開放式網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化迎戰(zhàn)虛擬數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心管理員的新煩惱

自從計(jì)算技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)據(jù)中心已經(jīng)經(jīng)過(guò)了數(shù)次重大的轉(zhuǎn)型。數(shù)據(jù)中心已經(jīng)從主機(jī)計(jì)算、客戶端/服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算，一直發(fā)展到了SOA。現(xiàn)在我們正面臨著另外一次重大的技術(shù)轉(zhuǎn)型，即邁向完全虛擬化的數(shù)據(jù)中心。每一次轉(zhuǎn)型，都會(huì)在很大程度上降低計(jì)算成本，提高數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行效率、加快軟件開發(fā)，最重要的是，提高人們的工作效率。

向虛擬數(shù)據(jù)中心的轉(zhuǎn)變將會(huì)成為自主機(jī)發(fā)明以來(lái)最為重要的一次IT轉(zhuǎn)型。因?yàn)檫@一轉(zhuǎn)變會(huì)將網(wǎng)絡(luò)堆疊、存儲(chǔ)器與計(jì)算層整合為一體，從而可以優(yōu)化應(yīng)用性能。在完全虛擬化的數(shù)據(jù)中心之中，計(jì)算資源會(huì)作為虛擬機(jī)，存儲(chǔ)器將會(huì)變?yōu)樘摂M“池”無(wú)處不在，而網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)會(huì)將這些虛擬元素連接在一起，形成一個(gè)靈活、可伸縮的計(jì)算環(huán)境。

目前，這些虛擬化技術(shù)已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用。最近的一項(xiàng)調(diào)查報(bào)告顯示，82%的組織機(jī)構(gòu)目前都在使用虛擬化技術(shù)。促使這些公司幾乎全部采用虛擬化技術(shù)的最主要因素是為了整合并減少服務(wù)器的數(shù)量。而服務(wù)器數(shù)量的大幅減少(有時(shí)甚至?xí)p少到原來(lái)的十分之一)，很顯然會(huì)對(duì)降低總體擁有成本 (TCO) 帶來(lái)巨大影響。然而，部署虛擬化技術(shù)還存在許多其他的原因，包括:

#8226;允許軟件開發(fā)人員或其他用戶配置自已的虛擬機(jī)。這可以讓開發(fā)人員、工程師或其他人員近乎即時(shí)地訪問(wèn)計(jì)算資源，無(wú)需與其他部門進(jìn)行交涉;

#8226;當(dāng)額外的計(jì)算資源被添加進(jìn)來(lái)而導(dǎo)致工作負(fù)荷增加時(shí)，可以確保應(yīng)用性能的維持;

#8226;可實(shí)現(xiàn)虛擬工作負(fù)載的自由轉(zhuǎn)移/移動(dòng)，從而提高應(yīng)用的正常運(yùn)行時(shí)間。在電力中斷的情況下，虛擬機(jī) (VM) 可以在需要時(shí)跨越機(jī)架、跨越數(shù)據(jù)中心或跨越網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遷移;

#8226;可以作為物理數(shù)據(jù)中心與云計(jì)算數(shù)據(jù)中心之間的連接橋。如果要在私有數(shù)據(jù)與云計(jì)算數(shù)據(jù)中心之間實(shí)現(xiàn)輕松地遷移，則必須對(duì)資源進(jìn)行虛擬化。

采用新技術(shù)總會(huì)給數(shù)據(jù)中心的管理員帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，虛擬化技術(shù)也不例外。服務(wù)器整合可以大幅降低物理服務(wù)器的數(shù)量，但它產(chǎn)生的副作用便是:將會(huì)出現(xiàn)虛擬機(jī)數(shù)量激增的情況，這通常被稱為虛擬機(jī)“蔓延(Sprawl)”問(wèn)題。而管理這一“蔓延” 問(wèn)題，與管理物理資源相比更加困難。隨著各個(gè)機(jī)構(gòu)的虛擬機(jī)數(shù)量從數(shù)百個(gè)增加到數(shù)千個(gè)，出現(xiàn)的問(wèn)題是:“虛擬機(jī)在哪兒”、“誰(shuí)創(chuàng)建的虛擬機(jī)”、“誰(shuí)擁有虛擬機(jī)”、“為什么要進(jìn)行遷移”以及“數(shù)據(jù)在哪里”等。這種新的復(fù)雜性給服務(wù)器管理員增加了額外的工作——從管理成百上千的物理服務(wù)器，變成了管理成千上萬(wàn)的虛擬機(jī)。

