大型企業如何搭建私有云計算平臺

    雲計算已經成爲當前最流行的IT概念之一，愈來愈多的大型企業開始考慮如何用雲計算平臺來構建本身的信息系統。雲計算平臺具備高可擴展性、超大規模、高可用性、成本低廉等特色，所以如何利用雲計算搭建企業信息化平臺成爲當前的熱門話題。可是對於雲計算如何落地、企業如何利用雲計算平臺，特別是大型企業可利用哪些雲計算搭建企業信息化平臺，並無一個清晰的答案。本文依據雲計算的基本概念，特別是私有云的建設，以虛擬化未基礎，以構建企業級計算虛擬化池和存儲虛擬化池未目標，搭建企業雲計算平臺，並給出了當前比較成熟的幾個廠商的解決方案。

    私有云也有前景

    雲計算（Cloud Computing）並無一個嚴格的定義，不一樣的公司出於不一樣的目的，都給出了不一樣的概念，好比谷歌、亞馬遜、IBM、Oracale、微軟等都有不一樣的定義和不一樣的商業模式。通常來講，雲計算是網格計算、分佈式計算、並行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等計算機技術和網絡技術發展融合的產物。雲計算是一種新的應用模式，按照一般的定義，雲計算不只僅是技術上的新模式，還包括商務上的新模式，好比用戶能夠不用再購買設備，而是僅僅購買服務就能夠支撐IT信息系統須要。當前你們關注得比較多的是這種可購買服務的公共雲的建設，公共雲油服務提供商爲客戶提供，用戶的計算應用可像平常生活中的自來水和電同樣即開即用，而不須要本身去修建自來水廠和發電廠。

    對於中小企業來講，公共雲是一個不錯的選擇，雲計算服務提供商提供暈計算平臺，中小企業不須要本身建設數據中心，不用關心虛擬化、網格等方面的技術難點，只要選擇一個信得過的雲計算服務提供商就能夠了。可是對那些想利用雲計算平臺特性、對安全性要求比較高、不想把應用外包的大型企業來講，構建本身的企業雲計算平臺（私有云）就成爲一個新的發展方向。不一樣於公共雲能夠直接使用最終的產品，私有云更多的是考慮「雲」自己的建設，更關注構建雲平臺的技術，建設企業的私有云，就要求企業把本身的數據中心構建成一個高可擴展性、超大規模、高可用性、成本低廉的數據中心。通話虛擬化、網格計算、自動化管理等雲計算技術，逐步把企業內部的數據中心建設成面向企業內部系統的具備公共雲平臺特性的雲計算平臺。

    公共雲對於大型企業來講也並不是毫無關係，從將來的發展來看，根據不一樣業務系統的須要，創建一個由公共雲和私有云組成的混合雲平臺是趨勢。

    用兩個虛擬池構建企業私有云平臺

    私有云計算平臺的建設，當前比較成熟的方案主要是從虛擬化角度考慮，虛擬化是對物理資源（CPU、內存、網絡等）的邏輯表示，以下降物理資源不一樣層次之間的耦合程度，使系統所需資源不受物理資源的限制，從而得到高性能，高可擴展性等特性。當前企業主機和存儲設施每每與應用系統直接綁定，沒法實現主機和存儲資源擴系統共享，這就會致使資源綜合利用率較低，同時因爲主機和存儲設備日益增多，使得對這些設施的管理日益複雜。經過應用虛擬化技術，實現主機和存儲資源的一體化整合、主機和存儲資源的共享利用，提升資源利用率、下降成本，也有利於下降管理的複雜性，避免出現上一套系統就要購置主機、存儲設備。

    當前比較成熟的虛擬化方案主要從兩個層面進行虛擬化，創建兩個虛擬化池：計算虛擬化池和存儲虛擬化池。計算虛擬化池主要實現應用虛擬化，包含服務器虛擬化和應用中間件虛擬化兩種方案。存儲虛擬化池主要實現數據存儲虛擬化，包含存儲硬件架構虛擬化和存儲軟件虛擬化兩種方案。經過計算虛擬化池、春初虛擬化池以及自動化管理平臺，特別是經過自動化管理平臺，使得應用和數據最大程度共享，從而得到更高的敏捷性、運營效率、經濟效益和可管理性、並節省成本。

 

圖1 企業私有云平臺技術方案

 

