西安志诚电子云计算平台建设解决方案

发表时间：2020-11-12 17:27

云计算概述

通常我们了解的云计算（cloud computing），是一种利用互联网上资源的新方式，可为大众用户依托互联网上异构、自治的服务进行按需即取的计算。云计算的资源是动态易扩展而且虚拟化的，通过互联网提供。云计算的终极目标是让用户像我们日常生活中使用水电一样，方便的使用计算资源、存储资源和网络资源。

云计算的出现和演变是从1990年代开始的，它经历了网格计算、效用计算、软件即服务（SaaS）等几个阶段。我们可以这样定义云计算：云计算是一种计算模式，在这种模式中，应用、数据和IT资源以服务的方式通过网络提供给用户使用。云计算也是一种基础架构管理的方法论，大量的计算资源组成IT资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用。

云计算可以按照各种维度来分类，按是否可以公开发布服务，可以分成：公有云、混合云、私有云（也称内部云）；按服务类型，可以分成：基础设施（架构）、平台服务和软件服务，即IaaS、PaaS和SaaS。而基础设施和平台服务统称做“云平台”，软件服务则称作“云服务”。

云计算有一下几个特性：

20201111

通过上图可以了解到，云计算的核心就是资源整合、高效灵活使用、节省成本、利用现有投资，实现IT资源和应用的自服务和高可用。

云计算架构图

客户面临的挑战

目前，很多企业用户的IT基础架构有以下几个问题亟待解决：

Ø 资源孤立且利用率低下。现有数据中心中，计算、存储以及网络资源都是紧耦合的，也就是说数据中心内的IT建设是烟囱式的，根据客户需求一个项目建设一套系统，这样便形成了一个个的“项目孤岛” 。这种系统牵一发而动全身，很难作任何改变，扩展起来要对系统进行重新设计。在这种环境下，系统之间无法相互通信，资源不能在整个数据中心里实时、动态调度与共享，这样便使服务器与存储以及网络资源得不到充分利用，各种资源的利用效率全面低下。

Ø 服务器和存储购置成本高，维护成本递增。随着应用的不断增加，服务器数量也跟着增加，每年要支出高额购置费用不说，还有部分服务器已经过保修期，部件逐渐进入老化期，维护、维修预算费用也逐年增加。

Ø 能源消耗巨大。当前数据中心存在海量的能源消耗和恼人的散热问题，这也成为数据中心发展的一大瓶颈。目前电力和数据中心辅助设施的成本已经超过了购买IT设备的费用，电力能耗占到数据中心整体成本中的50%以上。

Ø 可用性低下。首先，几乎每个应用服务器都是单机，如果某台服务器出现故障，相对应的业务也将中断。其次是当硬件需要维护、升级或出现硬件故障时，上层业务系统均会出现较长时间的中断，影响业务的连续性，其中包括一些重要业务系统，一旦中断服务影响很大，未来数据中心搬迁时会更加麻烦。

Ø 兼容性差。系统和应用迁移到其他服务器，需要和旧系统兼容的系统。新的软件包括操作系统和应用软件无法运行在老的硬件平台，而老的代码有时候也很难移植到新的硬件平台上。例如：由于各种资源数据库不同公司分别开发，需要的运行的软硬平台很多时候不能保证兼容。为节省时间、物力和保持系统部署的顺利，只能用增加服务器单独部署的方法来解决。

Ø 资源配置与运维管理的成本非常高昂且效率低下。现有数据中心的资源配置与部署大多采用人工方式，没有对应平台的支撑，没有自动化的部署。这种管理方式首先会增加人力成本，耗费大量人力在繁重的工作上，这使得管理费用成为机构的沉重负担。其次，这种管理方式会导致出错率高，效率底下，灵活性低等后果，同时，在性能调优，容量管理方面，这种管理方式的效率也是非常低下的。

Ø 对业务需求无法做到及时响应，灵活性差。当有新的应用需要部署时，需要重新部署服务器，存储系统，并需要对网络系统进行调整以适应新的IT应用的需求，因此，运维管理人员无法快速高效地响应业务部门提出的各种要求。同时，部署实施新应用的周期比较长、成本也很高，这往往会延误新应用和新产品上市的时间，进而使企业失去了许多宝贵的商机。

虚拟化技术在一定程度上缓解了上述问题带来的影响，例如，服务器虚拟化可以帮助数据中心减少物理服务器的数量，进而使企业在电源、散热以及机房面积上节省巨大的成本。此外，它还可以减少数据中心UPS和网络设备的费用以及所占用的空间，同时还可以大幅减少管理物理服务器的宝贵时间，提高部署服务器的效率。