但是挑戰(zhàn)并不止于這一點(diǎn)。由于虛擬機(jī)的存在，數(shù)據(jù)中心管理員還必須配置虛擬存儲(chǔ)池和虛擬網(wǎng)絡(luò)資源。以前，管理的計(jì)算資源由計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)資源的靜態(tài)堆棧組成，工作非常簡(jiǎn)單。現(xiàn)在，由于要采用虛擬計(jì)算、存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)資源，復(fù)雜性明顯增加，這給系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)管理員都帶來(lái)了更多的工作壓力。

自動(dòng)化的作用

應(yīng)對(duì)以上復(fù)雜問(wèn)題的解決方案便是自動(dòng)化。自動(dòng)化可以幫助數(shù)據(jù)中心工程師更好地管理虛擬資源。如果不采用自動(dòng)化，每當(dāng)環(huán)境出現(xiàn)一些微小的改變時(shí)，都需要手動(dòng)重新配置和優(yōu)化服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源。對(duì)于任何一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模的數(shù)據(jù)中心而言，想要保持所有虛擬資源的同步幾乎是一件不可能實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。事實(shí)上，在Yankee調(diào)研公司最近的調(diào)查中，僅有17%的受訪者認(rèn)為目前存在實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用虛擬化的工具。這也說(shuō)明在完全虛擬化的數(shù)據(jù)中心與當(dāng)前市場(chǎng)的現(xiàn)實(shí)情況之間存在著一個(gè)巨大的差距。

虛擬環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行以及公司組織架構(gòu)都帶來(lái)了深遠(yuǎn)的影響，因此管理虛擬環(huán)境的挑戰(zhàn)并不僅僅局限于對(duì)新技術(shù)的部署。目前，大部分大型數(shù)據(jù)中心都有專門支持服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)資源運(yùn)行的管理人員，并且這些群體中的每個(gè)人都在各自的技術(shù)管理領(lǐng)域內(nèi)擁有專業(yè)知識(shí)。在采用虛擬化技術(shù)之前，這些群體都能夠在各自的獨(dú)立領(lǐng)域中成功進(jìn)行運(yùn)維管理。但采用了虛擬化技術(shù)之后，由于業(yè)務(wù)需求需要實(shí)現(xiàn)資源的靈活轉(zhuǎn)移，需要這些群體與其他群體進(jìn)行密切合作。

不管是對(duì)于虛擬機(jī)激增所產(chǎn)生的復(fù)雜性、密切協(xié)調(diào)虛擬資源配置的需求，還是新的虛擬環(huán)境管理給各個(gè)公司組織機(jī)構(gòu)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，自動(dòng)化是解決這些問(wèn)題的最佳解決方案。將通用任務(wù)的監(jiān)控、管理與配置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，可以大幅減少由于虛擬環(huán)境產(chǎn)生的額外工作負(fù)載。自動(dòng)化還有助于數(shù)據(jù)中心配置實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、增強(qiáng)最佳實(shí)踐，并提高可用性。

從網(wǎng)絡(luò)這一方面來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化可從以下幾個(gè)方面改善數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行:

無(wú)需手動(dòng)配置即可及時(shí)應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)流的變化，并可以優(yōu)化應(yīng)用性能。虛擬化、云計(jì)算、Web 2.0和其他趨勢(shì)使流量更具突發(fā)性和不可預(yù)測(cè)性。提供非阻塞交換與路由的無(wú)阻塞網(wǎng)絡(luò)，可有效降低端到端的交易處理延遲。提供VMotion所需的扁平雙層網(wǎng)絡(luò)。