搭建企業私有云平臺的技術方案

在計算虛擬化池和存儲虛擬化池構件技術方案上，不一樣的廠商出於不一樣的商業目的，在結合本身原有產品優點的基礎上，提出了不一樣的解決方案。

l        計算虛擬化池：計算資源層面，包含服務器虛擬化和應用中間件虛擬化

1.       服務器虛擬化

操做系統運行中虛擬機上，服務器自己是虛擬化的，虛擬化的服務器跟正常的物理服務器是同樣的，能夠安裝任何的應用。服務器虛擬化並非什麼最新的技術，很早就應用於小型機的虛擬化分區。服務器虛擬化軟件品牌有VMWare（免費的是ESXi，收費的是vSphere）、思傑（免費的是XenServer，收費的是Essentials）、KVM、微軟（Hyper-V）等，VMWare的vSphere最成熟，能夠安裝大多數操做系統。經過服務器虛擬化，能夠將一臺服務器當作N臺服務器來使用，好比一臺性能強勁的物理服務器能夠虛擬出16臺虛擬服務器，這樣對於計算能力要求不高的系統，能夠實現多個系統在一臺物理服務器上運行而不會互相影響，大大減小了硬件的投資。

對於計算能力要求高的系統，經過自動化管理平臺，可以把正在運行中的虛擬機從一臺物理服務器上，或者另外增長系統1的虛擬機而減小系統2的虛擬機，使系統1得到更多的計算資源，從而實現跨物理服務器動態調整計算資源，共享相互分離的物理服務器，有限保證具備優先級的系統業務需求，實現資源利用最大化。比較典型的應用是白天運行業務系統，晚上運行數據處理任務，這樣保證了計算資源利用的最大化。

 圖2 服務器虛擬化示意圖

圖3 虛擬機遷移示意圖

2.       應用中間件虛擬化

基於應用中間件的虛擬化，不一樣於服務器虛擬化在操做系統層面的虛擬化，而是中間

件層面的虛擬化。應用中間件虛擬化的優點是可以更好地利用各類平臺，對原有的設備能夠有效利用，不像服務器虛擬化對CPU等有特殊要求。

3.       存儲虛擬化池：在數據存儲層面，包含存儲硬件架構虛擬化和存儲軟件架構虛擬化

存儲軟件構架虛擬化主要是經過數據庫軟件的集羣技術實現，如Oracle提供的技術包

括集羣（RAC）、內存數據庫，IBM提供的是數據庫分區技術。存儲硬件架構虛擬化則包含Oracle提供的軟硬一體化、IBM提供的XIV存儲等。

1.       Oracle集羣（RAC）

    基於Oracle應用集羣（RAC）技術，Oracle數據庫能夠在一組集羣服務器上運行，能夠設置多個節點訪問單個數據庫，這就提供了最高的可用性和最靈活的可伸縮性。黨西藥更多額處理能力時，只要添加服務器便可。RAC最多能夠支持32臺機器，從實際的應用效果來看，2臺或4臺機器效果不錯，而隨着機器的增長，性能提高並不大。另外Oracle內存數據庫（TimesTen）經過將數據讀取到物理內存中直接操做，減小了到磁盤間的I/O交互，數據庫操做可以以最大效率執行，從而大大提升響應速度和吞吐量。

2.       IBM數據庫分區技術

IBM DB2數據庫分區是DB2企業版DPF（DataPartitioning Feature）選件提供的，它主

要用來爲大規模數據處理、高併發數據訪問提供支持。DB2數據庫在一個非共享的環境中被分解爲獨立的分區，分割分區都具備本身的資源，例如內存、CPU和磁盤以及本身的數據、索引、配置文件和事務日誌。數據庫分區能夠部署在集羣或MPP環境下，也就是說數據庫分區分佈在不一樣的機器上，從而大大提高數據庫服務器的查詢能力，可是對於數據寫的性能提高不大，對於業務操做環境方面的支持布什很好，適合於數據倉庫的應用場景。

3.       Oracle軟硬一體化設計

Oracle的Exadata V2採用軟硬件一體化設計，基於採用處理器的刀片服務器以及Sun

的FlashFire技術、Oracle數據庫11g實現，由於硬件特別是內存方面作了專門的處理，比通常的RAC性能有了極大的提高，能夠提供大容、易於擴展的存儲，具備很強的數據倉庫和聯機交易處理能力。能夠設想，若是數據庫的集羣技術實現圖片，普通PC服務器能夠實現集羣，小型機的末日也就不遠了。

l        自動化管理平臺

自動化管理平臺是實現支持動態規模擴展和動態負載均衡集羣的關鍵。經過自動化管理

平臺，實時監控各個虛擬機的運行情況，並增長或者減小分配的資源。自動化管理平臺須要結合不一樣的實現技術，當前都是由相應的虛擬化廠商提供的。好比VMWare能夠經過設置服務級別（網絡帶寬、計算資源份、存儲I/O等）和設置負載平衡及優化規則，實現動態資源調度，實現最大化資源利用。

對於大型企業來講，構建企業雲計算平臺在技術上已經成熟，在企業內部搭建高可擴展

性、超大規模、高可用性、成本低廉的私有云平臺已經成爲將來信息化建設的發展方向。