基于虛擬化的企業(yè)云數(shù)據(jù)中心研究

劉東旭

摘 要：以大數(shù)據(jù)和5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的云計算技術(shù)為傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心提供了先進的理念和平臺架構(gòu)以及技術(shù)支持。企業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心基于云計算、大數(shù)據(jù)和其他先進技術(shù)，本著節(jié)約成本、易于維護的原則，為政府和企業(yè)提供便利化的數(shù)字化服務(wù)。通過建立分層虛擬計算資源庫，不僅實現(xiàn)了企業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心的低成本、高收益的運行，而且能為企業(yè)各部門動態(tài)分配資源，大大提高了企業(yè)數(shù)據(jù)的計算存儲能力以及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

關(guān)鍵詞：虛擬化;云存儲;云數(shù)據(jù)中心

中圖分類號：TP308 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）01-054-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.024

1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的弊端

“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的普及、推廣和電子商務(wù)技術(shù)的更新，推動企業(yè)必須進行業(yè)務(wù)模式的變革，以及對于大量企業(yè)電子數(shù)據(jù)的統(tǒng)一集中式管理，這對企業(yè)的信息化建設(shè)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)對于高效節(jié)能、資源整合、快速響應(yīng)、信息安全等多方面的要求，投資額巨大、按需服務(wù)能力差、場地嚴重不足、運營成本高、能耗大、安全性差、可用性低都是亟待解決的問題。

由于缺乏信息化建設(shè)專業(yè)技術(shù)人才，企業(yè)往往在硬件、能耗和管理等IT層面投入巨大成本，在不同時期分批采購的IT設(shè)備互不兼容，使得運維難度陡增。服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源均按照峰值建設(shè)，資源平均利用率低。海量信息的存儲和處理難，擁有幾百TB、PB級數(shù)據(jù)的企業(yè)正在逐步增多，且業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存周期越來越長;不同廠商生產(chǎn)的固態(tài)硬盤在集中存儲時很難互相兼容，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲較為復雜。高可用性差，服務(wù)器雖利用率低，平均利用率不足30%，而且無法根據(jù)業(yè)務(wù)部門需要做到快速、靈活、動態(tài)調(diào)配;缺乏彈性的系統(tǒng)設(shè)計，應(yīng)對業(yè)務(wù)突發(fā)狀況差;擴展困難，配件難尋，往往需要考慮新購，單純的縱向擴展，性能卻沒有隨之提高。

由于信息化技術(shù)支持力量薄弱，建設(shè)完備的企業(yè)數(shù)據(jù)中心往往需要較長時間，不能夠?qū)崿F(xiàn)快速部署;不同部門使用不同的管理工具，要想實現(xiàn)各部門服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全的統(tǒng)一化管理非常困難。

2 云數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)及其特點

企業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心總體架構(gòu)一般是由硬件資源層、虛擬化層、代理層、全局管理層和客戶端應(yīng)用組成，物理資源層位于云數(shù)據(jù)中心整體架構(gòu)的最底層主要為不同類型的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供必要的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲基礎(chǔ)設(shè)施等基礎(chǔ)保障;虛擬化層將各種IT資源進行虛擬化，如服務(wù)器虛擬化，存儲虛擬化，桌面虛擬化等;代理層包括負載均衡服務(wù)、資源自動調(diào)動服務(wù)、云監(jiān)控服務(wù)等;全局管理層包括用戶管理、集群管理、存儲管理等[1]。

企業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心為用戶提供基礎(chǔ)計算服務(wù)和數(shù)據(jù)存儲資源，使硬件利用率顯著提升，大大減少了設(shè)備數(shù)量，節(jié)省機房空間、電能。全局管理層提供的數(shù)據(jù)傳輸保護技術(shù)、權(quán)限控制和審計策略，為用戶提供數(shù)據(jù)共享與交換的安全性，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。企業(yè)云數(shù)據(jù)中心的特點為：

2.1 高度虛擬化

將IT資源池中的服務(wù)器、存儲器、網(wǎng)絡(luò)資源、用戶應(yīng)用程序等進行虛擬化處理[2]，可方便用戶根據(jù)需求進行資源調(diào)配。云計算數(shù)據(jù)中心可以使現(xiàn)有的IT服務(wù)更可靠、更自動化。當正常運轉(zhuǎn)的硬件資源出現(xiàn)突發(fā)狀況不可用時，虛擬機技術(shù)的使用會在很短的時間內(nèi)動態(tài)遷移到其他硬件資源并完成原先的服務(wù)部署，不用再次搭建和配置服務(wù);池中的資源可以根據(jù)企業(yè)不同部門的應(yīng)用需求進行動態(tài)調(diào)整和擴展，有效地應(yīng)對了企業(yè)業(yè)務(wù)變更快和人員增減流動性強的問題。

