chǔ)架構(gòu)融合的必要性和可行性。通過資源池的云網(wǎng)融合，構(gòu)建統(tǒng)一、融合、聯(lián)動的基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)，不僅提升了應用系統(tǒng)部署的可靠性、靈活性、可擴展性和可管理性，而且也促進了云計算的應用和實踐。