隨著互聯網的發展,如何應對數據業務需求呈指數級增長的實際,解決迅速增長的海量數據信息的存儲和計算;如何高效管理數據中心的數據,實現對數據訪問的同時又保證數據的安全,是當前所面臨的一個問題。
1.數據中心云網絡的概念及結構
數據中心云網絡是基于云計算的智能、動態資源調節網絡,通過云計算可以有效提高系統靈活性,更好地滿足數據增長和動態的需求。數據中心云網絡結構如圖1所示,云計算通過把網絡基礎設備、計算、存儲資源虛擬化,根據應用需求動態調配,可以提供全天候、不間斷、高質量的信息需求業務。
2.數據中心云網絡發展趨勢
2.1傳統數據中心存在的問題
計算機應用方式經歷了主機/終端、c/s(客戶機/服務器)、B/S(瀏覽器/服務器)結構的發展過程,目前,正朝著云計算發展階段轉變。傳統的數據中心隨著應用需求的不斷擴展,其發展與運行維護面臨著許多尖銳的矛盾。一是軟件和硬件資源難以整合。由于服務器端業務功能的不斷擴展,很多提供網上業務的單位都建立了自己的數據中心,而數據中心的軟件和硬件設備越來越多、存在著業務系統遵循的標準和技術體系不一致,難以實現互聯互通和數據共享。二是面臨資源緊張。有限的數據中心空間限制了系統與應用的發展,不斷增加的信息需求量與極低的資源效率之間形成了巨大的反差,許多新建成的數據中心很快就面臨資源緊張的局面。三是運行維護管理難度大。隨著數據中心的軟、硬件設備越來越多、越來越復雜,不能有效整合軟件和硬件資源,難以向用戶提供高性能和低成本服務等問題,而且許多數據中心,用于冷卻的電力甚至超過了計算所用的電力,數據中心面臨的成本壓力也越來越大,這不僅表現在采購成本的增加,還表現在電力成本和運維成本的增加。
2.2.數據中心云網絡的優勢分析
數據中心云網絡這種全新的架構能改變傳統數據中心的不足,使數據中心建設更有彈性、更靈活、更敏捷,并能降低數據中心網絡的復雜度及管理成本。
提高了網絡擴展彈性。隨著網格計算、海量分布式存儲技術、虛擬化技術、寬帶接入等技術的發展應用,使得IT基礎設施即服務器、軟件、網絡等能夠充分融合和共享,通過IT資源整合,形成具有強大服務功能的“云”,為用戶提供按需服務。單一的、高度可擴展的數據中心網絡將更有利于集中服務器和存儲資源,實現更有效的負載平衡以及更佳的利用率。硬件模塊可以根據網絡利用率實時增減,使企業減少推出新服務所需的時間,還能夠以更低的成本在更短的時間提供更高質量的服務。
降低了運行管理維護成本。網絡帶寬的擴增使數據中心更加集中化,不需要在每個地方都安排很多人來維護整個計算機網絡和應用系統,大大降低了網絡建設成本。目前,虛擬化技術、數據管理技術、分布式資源管理技術的廣泛應用,大部分企業的IT維護人員基本集中在總部,而外面的機構則不需要投入太多的人力維護。其次,數據中心的集中化不僅是數據資源的集中,同時也是網絡的集中化。用戶可以用計算機、平板電腦、手機等終端訪問“云”,傳統的“主機”變成具有強大服務功能的“云”,“終端”也隨著網絡覆蓋范圍的擴大而不受地點限制。這種發展趨勢是操作的簡化,人工成本的下降。
3.數據中心云網絡設計思路
云計算大致由物理資源、虛擬化資源、中間件管理部分和服務接口四部分構成。基于云計算技術的數據中心結構如圖2所示。在虛擬化資源設計中,采用“分割”資源方式,將服務器、存儲設備、網絡設備等進行虛擬化,以便用戶調用所需的計算資源、網絡資源、存儲資源、數據庫資源等。
管理中間件負責資源管理、任務管理、用戶管理和安全管理等工作。資源管理負責均衡地使用云資源節點、檢測節點的故障、試圖恢復或屏蔽,并對資源的使用情況進行監視統計;映像管理負責執行用戶或應用提交的任務,包括完成用戶任務映像的部署和管理、任務調度、任務執行、映像生命周期管理等;用戶管理包括提供用戶交互接口、管理和識別用戶身份、創建用戶程序的執行環境等;安全管理保障云計算設施的整體安全,包括身份認證、訪問授權、綜合防護和安全審計等。在安全管理應綜合采用多種安全防護措施,如權限控制、數據加密、建立可信云、用戶IP地址及MAC地址綁定等,確保系統安全可靠。
服務接口層采用SOA(ServicesOrientedArchitecture面向服務的體系結構)進行設計,通過服務提供者、請求者和注冊中心之間的交互實現服務調用。將云計算能力封裝成標準的webServices,并納入到SOA進行管理和使用,包括服務注冊、查找、訪問和構建服務工作流等。
通過虛擬化進行數據中心資源云化整合是未來的趨勢,正在勢不可擋地迅猛發展,也已經成為業內的共識。統一化、虛擬化、自動化、安全化以及綠色節能是新一代數據中心云網絡發展的方向。