2.2 資源調(diào)配自動化

云數(shù)據(jù)中心可以實現(xiàn)物理服務(wù)器、虛擬服務(wù)器，相關(guān)業(yè)務(wù)自動化流程管理、客戶服務(wù)等自動化管理。簡單的諸多物理設(shè)備的堆積和互連不能算作是云計算數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)資源，云計算數(shù)據(jù)中心是要建設(shè)一個大型的IT資源池，資源池中的所有資源對于用戶都是透明的，池中虛擬化資源所獨有的動態(tài)遷移特性有利于資源的合理分配。

2.3 應(yīng)用部署迅速

由于云計算數(shù)據(jù)中心采用自動化的方式對所轄資源進行管理，因此，不論是服務(wù)的搭建部署，還是對于軟硬件資源的代管，都是統(tǒng)一在資源池中完成，無需多方協(xié)調(diào)和對接其他資源共同完成，從而調(diào)高服務(wù)搭建的效率，快速響應(yīng)企業(yè)的需求。

3 云數(shù)據(jù)中心在企業(yè)中的應(yīng)用

完備的云數(shù)據(jù)中心通常包括虛擬化管理平臺、虛擬化數(shù)據(jù)中心的運維管理、關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩取＜兴械腎T資源進行虛擬化處理并統(tǒng)一放入資源池中由虛擬數(shù)據(jù)中心進行管控，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享、資源有效整合和動態(tài)調(diào)配以及高利用率。虛擬數(shù)據(jù)中心管理平臺可以在統(tǒng)一的管理平臺上實現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的管理、池中虛擬化資源的管理以及多區(qū)域、多數(shù)據(jù)中心的管理[3]。其功能特點使得云數(shù)據(jù)中心應(yīng)用廣泛：

一是對于企業(yè)分散的硬件資源和數(shù)據(jù)中心的整合，為企業(yè)內(nèi)部分散的硬件資源或者企業(yè)之間分散的數(shù)據(jù)中心提供整合方案;通過提供集中的、標準化的數(shù)據(jù)管理，大大減低了企業(yè)運維成本，使得企業(yè)在進行獲取和傳輸數(shù)據(jù)時極為便捷。

二是為企業(yè)提供集中化的應(yīng)用負載均衡和虛擬機自動伸縮，提供分布式的負載均衡能夠有效分散資源壓力，大大提高了提高了資源使用率;獨特的資源動態(tài)調(diào)配功能能夠有效節(jié)約硬件投資。

三是對于集中SaaS應(yīng)用的數(shù)據(jù)支撐，為需要高性能數(shù)據(jù)中心的集中的SaaS應(yīng)用服務(wù)的企業(yè)提供海量數(shù)據(jù)管理能力、動態(tài)擴展能力。

4 企業(yè)云數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢

云數(shù)據(jù)中心是將數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)存儲和網(wǎng)絡(luò)資源進行松散耦合，以此建立起IT資源的完全虛擬化、更高程度的模塊化、更高程度的自動化以及更高程度的綠色節(jié)能的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心是網(wǎng)絡(luò)的邏輯中心，是業(yè)務(wù)的源泉，應(yīng)具備非常豐富的帶寬資源、安全可靠的物理設(shè)施、高水平的網(wǎng)絡(luò)管理、非常完善的增值業(yè)務(wù)[4]。企業(yè)云數(shù)據(jù)中心通過云計算將企業(yè)已有的網(wǎng)路資源和技術(shù)能力進行整合，從而提升企業(yè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎桶踩?，也為?yīng)對企業(yè)未來的發(fā)展實現(xiàn)業(yè)務(wù)拓展打下了良好的基礎(chǔ)，其優(yōu)勢體現(xiàn)在。

