云數(shù)據(jù)中心構(gòu)建研究

王亮

摘 要：隨著信息化建設(shè)的深入特別是新一代數(shù)據(jù)中心及云計算技術(shù)的高速發(fā)展，對構(gòu)建數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提出了更高要求，使其向著統(tǒng)一交換架構(gòu)和業(yè)務(wù)融合、更大容量和帶寬、更高性能和擴展性、更精細的QoS保證、更高的可靠性和容錯性能、智能化和易于管理、綠色節(jié)能等方向發(fā)展，滿足不斷涌現(xiàn)的各種新型業(yè)務(wù)和應(yīng)用、改進用戶體驗，并持續(xù)降低單位帶寬成本。本文就云數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建提出了解決思路。

關(guān)鍵詞：云數(shù)據(jù) 容災(zāi) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

中圖分類號：TP311.13 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）11（a）-00-02

1 “云”數(shù)據(jù)中心建設(shè)整體思想

云數(shù)據(jù)中心主要設(shè)備有各類小型機、刀片服務(wù)器、機架服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心交換機、光纖交換機、安全設(shè)備、存儲設(shè)備、虛擬化軟件、數(shù)據(jù)中心管理平臺等。實現(xiàn)云數(shù)據(jù)中心所有資源的池化，完全按照業(yè)務(wù)需求分配相應(yīng)資源需要進行三步曲： IAAS、PASS、SAAS。下面是具體的闡述說明及如何做到。

1.1 構(gòu)建云數(shù)據(jù)中心總體建設(shè)思路第一步——IAAS

隨著未來信息化的建設(shè)，云數(shù)據(jù)中心承載的應(yīng)用將是五花八門和需求不一的，并且應(yīng)用的數(shù)量會在很短時間內(nèi)將大大增長。這就要求云數(shù)據(jù)中心必須是能非常靈活、彈性的，并能適應(yīng)各種各樣的應(yīng)用和保障其可用性，構(gòu)建云計算系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，采用虛擬化集中管理軟件對服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲等資源進行動態(tài)調(diào)配和監(jiān)控，保障全校關(guān)鍵性數(shù)據(jù)和應(yīng)用的安全及可用性。

1.2 構(gòu)建云數(shù)據(jù)中心總體建設(shè)思路第二步——PAAS

一些操作系統(tǒng)、中間件、統(tǒng)一身份認證、云安全如能在云平臺內(nèi)實現(xiàn)將提高設(shè)備使用效率與可靠性，同時數(shù)據(jù)的完整與可用性也將提高。

1.3 構(gòu)建云數(shù)據(jù)中心總體建設(shè)思路第三步——SAAS

隨著信息化業(yè)務(wù)的普及和深入，師生、管理層、合作單位自身的發(fā)展需求對現(xiàn)有軟件即SAAS平臺的信息化業(yè)務(wù)提出了更高的要求，主要體現(xiàn)在兩個方面：豐富應(yīng)用之間互相關(guān)聯(lián)和整合實現(xiàn)信息和業(yè)務(wù)集成化；滿足學(xué)校的差異化信息應(yīng)用的需求。因此需要在云計算的平臺內(nèi)提供解決方案，最典型的有人力資源公共云，教育教學(xué)資源云。

2 “云”數(shù)據(jù)中心硬件設(shè)備集成

2.1 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群系統(tǒng)

考慮到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要滿足高并發(fā)訪問請求，所以在生產(chǎn)中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，使用高性能小型機做集群部署，作為數(shù)字化校園平臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和新上系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過FC口與存儲連接，其他現(xiàn)有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫也可以遷移到主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中來。同時在容災(zāi)機房配置兩臺同等配置小型機服務(wù)器做集群部署，為異地容災(zāi)所用。

2.2 中間件服務(wù)器集群系統(tǒng)

在數(shù)據(jù)中心和異地容災(zāi)機房分別采用中間件服務(wù)器集群配置雙萬兆網(wǎng)絡(luò)，支持（FCOE/iSCS工）功能，該系統(tǒng)允許升級網(wǎng)絡(luò)功能而無需其他硬件。

2.3 應(yīng)用服務(wù)器集群系統(tǒng)

通過虛擬化服務(wù)器集群來實現(xiàn)將來大量虛擬機的運行。

2.4 統(tǒng)一硬件平臺管理

統(tǒng)一平臺管理硬件要求具有幫助數(shù)據(jù)中心提高效率和節(jié)省成本的系統(tǒng)管理部件。它可提供預(yù)集成的服務(wù)器和異構(gòu)虛擬化（VMware，KVM.，Hyper-V等x86虛擬化技術(shù)以及PowerVM等架構(gòu)的虛擬化技術(shù)）的管理環(huán)境，可以管理服務(wù)器，存儲和網(wǎng)絡(luò)，可從單一的管理界面管理全面的多機箱的配置，并提供面向資源的機箱級視角管理。

2.5 云數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)高可用

生產(chǎn)環(huán)境中需要作為核心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)共享，以及虛擬化服務(wù)器集群集中存儲虛擬機，可以在相同的物理磁盤空間內(nèi)存儲多達五倍的數(shù)據(jù)。自動精簡配置旨在將業(yè)務(wù)開銷保持在極低的水平，它可以根據(jù)任何給定時間每個用戶所需的最小空間量，以靈活的方式在多個用戶之間分配磁盤存儲空間，從而提高效率。

