過去,通過服務器虛擬化重新部署、管理以及優化計算資源,可將數據中心轉化成為一個更加靈活高效的業務應用平臺。如今,軟件定義已經成為目前數據中心構建的重要手段,將物理資源通過軟件讓控制層分離開,得以更為智能的調配資源,使數據中心運作模式有了革命性的變化。
在Gartner發布的2014年十大技術趨勢中,軟件定義也首次入榜。而與軟件定義數據中心關聯度最高的就是軟件定義計算、軟件定義存儲、軟件定義網絡、軟件定義基礎設施以及很容易被忽略的軟件定義安全。
無論是軟件定義什么,其核心都是將軟件與硬件解耦,讓硬件完成基本的數據存儲和轉發等簡單工作,而由軟件來完成管理、協調和調度,其最終目的就是實現脫離硬件基礎設施后的自由、靈活。
軟件定義所涉及的概念、技術、架構、規范都在迅速發展,但又并不同步,這是一個日新月異的領域。只有開放的、開源的生態協作,才能建成軟件定義的數據中心這座大廈。
什么才是真正意義的軟件定義數據中心
什么才是真正意義的軟件定義的數據中心呢?
與軟件定義數據中心相似的一個概念是軟件定義基礎設施,這是由英特爾提出的,其基本含義與軟件定義數據中心一致。所不同的是,英特爾更強調的是如何讓硬件更好地服務于應用,具體而言就是針對不同應用細分計算、網絡以及存儲硬件。
VMware首次提出的概念,軟件定義數據中心就是讓數據中心完全自動化、策略驅動的、高效率、真正按需提供。其優點是,采用軟件定義數據中心后,用戶可很方便地擁有自己的虛擬數據中心,該虛擬數據中心可方便地擴大和縮小。
按照VMware的說法,專門的軟件會代替專門硬件,貫穿到數據中心的方方面面,新的虛擬化形式和軟件定義網絡將會作用到IT棧的各個層面。“軟件定義數據中心”的到來,將為下一代的應用重新定義基礎設施。
軟件定義數據中心則在各種底層硬件架構上面加載了一個虛擬的基礎設施層。軟件提供了讓數據中心適配新形勢和新應用所需的一切,管理了從存儲到交換機乃至于安全等方方面面。虛擬化一切,底層硬件的任何變化都與上層應用無關,這就是VMware的目標。有了這個基礎,可伸縮性和性能問題可迎刃而解。包含有大量遺留資產的數據中心因此可以提高效率、降低成本、實現動態化。而軟件定義網絡攻破了專有硬件的最后一個堡壘,使得流動的數據中心成為可能,這一點也許是VMware收購Nicira的目的之一,其意圖是從頭到尾重新打造數據中心。
SDI重塑數據中心
大家都知道一個明顯的趨勢:數據中心的發展將以服務為導向,同時必須更易于管理和運營。而云數據中心的發展目標就是軟件定義的數據中心,一個更靈活、更智能、效能不再被物理硬件所束縛的數據中心。數據中心的改造,必然是圍繞網絡、服務器和存儲的流程的改造。
當然,這種改造方向也引發了一種新的設想,那就是未來數據中心會不會演變成計算、存儲、網絡資源的無縫整合?
2013年,英特爾提出了“重塑數據中心”的口號,該計劃目標是,將服務器、網絡、存儲等部件整合,變成一個計算池、網絡池、存儲池的概念。面向軟件定義數據中心,英特爾已經提出了一種新的架構——SDI(軟件定義的基礎設施),SDI的目標是讓未來的開放架構數據中心的IT資源從靜態走向動態,讓其管理從手動走向自動化。它的核心想法是讓計算、存儲、網路通過統一的計算架構實現效能釋放,不必再用各種優化技術去彌補不同架構造成的內耗。基于這種統一架構,云數據中心能更快、更高效地實現資源自動化配給能力和管理能力。也為此,英特爾推出了數據中心新一代機柜式架構(Rack Scale Architecture),簡稱(RSA),這種先進的設計,能夠大幅提升數據中心的利用率,和靈活性。
實現按需供應,軟件定義數據中心才能到來
在今年的英特爾IDF大會上,英特爾高級副總裁,數據中心事業部總經理柏安娜又一次提及RSA。因為它跨越了服務器、存儲和網絡,能夠滿足云服務供應商、企業和電信公司的需求。
柏安娜在演講中談到:“我們處在一場本行業巨大轉型的過程中,我們正在轉向數字服務經濟,這種經濟我們稱之為按需經濟,真正實現按需供應,當數據中心實現軟件定義的時候才能到來。”
