云數據中心架構研究

趙海峰　張文美

【摘 要】對于傳統的IDC服務商來說，目前單純的提供機架以及服務器托管運營方式已經不能滿足用戶的動態(tài)業(yè)務需求，管理與維護的成本日益增高，迫切需要進行云化改造，以提高硬件資源利用率，以及業(yè)務動態(tài)部署的便利性，論文從云數據中心的需求分析及網絡構建角度，提供一套行之有效的數據中心“云化”方案，也可以作為企業(yè)私有云建設參考。

【Abstract】For the traditional IDC service providers， current providing simple frame and server hosting mode of operation has been unable to meet the dynamic needs of business users， management and maintenance cost is increasing， there is an urgent need for cloud transformation， to improve the utilization of hardware resources， as well as the convenience of service dynamic deployment， the paper from the perspective of demand analysis and cloud data center network， provides a set of effective data center cloud-based solutions， it also can be used as a reference in the construction of enterprise private cloud.

【關鍵詞】IAAS云；硬件資源虛擬化；云數據

【Keywords】IAAS cloud； hardware resource virtualization； cloud data

【中圖分類號】TK243.4 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）07-0193-02

1 云數據中心需求分析

1.1 硬件資源虛擬化

傳統的數據中心提供給用戶固定的帶寬、服務器、存儲等資源，實際應用中相關資源并非7*24小時全部占用，存在資源利用率較低的問題；而作為用戶角度來說，同樣承擔了一部分資源閑置的成本。這就需要通過虛擬化技術，將現有各種孤立的服務器、網絡、存儲等硬件充分整合，形成資源池的動態(tài)調配，避免出現局部資源閑置的情況。

云化的數據中心將現有所有硬件資源虛擬化，可以根據用戶的實時需求在虛擬的全局資源池中動態(tài)的分配和釋放帶寬、存儲、服務器等資源，不再需要為每個用戶預留峰值資源，資源利用率可以得到提高，可以同時服務更多用戶，實現更有效的成本分攤。

1.2 高效集中的控制平面

傳統數據中心的軟硬件都采用分布式方式部署，每一臺設備都自主、孤立的進行控制、轉發(fā)計算，面臨網絡擴容及業(yè)務調整時，需要維護人員對每臺設備都進行相應的配置修改，改造難度大，業(yè)務部署周期長。

面對海量的硬件及業(yè)務需求，必須將控制平面從分布式的硬件中獨立出來，采用集中式的控制管理，以降低大規(guī)模網絡的調整部署難度，靈活高效的響應用戶的動態(tài)需求。

2 云組網方案

基于上述需求，設計整個云數據中心網絡功能及拓撲架構如下：

2.1 功能架構設計

功能架構設計基于硬件資源的虛擬化，控制管理集中化的思路，將傳統數據中心所有計算、存儲、帶寬資源整合為資源池的概念，通過統一的控制平臺來實現集中監(jiān)控、容量管理、配置下發(fā)、故障處理等各項功能需求。

2.2 組網拓撲設計

2.2.1 硬件層面

整個云數據中心網絡采用兩臺邊界防火墻主備方式來實現內部網絡安全保護，數據轉發(fā)層面通過采用交換機CSS堆疊、VxLAN、VRRP網關保護、Smartlink鏈路保護等機制實現硬件及網絡的備份保護功能，服務器通過集群技術、分布式系統方式實現存儲資源備份。整個硬件系統資源實現虛擬化池組化，通過集中式的管理平臺進行彈性管理調配。

2.2.2 軟件層面

在實現了傳統數據中心的計算云、存儲云、帶寬云后，硬件資源得到統一管理及彈性調配，將整個基礎資源作為服務提供給用戶，即IAAS，Infrastructure as a Service；在此基礎上將平臺類數據庫、開發(fā)環(huán)境等中間系統作為服務產品直接提供給用戶，即PAAS，Platform as a Service；最終在此基礎上開發(fā)商業(yè)軟件，形成貨架商品提供給用戶，即SAAS，Software as a Service。

3 結語

大多數中小企業(yè)并沒有龐大的IT預算開支，處理技術采購方面問題的精力也相當有限，這也是中小企業(yè)的共同點，使用云計算服務比購買一般的物理硬件要便宜得多，那么中小企業(yè)就可以擺脫很多不必要的開支，將有限的資金用到真正需要的方面。真正做到“創(chuàng)業(yè)只需要一張信用卡，剩下的事交給云”。

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