但是，仅仅依靠服务器虚拟化还是远远不能充分解决上述这些难题的，这主要体现在如下几个方面。

1) 传统可用性与灾难恢复解决方案在虚拟化环境下难以应用

虽然业务可用性与灾难恢复技术已经有了很多年的发展，但是传统的解决方案还是存在很多的问题，这使得现有的可用性与灾难恢复技术在虚拟化环境下更是难以得到很好地应用，这些问题具体如下。

首先，传统的可用性解决方案是利用特定于应用的解决方案（如：Oracle RAC、MS SQL集群、Exchange Database Access Groups (DAG)等）在应用级别实施业务可用性。虽然这种方法通常可以提供不错的可用性，但是由于每一组应用都有自己的解决方案，因此这种方法有如下弊端：

Ø 复杂且昂贵

Ø 对管理员的技术要求较高

Ø 出错的风险大

Ø 许可证较贵(如RAC)

Ø 专用的备份架构

其次，虽然有一些基础架构层的解决方案可以比应用级解决方案更加经济高效，但是这些解决方案往往在正常运行时间和RTO（恢复时间目标）方面表现得比较差。

除此之外，传统的灾难恢复解决方案很难在现有的物理X86环境中实现，这是因为传统的灾难恢复计划依赖于一套非常复杂的流程和基础架构，操作起来非常复杂繁琐且容易出错。

可见，传统的可用性与灾难恢复解决方案存在的诸多弊端使其很难在真正的生产环境中达到业务高可用与灾难恢复的功能，在虚拟化环境下就更是如此，因此，一套专门针对虚拟化环境的切实可行的可用性与灾难恢复技术成为必须。

2) 传统运维管理方式无法适应全新的动态虚拟化环境

在运维管理方面，虽然服务器虚拟化可以解决客户现有数据中心的某些问题，但随着虚拟化的引入，现有的传统运维管理方式已经不能满足虚拟化环境对运维管理的需求，现有的这些运维方法在新环境下存在诸多的挑战，使用起来也将显得捉襟见肘，这是因为现有的传统管理工具和方法是为了支持孤立的计算环境而设计的，因此IT团队面临着如何利用传统管理工具和方法有效地支持新的动态IT基础设施（虚拟化环境）的挑战，这些挑战主要包括如下四个方面。

第一，虚拟化环境中有大量的数据需要管理，相对于物理环境而言，管理员可管理的虚拟机数量要多出达5~10倍，服务器和变更的数量也明显增多。这些都使得IT专业人员在尝试部署新的虚拟化管理计划时要面对重重困难。

同时，环境中的伪警报数量大幅度增加，使得客户非常难以应对其环境所面临的挑战和性能问题。现有的运维管理方法已经无法保证管理员可以高效地管理如此大量的数据并对问题做出快速地响应。因此，新的运维管理方法需要提供整个基础架构和应用的运行状况、风险和效率的全面可见性，并可以提高管理员对问题的响应速度。

20201111 图：当前的传统运维管理方式

第二，对于虚拟化平台的管理员而言，工作中遇到的问题大多是性能方面的问题，处理性能问题所花费的精力大约占到全部管理任务的80%，要迅速定位并解决性能问题，需要高效的工具来辅助，单纯地使用“红黄绿”三色交通灯的性能指示是无法迅速地解决这些性能问题的。因此，这就需要一种主动管理基础架构和应用性能而不是被动监控的解决方案。

第三，管理员在使用虚拟化平台时会面对两个对立的目标：一方面，要尽可能地增加虚拟机的密度以充分利用硬件平台的处理能力，增加投资回报。另一方面，虚拟化的主要特征就是资源池化，资源整合以后，调配资源的灵活性大大提高，但同时也对性能和容量的管理带来了更大的挑战，如果不能有效地管理资源分配，则可能出现资源滥用，资源匮乏等情况。实际的生产环境中一个比较常见的问题就是容量“过度调配”和硬件利用率低下，它会损害组织最初在节约成本方面寻求的核心价值，同时它还会使组织无法实现最初部署虚拟化和云计算时所寻求的敏捷性。因此，这就需要推动更高的整合率，管理员需要随时保证业务增长对性能和容量的要求。

第四，现有的运维模式容易导致大家相互指责，同时无法迅速查明问题的源头、在哪方面需要立即采取措施，以及如何尽快恢复服务。为了解决这个问题，新的运维管理方法应该能够帮助管理员高效地定位问题的根源，它应该可以快速地缩小问题的范围，迅速定位问题所属的范畴，例如：计算，存储，网络等。

3) 云计算数据中心需要全新的服务调配方法

在服务调配方面，目前没有一种自动化的方法来为业务提供所需资源，进而导致调配延迟，同时无法提供自助服务给终端用户来满足常规需求。

当前企业环境中，IT的运营有许多带来浪费、低效率和客户不满意的通病，传统的管理模式无法满足动态变化的虚拟化和云环境。传统的垂直竖井式管理把特定应用和基础架构捆绑在一起，这种方式脆弱且不便管理。为了增加业务敏捷性，许多企业希望缩短由竖井式的手动操作导致的冗长的服务响应时间，由于操作的不灵活，IT专家经常需要数天甚至数周来交付急需的资源和应用。