的確如柏安娜所說,軟件定義基礎設施(SDI)能夠不斷觀察環境,能夠獨立決定我們什么時候需要更多的容量、更多的能力給到需要的服務,能夠自動采取行動,將一個正確的應用放到一個正確的服務器之上。通過機器學習的算法和大數據學習,基礎設施能夠自己學習,并且能夠預期應用需求。
英特爾RSA架構,已經受到了百度、阿里巴巴、騰訊、中國電信等國內大型云計算數據中心建設者的重視。這種全新的機架結構,不再使用光纖通道、PCI-E端口或者iSCSI接口來連接每個機架內的存儲單元,而是通過使用英特爾高速硅光子技術連接每個機架內的存儲單元,動輒10萬以上服務器量的數據中心,可以大幅減少線纜的使用,降低成本。更關鍵的是,相對于傳統服務器架構,它能讓部署密度大幅提升,化解大型云計算數據中心遭遇的高密度部署難題。
阿里巴巴成為英特爾全球第一個RSA伙伴
阿里巴巴在中國可謂家喻戶曉,除了大家熟知的電商業務,阿里巴巴同時還擁有金融業務。面對阿里巴巴上百萬規模的客戶群及數百萬臺的服務器管理,英特爾和阿里在數據中心管理方面做了不少探索。去年年底雙方共同點亮了全球第一個基于RSA的架構。今年3月,阿里宣布其美國硅谷數據中心投入試運營,面向北美乃至全球用戶提供云服務。此前,阿里云在杭州、青島、北京、香港、深圳建立了數據中心。在美國硅谷的這個數據中心按照國際三級以上標準建設,通過線路直接接連多家運營商骨干網,可覆蓋全美,并直線聯機到多個國家和地區。目前提供包括云服務器、負載均衡、關系型數據庫服務、云盾、云監控在內的5種云服務。
阿里云業務與生態系統開發總經理劉松對此談到,我相信這最終會對我們推動未來的互聯網及云生態帶來非常大的變化,我們所有的客戶和企業都會因此而受益。
20年來英特爾深入人心,尤其是英特爾的生態觀念正是阿里巴巴所認同和追求的目標。正如劉松所說,阿里正在努力將其云的核心平臺——飛天平臺,變成融入阿里思想精髓的云平臺。阿里希望跟更多的合作伙伴在底層做創新,開放更大的生態。
柏安娜最后總結說,通過軟件定義的架構重要性也與日俱增,數據中心企業也希望部署新的服務,通過云計算產生新的收入。從固定功能的基礎網絡轉向基于英特爾架構更加靈活的網絡,這就意味著效率更高,同時還在邁向新的業務模式——云業務模式,目前在行業內這個勢頭非常強勁。在2011年到2014年短短三年時間,電信行業已經完全驗證了英特爾的架構的先進性。目前英特爾架構生態系統已經擴充到185個成員公司。
開放架構+軟件定義
英特爾(中國)有限公司數據中心市場經理趙萌,在一次核心應用論壇上對于數據中心選擇什么樣的平臺時這樣建議到:“不論是傳統關鍵業務應用,還是新的企業核心應用,都對性能、靈活性、可擴展性和穩定性提出了更苛刻的要求。考慮到用戶和應用開發商對承載這些核心應用的硬件和軟件的選購、開發、部署和優化方面的自由度和可控需求,融入軟件定義基礎設施基因的開放架構平臺,將是其理想的選擇。”
英特爾視角中這種理想的企業核心業務承載平臺,開放是其最重要的基因,它是復雜的企業業務應用和數據間達成出色兼容性、可擴展性和可互操作性的關鍵。而軟件定義基礎設施基因的融入,則能使核心業務平臺的硬件實現更高的透明度,使軟件可通過更深層次的優化,以更高的自動化程度和更細的粒度,靈活、高效地管理和調用硬件資源,釋放每分計算力的價值,來驅動業務和IT的融合。
為打造這種全新企業核心業務平臺,英特爾于去年推出了眾多深植軟件定義基礎設施基因的開放架構產品和技術,例如英特爾至強處理器E7 v2產品家族和英特爾至強處理器E5 v3產品家族。它們集成了睿頻加速、高級向量擴展指令集、核心和非核心獨立頻率控制、緩存服務質量監控、遙測等多種對軟件、特別是協調層軟件開放,可供其充分利用的創新技術,使得基于它們的數據中心設備能夠更為智能地適應各種應用負載,并滿足傳統關鍵業務走向靈活、可擴展及新興核心業務兼顧彈性和穩定性的需求。
開放的技術+開放的生態系統
“提供開放的產品和技術只是英特爾開放策略的第一步,”趙萌表示:“另一個層次就是開放生態系統的構建,在這一層面我們不排斥任何第三方的參與。惟有更豐富的系統、應用及解決方案問世,現實應用的多樣化需求才能得以真正滿足。”