4.1 建立虛擬化IT資源池

依托虛擬化技術(shù)在企業(yè)原先已搭建的數(shù)據(jù)中心的硬件資源的前提下，構(gòu)建一個云計算平臺和一個以共享為目標的IT基礎(chǔ)設(shè)施池，把虛擬化的資源如服務(wù)器、存儲器、網(wǎng)絡(luò)資源等動態(tài)調(diào)配給企業(yè)各個部門。不同廠商生產(chǎn)的硬件資源以及管理工具的不兼容性被完全忽略，把所有的物理設(shè)備如計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源等進行資源整合，形成以資源服務(wù)形式提供給頂層應(yīng)用的硬件資源池，實現(xiàn)了資源的動態(tài)分配。虛擬化技術(shù)促使基礎(chǔ)設(shè)施資源能夠根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)的變化迅速完成資源重新部署。IT基礎(chǔ)設(shè)施的動態(tài)部署打破了動態(tài)并發(fā)服務(wù)延遲高的弊端，極大滿足了快速增長的分析和計算能力以及峰值容量的需求。

4.2 集中式運維管理

云數(shù)據(jù)中心為了方便企業(yè)用戶對于數(shù)據(jù)的查詢和管理，使用一套擴展性強、兼容性強的管理應(yīng)用系統(tǒng)幫助用戶進行數(shù)據(jù)的遠程管控，解除了企業(yè)技術(shù)力量薄弱和擔心數(shù)據(jù)遭受網(wǎng)絡(luò)攻擊的后顧之憂。不同用戶產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量可以通過云平臺進行實時監(jiān)控。云數(shù)據(jù)中心的高度自動化的運維管理簡化了企業(yè)對于數(shù)據(jù)資源的管控，減少了人為操作錯誤造成的系統(tǒng)故障，大大降低了運行和維護成本，真正做到了綠色、低碳和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展。

4.3 實現(xiàn)云存儲

利用云存儲可以有效地存儲、分析和處理海量數(shù)據(jù)，并對包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)進行虛擬化存儲，災(zāi)難恢復，配置動態(tài)存儲容量，自動分層存儲等操作。在大規(guī)模并發(fā)環(huán)境中實現(xiàn)文件系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等的分布式存儲和計算，支持實時動態(tài)擴展，以及針對非對稱讀寫需求的數(shù)據(jù)進行存儲和優(yōu)化處理。

4.4 保障信息安全

云數(shù)據(jù)中心必須保證云中客戶數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。它需要為云中的資源和基本服務(wù)提供自底向上的安全性。依托在基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全方面建立完整的安全保護體系，從而確保整個云平臺本身和應(yīng)用服務(wù)的完整性和可用性，確保獲取、存儲、傳輸、處理和顯示的信息的真實性、保密性和完整性。

5 結(jié)語

構(gòu)建靈活高效的企業(yè)級云數(shù)據(jù)中心已成為成功應(yīng)對未來挑戰(zhàn)的重要保障和前提。通過建立云計算的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，除了能夠滿足企業(yè)自身業(yè)務(wù)服務(wù)的需要，冗余部分服務(wù)也可以提供給其他用戶，方便用戶使用瀏覽器接受服務(wù)，完成對數(shù)據(jù)的托管，促使企業(yè)從云計算的使用者向云計算服務(wù)提供者的身份轉(zhuǎn)型。

企業(yè)云數(shù)據(jù)中心是企業(yè)根據(jù)經(jīng)營實情由企業(yè)定制并被企業(yè)用戶使用，以組織內(nèi)部用戶、合作伙伴和客戶為服務(wù)對象的云數(shù)據(jù)中心，不僅能夠?qū)T資源轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)快速推送給用戶，而且允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)方便靈活地訪問可配置計算的資源共享池。隨著時代的發(fā)展，企業(yè)正在尋求新的途徑以便應(yīng)對日趨激烈的市場競爭、不斷攀升的成本需求、愈發(fā)趨向復雜的客戶需求等。企業(yè)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心已不能滿足企業(yè)發(fā)展的要求，以云計算為核心的企業(yè)云數(shù)據(jù)中心以其整合性、敏捷性、高可用性和高性能等特點成為企業(yè)必不可少的新一代的數(shù)據(jù)中心。因此，如何正確運用云計算優(yōu)勢幫助自身更輕松、迅速地收集、管理和分析數(shù)據(jù)，從中挖掘蘊含可貴商業(yè)價值的信息，最終為企業(yè)創(chuàng)造價值，是值得企業(yè)探究的重要課題。

參考文獻

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