2.6 云數(shù)據(jù)中心備份機制

2.6.1 備份網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

備份網(wǎng)絡(luò)環(huán)境采用基于SAN存儲架構(gòu)的LAN-Free進行備份。在應(yīng)用服務(wù)器、存儲設(shè)備、備份設(shè)備之間建立SAN存儲區(qū)域網(wǎng)，通過光纖連接SAN網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點，并由SAN交換機管理維護設(shè)備接口通訊，本地數(shù)據(jù)都通過光纖傳輸不會占用到業(yè)務(wù)系統(tǒng)所在的LAN帶寬，使數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)更加迅速高效。

2.6.2 備份系統(tǒng)架構(gòu)

備份系統(tǒng)采用靈活的多層架構(gòu)設(shè)計，包括備份服務(wù)器端、客戶端、以及后端的分層存儲庫。在前端針對需要備份的不同的應(yīng)用系統(tǒng)如數(shù)據(jù)庫、郵件系統(tǒng)、Web中間件等，安裝相應(yīng)的客戶端程序；后端數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)管理采用存儲池技術(shù)，提供重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、磁帶重用等技術(shù)提高空間使用效率。

2.6.3 文件備份

備份系統(tǒng)支持對單個或多個文件備份策略?？梢酝ㄟ^備份服務(wù)器統(tǒng)一管理，也可以由各客戶端自行手工啟動備份。備份系統(tǒng)同時支持文件自動副本存儲池復(fù)制功能，同時進行備份復(fù)制，一份近線保管，另一份離線保管（所有管理均由備份軟件完成）提高系統(tǒng)容災(zāi)能力。

2.6.4 操作系統(tǒng)備份

備份系統(tǒng)實現(xiàn)對Windows、Solaris、Linux等主流操作系統(tǒng)的自動化遠程在線備份和裸機恢復(fù)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)恢復(fù)到最后一次備份時的狀態(tài)，支持基于時間點恢復(fù)等。此外，能夠?qū)⑾到y(tǒng)恢復(fù)到遠程計算機環(huán)境或者虛擬機環(huán)境中。

2.6.5 數(shù)據(jù)庫備份

對DB2.Oracle、SQL Serve等主流數(shù)據(jù)庫平臺在線數(shù)據(jù)備份，通過圖形化備份策略配置和時間窗口設(shè)置數(shù)據(jù)庫備份模式、備份周期、備份目標(biāo)等。在備份時，對備份數(shù)據(jù)保存在不同的分層存儲對象中，以滿足客戶容災(zāi)的要求，可以利用多線程的數(shù)據(jù)遷移、利用多個磁帶驅(qū)動器同時讀寫提高其數(shù)據(jù)備份的效率。

2.6.6 虛擬機備份及數(shù)據(jù)恢復(fù)

虛擬化備份系統(tǒng)環(huán)境可基于SAN網(wǎng)絡(luò)，采用LAN-Free方式進行虛機備份，由備份服務(wù)器調(diào)用Vmware提供的VADP標(biāo)準備份接口，來實現(xiàn)對VM數(shù)據(jù)的備份保護，將鏡像備份到后端的存儲池（帶庫）上進行統(tǒng)一管理，支持VM的永久增量備份。

虛擬化備份管理軟件能對VMware虛擬環(huán)境進行高級恢復(fù)機制，包括即時恢復(fù)、虛擬掛載、iscsi掛載等功能，可以將備份數(shù)據(jù)盤直接虛擬掛載Mount成虛擬機的本地硬盤，進行快速可恢復(fù)性驗證，后臺對訪問數(shù)據(jù)塊進行優(yōu)先恢復(fù)。

2.7 異地容災(zāi)平臺

在系統(tǒng)發(fā)生故障時，用戶可以選擇針對應(yīng)用層或是針對全服務(wù)器的故障轉(zhuǎn)移，以接管生產(chǎn)服務(wù)器。支持對Exchange、SQL Server?、SharePoint?等應(yīng)用進行保護，支持對于vSphere和Hyper-V等虛擬化軟件復(fù)制虛擬機，從而輕松實現(xiàn)生產(chǎn)中心和容災(zāi)中心之間的異地容災(zāi)。

2.8 虛擬化“云”平臺

虛擬化軟件產(chǎn)品的選型較為明朗，目前主流的虛擬化軟件產(chǎn)品主要有VMware、Microsoft和Citrix。從管理運維的角度來看，又可以分為基礎(chǔ)架構(gòu)管理層、虛擬資源管理層和自動化服務(wù)管理層。

云數(shù)據(jù)中心作為面向應(yīng)用的綜合業(yè)務(wù)平臺和云計算的核心基礎(chǔ)架構(gòu)，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交換架構(gòu)提出了更全面、更苛刻的要求，支持統(tǒng)一交換架構(gòu)、大容量及高擴展性、轉(zhuǎn)發(fā)性能、業(yè)務(wù)調(diào)度和精細化QoS、彈性等性能在今后將越來越重要。

參考文獻

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