提供一種“永遠(yuǎn)在線”的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。高容量、模塊化、完全冗余的網(wǎng)絡(luò)幾乎可以即時(shí)轉(zhuǎn)換資源，承受得住任何電力中斷的情況。此外，通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口密度，可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這意味著硬件更少、架構(gòu)更加簡(jiǎn)單，并且提高了正常運(yùn)行時(shí)間。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化重新配置，可以實(shí)現(xiàn)資源的按需分配。自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)能夠符合任意業(yè)務(wù)SLA(服務(wù)水平協(xié)議)要求，并實(shí)現(xiàn)任務(wù)的自動(dòng)化，如通過(guò)遷移VLAN重新分配資源、通過(guò)QoS策略更改任務(wù)優(yōu)先權(quán)、帶寬再分配或通過(guò)關(guān)閉未被充分利用的資源以降低電力損耗。

由于網(wǎng)絡(luò)處于虛擬數(shù)據(jù)中心的核心地位，它擁有的獨(dú)特能力能夠幫助企業(yè)在虛擬化和云架構(gòu)方面實(shí)現(xiàn)投資價(jià)值的最大化。

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的三種實(shí)現(xiàn)方法

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的目標(biāo)是為了提供一種“自動(dòng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)”，從而能夠?qū)⑻摂M資源動(dòng)態(tài)、及時(shí)地分配到最需要的位置。目前存在以下幾種實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的方法，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師、首席信息官 (CIO) 以及其他與設(shè)計(jì)虛擬數(shù)據(jù)中心相關(guān)的人員需要注意其中存在的差異:

一、集成網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化

這種方法主要適用那些采用高度集成的、專有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的供應(yīng)商，他們需要客戶堆棧內(nèi)的全部組成部分都來(lái)自于單一供應(yīng)商或處于同一個(gè)封閉系統(tǒng)的供應(yīng)商。這種“垂直集成”方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以提供一種“開箱即用”的解決方案，因此具有一些短期優(yōu)勢(shì)。然而，長(zhǎng)期來(lái)看，這種方法意味著供應(yīng)商鎖定，剝奪了用戶為其特殊環(huán)境選擇最佳技術(shù)的權(quán)利。目前，思科公司選用的就是這種方法。

二、網(wǎng)絡(luò)控制自動(dòng)化

在這種環(huán)境中，虛擬環(huán)境的監(jiān)控、管理與配置受到或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制。當(dāng)需要新的虛擬環(huán)境時(shí)，或現(xiàn)有的虛擬環(huán)境需要更多資源時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理工具會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算與存儲(chǔ)資源進(jìn)行重新配置。

這是一種以網(wǎng)絡(luò)為中心的策略，需要所有數(shù)據(jù)中心的功能都處于網(wǎng)絡(luò)的控制之下，而并非采用一種協(xié)作的方式。這需要數(shù)據(jù)中心管理員進(jìn)行大量的企業(yè)文化與運(yùn)營(yíng)觀念的轉(zhuǎn)換。這種方式目前為Brocade與Extreme Networks等公司所采用。