此外，应用开发较以往任何时期都要发展迅速，功能每日都会更新，规模每小时都在改变，因此，用户需求带来的持续压力使得应用所有者面临着始终如一的快速变更率。云计算使应用所有者可以即时访问基础架构，然而构建应用程序仍需管理员在各个虚拟机上分别安装和配置应用程序组件，以便插入到应用体系结构中。在当下的云计算时代中，企业和组织需要更行之有效的跨云加快应用部署速度的方法。

同时，随着业务的快速增长，企业需要一个更快部署系统来创造商业机会，快速响应市场需求和提高生产力的方法。此外，以提高IT效率和优化资源使用率的方式削减成本也是越来越多的IT部门开始寻求云基础设施的重要原因。最后，IT的消费者希望像获得他们生活中的自助服务和应用一样方便地获得企业的IT基础资源服务。

可见，云计算数据中心需要一种全新的高效敏捷的服务调配方法。

通过上面的分析不难看出，仅仅依靠服务器虚拟化是不足以解决客户现有数据中心中存在的所有问题的，因此，一套可以全面解决网络束缚、可用性弊端、运维管理缺陷和服务调配新需求的云计算数据中心解决方案成为必须。

解决方案

志诚电子利用VMware vCloud Suite来解决客户面临的困境。VMware vCloud Suite是VMware提供的云计算数据中心解决方案套件，该套件可以很好地解决各类客户数据中心所面临的各种各样的问题，在大大简化IT运营的同时，为所有应用提供最佳的SLA。

VMware vCloud Suite是一款基于 VMware vSphere的云计算基础架构解决方案。借助vCloud Suite，IT部门可以在数据中心获得云计算服务提供商的经济效益，只需几分钟而非数周即可完成应用调配，并可通过基于策略的监管为每个应用提供适当的可用性和安全性。

vCloud Suite 提供了一整套组件，该套件通过内置的智能机制提供虚拟化基础架构服务，以便根据需要按照定义的策略自动为应用执行调配、放置、配置和控制。vCloud Suite是IT组织迈向软件定义的数据中心体系结构的第一步。

20201111 图：vCloud Suite

vCloud Suite 6.0集成了以下产品 :

Ø 基础架构平台

u VMware vSphere：业界领先的服务器虚拟化平台

u 使用 VMware vCenter Site Recovery Manager的灾难恢复自动化：为所有虚拟化应用提供基于策略的灾难恢复和测试

Ø 云计算管理平台

u VMware vRealize Operations：针对 vSphere 环境的性能、容量和配置进行智能管理

u VMware vRealize Automation：针对 vSphere 环境进行基于策略的自助式基础架构及应用调配

u VMware vRealize Business：对vSphere环境自动进行虚拟化基础架构成本核算、使用情况计量和服务定价

vCloud Suite 可免费使用，并有可选的生产级支持可供购买的组件如下。

u VMware Integrated OpenStack与 OpenStack API 的集成，使开发人员能够连接至 VMware 的一流组件(vSphere、VMware NSX)以部署、管理和运行OpenStack 基础架构

其他软件定义的数据中心 (SDDC) 产品(不在 vCloud Suite 中)如下所示。

u VMware Virtual SAN软件定义的存储平台，可通过抽象化和池化存储来扩展 vCloud Suite，以实现数据中心虚拟化和标准化

u VMware NSX(作为 vCloud Suite 的附加模块提供) ，完全脱离于硬件的全面安全性和网络虚拟化，可通过将网络连接虚拟化来扩展 vCloud Suite，以实现数据中心虚拟化和标准化以及基础架构自带的安全控制

u vRealize Operations Public Cloud Extension 和 Automation Public Cloud Extension(作为 vCloud Suite 的附加模块提供) ，将 vCloud Suite 的 vRealize Operations 和 Automation 功能从私有 vSphere 基础架构扩展至 vCloud Air、Amazon Web Services 或 Microsoft Azure

u VMware vRealize Suite可将 vCloud Suite 功能从 vSphere 私有云环境扩展至异构和混合云环境的云计算管理平台

u VMware vCloud Air支持混合云的公有云服务，利用vSphere 6.0，可使用 vCloud Air Disaster Recovery 实现灾难恢复至云服务，从而使用户能够在vCloud Suite私有云和vCloud Air公有云之间进行云计算数据和工作负载的故障切换和故障恢复

上述这些产品整合了完整的云计算数据中心解决方案的所有要素，客户可以根据实际需求选择其中部分或者全部产品组件来搭建自己高效敏捷的云计算数据中心。