云计算以及大数据分析正在向数据中心渗透

D.K

    因为大型机的计算能力特别强，因此采用可逻辑地划分成相互隔离的小型虚拟机的设计，然后凭借虚拟技术，即可在一个大型机上同时运行多个项目。随着时间的推移，大部分行业已经从大型机转向使用小型机及PC进行计算。目前，基于X86体系结构的计算机或服务器所面临的挑战与上个世纪60年代大型机面临的挑战相同。X86架构虚拟化技术已经将大型机的分区方法应用到目前基于X86体系结构的计算机上。

　　由于服务器虚拟化的概念和技术不断成熟，IT工作者把虚拟化的目光投向了网络和存储。在网络方面，基于提高链路高可用技术的发展从来没有停歇过，目前已经开始从VRRP向多主机融合的虚拟化过渡。负载均衡器更作为七层网路交换机也早已是服务器多合一虚拟化应用的先导者。存储融合也是目前企事业单位必须要面对的问题，异构、合理的使用存储空间，以及存储的高可用性促使存储的虚拟化网关技术走向成熟，存储虚拟化也成为了数据中心不可或缺的关键技术。

　　随着技术的进步，现在对于资源划分的颗粒已经远远提升，例如在IBM AIX系统上，对CPU资源的划分颗粒可以达到0.1个CPU.这种分区方式，在目前的金融领域，比如在银行信息中心得到了广泛采用。

　　准虚拟化技术的优点是性能高。经过准虚拟化处理的服务器可与hypervisor协同工作，其响应能力几乎不亚于未经过虚拟化处理的服务器。

　　准虚拟化与完全虚拟化相比优点明显，以至于微软和VMware都在开发这项技术，以完善各自的产品。

　　操作系统层虚拟化　实现虚拟化还有一个方法，那就是在操作系统层面增添虚拟服务器功能。Solaris Container就是这方面的一个例子，Parallels（SWsoft收购了Parallels，然后把自己的名字改成Paralles）的 Virtuozzo/OpenVZ是面向Linux的软件方案。

　　就操作系统层的虚拟化而言，没有独立的hypervisor层。相反，主机操作系统本身就负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源，并且让这些服务器彼此独立。一个明显的区别是，如果使用操作系统层虚拟化，所有虚拟服务器必须运行同一操作系统（不过每个实例有各自的应用程序和用户账户）。虽然操作系统层虚拟化的灵活性比较差，但本机速度性能比较高。此外，由于架构在所有虚拟服务器上使用单一、标准的操作系统，管理起来比异构环境要容易。

　　关键的数据和结构化数据（在虚拟机中）存储于后端的存储资源池。非结构化数据和备份数据存储于由虚拟机作为机头的，和后端部分存储空间组成的NAS中。数据库、业务应用部分的服务器由2台交换机虚拟化后构成的一台逻辑交换机的接入到网络，远程桌面虚拟化的服务器同样由2台虚拟化后交换机来接入，并通过负载均衡器做业务负载及防火墙的安全过滤后，直接连接到外网路由上面。

　　汇聚交换机上面的剩余接口分配给安全认证与综合管理平台系统区域，本区域里部署CA系统以及网络和整体资源平台的管理和监控系统。在整体架构的最后端，部署存储资源池，由2台虚拟化网关、4台24口光纤交换机和2台磁盘阵列组成，负责关键的数据库和虚拟机的存储，并提供备份空间。

　　为了便于清晰地了解虚拟化数据中心的结构，赛迪时代对数据中心的虚拟化的关键模块进行分步解读。按照数据中心整体基础架构从后端到前端依次为“存储——计算——网络”，通过虚拟化技术，所对应的就是“存储资源池——计算资源池——网络资源池”。

　　在虚拟化架构上，通过OAA集成虚拟化安全，使得传统网络中离散的安全控制点被整合进来，进一步强化并简化了基础网络安全，网络虚拟化技术将在数据中心端到端总体设计中发挥重要作用。

　　虚拟化存储局域网结构中，有四种提供存储虚拟化服务的方法：带内设备、带外设备、称作分离路径虚拟化架构的混合方法和基于控制器的虚拟化。网路的虚拟存储化技术是当前存储虚拟化的主流技术，它当前在商业上具有较多的成功产品。典型的网络虚拟存储技术主要包括网络附加存储NAS和存储区域网络SAN由于这两种系统的体系结构、通信协议、数据管理的方式不同，所以NAS主要应用于以文件共享为基础的虚拟存储系统中，而SAN主要应用在以数据库应用为主的块级别的数据共享领域。

　　云计算以及大数据分析正在向数据中心渗透，IT专业人员面临着新选择，如采购服务器硬件。数据中心需要采购设备来满足企业的快速发展对性能和可用性而产生新的要求，而且在以后IT需求改变时能够进行相对轻松的扩展。

　　组织可以选择购买一些新的、功能强大的服务器，采用纵向扩展战略，使用较少的服务器消耗很少的资源就能够处理大量工作负载。相反，组织也可以选择横向扩展战略，使用大量功能不太强大的商用服务器，组建集群并形成冗余架构，而且横向扩展方式的初期投资可能更少。

　　应用部署的方式不同，运行这些应用的硬件平台也将不同。在纵向扩展占主导地位的环境中，底层硬件资源的处理能力起到了更为关键的作用，而纵向扩展环境可能能够利用市场上正在涌现的廉价商用服务器。

　　在过去的十年当中，虚拟化竞赛使得x86服务器几乎成为了所有组织运行关键应用的平台。尽管传统的大型主机仍旧在继续发挥作用，但是x86服务器在很多情况下取代了遗留的大型主机。

　　尽管很多人认为是VMware创造了虚拟化，实际上大型主机在多年以来一直在使用类似的技术实现工作负载的分离。目前不断发展的计算环境，包括纵向扩展和横向扩展都和大型主机有很多类似之处，正如当今的大多数环境都使用管理资源分配的主调度系统对硬件进行了紧密集成。不过，考虑到x86以及商用服务器的成本在直线下降，组织基本上不会再购买大型主机了。

　　当采购x86服务器用于满足基于纵向扩展架构的虚拟化需求时，IT采购人员知道期望获得满足哪些配置要求的服务器。简而言之，针对纯纵向扩展架构，单台主机能够尽最大可能进行扩展的能力通常是决定因素。这样做就降低了虚拟化许可的总成本。

　　在某些情况下，取决于虚拟环境的规模，公司可能会考虑大量可扩展的硬件，比如非常高端、密度很大的服务器，这类服务器往往包括了数十个处理器核心，数TB的内存以及大量存储空间。在上述场景下可能面临的最大挑战就是当单台硬件设备发生故障时工作负载发生故障的可能性。

　　不管什么架构，所有的存储虚拟化必须做三个重要的事情：保持一个虚拟磁盘和物理存储以及其它配置元数据的镜像；执行配置改变和存储管理任务的指令；当然还有在主机和存储之间传送数据。局域网的虚拟化技术也称为基于IP存储虚拟化，它是当前在虚拟存储领域最活跃的研究热点之一。基于IP存储虚拟化技术产生很多成功产品，特别是10Gb/S以太网的出现，更是加速了局域网虚拟化的快速发展，其中支持局域网的协议包括FCP，iFCP，SCSI，iSCSI，vSCSI，InfiniBand等，它们都是基于TCP/IP的数据存储访问协议。