三、開放式網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化

第三種趨向于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的方法充分利用了開放式標(biāo)準(zhǔn)，允許數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由現(xiàn)有自動(dòng)化或中間件工具進(jìn)行控制。因?yàn)檫@種方法是以服務(wù)器與應(yīng)用為中心，它與目前的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行保持了一致性，允許企業(yè)組織和機(jī)構(gòu)采用更加無(wú)縫的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化方式，與此同時(shí)，當(dāng)前的最佳實(shí)踐仍然可以保留使用。利用開放式策略，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)有助于虛擬數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行，而并不承擔(dān)管理虛擬環(huán)境的任務(wù)。管理虛擬環(huán)境的任務(wù)是由現(xiàn)有的虛擬化管理或系統(tǒng)管理工具完成的，而這些工具都是特別為虛擬環(huán)境管理而設(shè)計(jì)的。此外，基于協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)用于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與管理程序或虛擬交換機(jī)之間的信息交換，以最終管理網(wǎng)絡(luò)配置。這種方式不但允許各個(gè)公司根據(jù)需求選擇頂尖技術(shù)，并仍然確保了解決方案的有效運(yùn)作。開放式、基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化方法為客戶提供了最佳的長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)，在保留了當(dāng)前的數(shù)據(jù)中心運(yùn)行結(jié)構(gòu)的同時(shí)，為公司提供了一種向未來(lái)技術(shù)轉(zhuǎn)型的路徑。Force10 Networks就是采用這種方法的供應(yīng)商之一。

鑒于網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)中心發(fā)展的重要作用，用戶在作出交易決策時(shí)需要考慮到以下各點(diǎn):

開放式、基于標(biāo)準(zhǔn)的方法。許多解決方案供應(yīng)商都宣稱其解決方案具備開放性，還有一些宣稱其方案是基于標(biāo)準(zhǔn)的方式。但實(shí)際上對(duì)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，開放性與基于標(biāo)準(zhǔn)同等重要。另外還有一些供應(yīng)商宣稱其解決方案同時(shí)具備開放性和基于標(biāo)準(zhǔn)，但是其提供的可能是大量“基于標(biāo)準(zhǔn)的”自創(chuàng)的特性。

管理程序、虛擬交換機(jī)與服務(wù)器的未知狀況。如果情況并非如此，公司組織或機(jī)構(gòu)可能去失去選擇計(jì)算平臺(tái)的權(quán)利。考慮到創(chuàng)新的速度與虛擬化的應(yīng)用程度，對(duì)于用戶最重要的一點(diǎn)在于網(wǎng)絡(luò)能夠支持來(lái)自任何供應(yīng)商的管理程序。

非阻塞、不擁擠的架構(gòu)。這會(huì)將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的端到端流量延遲降至最低程度。“近乎無(wú)阻塞”或訂閱過(guò)度的解決方案都會(huì)導(dǎo)致?lián)頂D問(wèn)題，進(jìn)而削弱應(yīng)用性能。

面向未來(lái)的技術(shù)——即面向40 GbE與100 GbE的高端口密度。當(dāng)前，準(zhǔn)備購(gòu)買網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)需要考慮其應(yīng)該是一種五年的投資計(jì)劃，因此，采購(gòu)的硬件設(shè)備需要提供足夠的密度，足以支持面向40 GbE與100 GbE對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的簡(jiǎn)化與升級(jí)。這可有效避免未來(lái)可能發(fā)生的設(shè)備強(qiáng)制淘汰現(xiàn)象。

選擇一家在數(shù)據(jù)中心創(chuàng)新方面擁有歷史傳統(tǒng)的供應(yīng)商。數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)包括了許多獨(dú)特的需求，需要選擇一家熟悉數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)需求的供應(yīng)商。在配線箱環(huán)境中發(fā)展起來(lái)的供應(yīng)商所擁有的文化或能力可能不能應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)中心的挑戰(zhàn)。

廣泛的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)。沒(méi)有一家供應(yīng)商能夠單獨(dú)提供建設(shè)虛擬數(shù)據(jù)中心的全部資源。網(wǎng)絡(luò)解決方案供應(yīng)商所提供的解決方案，應(yīng)該具備與主流的計(jì)算、虛擬化、存儲(chǔ)與管理供應(yīng)商設(shè)備共同協(xié)作的能力。

選擇采用通用腳本語(yǔ)言的解決方案供應(yīng)商。如今，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行是由使用Perl、Python與Unix語(yǔ)言編寫的腳本驅(qū)動(dòng)的。選擇采用了約定俗成的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言工具的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商，有助于更加高效與迅速地彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與計(jì)算之間的差距。