在去年年底英特爾的2014企業核心應用論壇上,英特爾展示了其與合作伙伴通力協作,依據軟件定義基礎設施(SDI)理念,在開放架構平臺之上開發的一系列創新解決方案。
比如,VMware的新一代關鍵業務云平臺。它可將各類企業應用從結構僵化、擴展性和靈活性差的傳統專有架構上遷移到擁有高性能、易擴展、高可用,便于管理和容災的開放架構平臺上。“某知名保險公司就借助它實現了小型機到x86架構的遷移,將硬件費用節省到原來的6.58%,”VMware大中華區新一代關鍵業務云平臺解決方案總監王俊標表示:“如此佳績離不開英特爾軟件定義基礎設施技術的貢獻,英特爾的產品和技術在企業搭建新一代關鍵業務云平臺時起到關鍵作用。”
SAP展示的則是其針對大數據分析開發的新一代實時數據平臺,它可利用英特爾至強處理器E7 v2提供的強大計算性能和大容量內存支持特性,對海量數據進行高速實時分析。“某電信運營商曾使用我們的實時數據平臺,在3小時內完成了過去需要一周時間才能完成的用戶記錄的分析工作,”SAP中國數據庫與技術平臺部售前總監宋一平表示:“這要歸功于我們內存計算技術對英特爾至強計算‘核動力’的充分利用。”
華勝天成科技股份有限公司云計算事業部總經理梁思謙介紹了其天成云IaaS管理平臺,該平臺在英特爾架構和OpenStack平臺實現了領先的虛擬化分區、隔離、應用負載均衡及動態遷移功能。“英特爾的支持讓我們走向了開放云計算解決方案創新的前沿,”梁思謙表示:“這還加速了我們向云運營的轉型,基于天成云,我們已開始與國內電信運營商合作進行云災備托管外包運營服務。”
從單純的軟硬配合走向全新的軟件定義時代
華為與英特爾公司在剛剛結束的IDF15峰會上,正式簽署軟件定義網絡產品合作備忘錄。根據合作備忘錄,英特爾與華為將基于英特爾架構協作開發SDN與NFV參考架構堆棧,整合雙方的優勢資源,特別是雙方在開放網絡平臺(ONP)、云操作系統、OpenStack、OpenDaylight、英特爾硅光子技術以及虛擬化網絡設備(如虛擬路由器、虛擬防火墻和經英特爾DPDK優化的開放虛擬交換機)等方面獲取的最新研發成果,并充分利用英特爾網絡合作伙伴計劃(IntelNetwork Builders)已經構建的相關創新技術和產品 ,最終參考、融合和優化這些成果與資源,以構建針對全新網絡服務的,可實現網絡即服務愿景的軟件定義網絡產品和解決方案。
在雙方進行合作創新的過程中,英特爾將與華為在技術培訓,工程和設計文檔以及英特爾軟件工具及性能優化經驗方面進行充分共享,以支持華為對相關軟件進行性能優化;而華為也將與英特爾共享其性能基準測試方法和結果,以發掘性能優化方面的合作機會,并開放華為ODL(OpenDaylight)實驗室,與英特爾ODL團隊攜手進行性能和可擴展性測試。此外,雙方還將在OpenDaylight、OpenStack等開源項目上互相協同和支持。
除上述技術平臺開發與解決方案優化層面的合作外,華為和英特爾還明確了在市場拓展及生態系統建設方面的深度合作意向。“我們將共享研發路線圖,定期討論產品設計和開發細節,定期驗證數據并收集客戶反饋以促進未來產品演進;攜手促進SDN與NFV開源社區的繁榮,并幫助最終用戶實現解決方案的部署”,英特爾數據中心事業部副總裁,網絡平臺事業部總經理SandraRivera表示,“我們希望與華為進一步深化協作創新,通過創新的解決方案開發,實現更易進行管理及資源調配的網絡即服務愿景,為最終用戶業務的靈活擴展提供助力,推動軟件定義基礎設施實現。”為此,華為與英特爾還達成共識,將通過合作營銷、合作展會和品牌聯合等方式,優先選擇企業、社區網、云服務提供商等垂直市場和領域進行全新SDN與NFV產品和解決方案的試驗和推廣。
“SDN的思想是將更多的控制權交給網絡使用者,以抽象化的方式解決網絡復雜性問題,來幫助企業IT人員對網絡資源進行快速調整,以應對靈活多變的業務需求”,劉少偉表示,“我們希望通過攜手英特爾,將未來的網絡構建在更加開放、靈活、高效的平臺之上,真正實現圍繞用戶需求來推動網絡基礎設施變革和持續創新的目標。這是華為與英特爾長期以來合作的又一次升華,它將見證我們之間的創新協作正從服務器、存儲設備擴展到網絡設備,正從單個設備擴展到整個數據中心,正從單純的軟硬配合走向全新的軟件定義時代。”
軟件定義正在改變存儲需求
在軟件定義的年代,數據中心架構走向變革,新的數據中心應用對存儲需求也在產生變化,存儲系統需求也正在走向軟件定義階段。
其中,以閃存為主的存儲介質技術持續走向創新。軟件定義閃存理念興起的最大驅動力則在SSD新標準的成型,閃存硬件的尺寸規格走向統一。閃存以其優化的軟件堆棧支持多樣化的軟件生態系統和全系列存儲設備而逐漸進入市場需求主流。諸多NAND廠商推出多個種類的閃存產品。圍繞IT新架構應用趨勢,為使多種類的NAND與用戶需求貼得更近從而實現價值最大化,基礎存儲設備的軟硬件廠商和閃存技術廠商間的合作日益緊密。這個領域閃迪就是一個典型代表。一直以來,閃迪企業級SSD和存儲軟件與全球5大服務器和4大存儲廠商都保持長年的OEM合作。
閃迪收購了SMART Storage Systems,將產品線的范圍擴展到也包括企業SATASSD和閃存DIMM。而在收購Fusion-io后,2015年Sandisk閃迪開始加速推進在企業存儲市場布局。這些收購都在幫助閃迪將存儲最優化以滿足應用性能要求,從而實現數據中心的轉型。
安全不能成為軟件定義的掉隊者
安全作為軟件定義數據中心的核心組成部分,卻是最棘手的,且演化程度較慢。對于數據中心運營管理者而言,采用“物理服務器”環境下的傳統安全產品來保護“虛擬數據中心”,或因傳統的硬件安全產品不能符合虛擬化環境下的軟件編程要求,這些都同演化的數據中心高效率要求相差甚遠。
在趨勢科技發表的《演化的數據中心安全》白皮書中,趨勢科技總結了近年來全球數據中心用戶的安全防護現狀與未來需求,并通過“適應化+感知化+軟件化+平臺化”的思路,為演化的數據中心安全展現了智能優化的能力。
針對業界首個面向軟件定義的數據中心安全白皮書發布,趨勢科技(中國區)業務發展總監童寧在采訪中表示說:“數據中心的演化經歷了虛擬化、云化和軟件化這三個階段,這將創造出一個全新的生態系統,不僅要求基礎架構提供所需的整合能力,新興的業務程序也會需要數據中心具有彈性計算和軟件定義安全的支撐。但在以前,安全廠商以及用戶的關注點都聚焦在‘核心技術’上,并未考慮演化的數據中心必然解耦硬件的現實條件。
所以,在軟件決定一切的未來,核心技術的進步不能代表所有,網絡安全也應具備智能優化的能力、軟件定義的能力,而這些結論不但是我們集成全球網絡安全專家和云安全平臺數據分析之后的成果,也是趨勢科技攜手用戶共享數據中心價值的愿望。”
童寧最近又撰文談到,在Gartner列出的2014數字業務安全九大熱門趨勢中,軟件定義安全排在首位。這并不是炒作,軟件定義安全是數據中心發展到一定階段的必備之物,這又是為何呢?
數據中心正處于革命性轉變階段,而這次革命將完全改寫幾十年來人們對數據中心的認知。究其核心,這一轉變是由“軟件”基礎設施的崛起而驅動的。對于數據中心三個最重要的基礎設施,即:服務器、網絡和存儲設備,皆一準備完畢,它們會讓數據中心變得更為靈活,更自動化。在這樣一個大背景下,達成軟件定義一切的目標就決不能缺少安全,因為它現在好像一個“掉隊者”。
編者按:
在軟件定義時代來臨的同時,開源、開放的態度也是不可或缺的,擁有二十多年從業經驗的VMware公司全球副總裁、大中華區總裁宋家瑜,在很多場合都是強調開源、開放。他認為在如今移動互聯網時代中,拒絕開放而壟斷的企業肯定走不遠,只有建立一套開放的生態圈,用開放的態度來歡迎各路合作伙伴,就像蘋果和Android兩個生態圈一樣,才能擁有未來。宋家瑜也一直在強調VMware會一直遵循開放、開源的原則,希望與合作伙伴一起走向軟件定義一切的時代。
同樣,諸如英特爾、IBM、VMware等這樣的國際巨頭也正在通過更有競爭力的產品組合,和諸如華為、浪潮等這樣的中國本土合作伙伴,打造一個能為產業鏈各個環節創造價值的,開放的生態圈。