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如何成功构建虚拟化数据中心

来源:ZOL 作者:GOCN编辑 更新时间:2013-4-1 18:03:35

摘要:伟创力在30多个国家拥有25万名员工,在美国和中国香港有两个主数据中心,这两个数据中心有超过1万台的服务器,其中约一半左右都已虚拟化,还有一些小型数据中心散落于全球大约130个地方。伟创力的CIO David Smoley说,他的压倒一切的目标就是将散落在全球各地尽可能多的硬件迁移到主数据中心来:“将虚拟化发挥到极致,是提升我们向超级重要的客户提供资源的能力的最好机会。”

  即便你从未听说过伟创力(Flextronics)这家企业,你肯定用过它们的产品或者它们代工的各种零部件,比如说,微软的Xbox 360、思科和摩托罗拉设备中的很多零部件,还有从航空航天工业到车载工业中的很多零部件,就都是这家全球数字设备合约制造商代工生产或组装的。除上述几家企业外,伟创力集团的知名IT客户还包括戴尔、诺基亚、西门子、阿尔卡特、惠普、爱立信、富士通等。

  伟创力在30多个国家拥有25万名员工,在美国和中国香港有两个主数据中心,这两个数据中心有超过1万台的服务器,其中约一半左右都已虚拟化,还有一些小型数据中心散落于全球大约130个地方。伟创力的CIO David Smoley说,他的压倒一切的目标就是将散落在全球各地尽可能多的硬件迁移到主数据中心来:“将虚拟化发挥到极致,是提升我们向超级重要的客户提供资源的能力的最好机会。”

  Smoley和很多企业的IT高管一样,都把虚拟数据中心设想成了一个终极愿景。在这里,处在企业防火墙之后的IT资源既可以处理关键任务工作负载,又能够安全地连接公有云以便提供额外的容量。

  但是这里也存在着挑战:要想让虚拟数据中心成为可能,多种技术的融合是一个关键。虚拟化不但改写了计算规则,如今又发起了对存储和网络的变革运动。云计算与融合基础设施的浪潮正强劲袭来。IT部门需要全力应对各种挑战,包括异构的hypervisor环境、安全、可靠性、可用性、性能,甚至包括人员和专业技能。我们如何才能实现这个终极愿景?Smoley认为,“目前它还不是现实,但我们正在逐渐接近它。”

  虚拟化及其缺陷

  Forrester虚拟化分析师David Bartoletti称,在今天的企业数据中心内部,有59%的计算负载已经虚拟化,而两年前这一数字只有45%,在未来几年内,这一数字预计将会攀升至80%以上。他说,“大多数简单的工作负载已经虚拟化。”虽然总是会有一些负载只能在专门的硬件上运行才会更好,但大多数负载在虚拟化之后才能降低成本、提高效率和灵活性,因为虚拟化将计算层从硬件中抽象出来了。

  在过去的12个月到18个月内,虚拟化市场出现了剧烈的变化。VMware仍然统治着这一市场,但其他hypervisor平台也在迅速拓展份额,最明显的是微软的Hyper-V.独立分析师Zeus Kerravala发现,去年他所调查过的VMware客户中,有20%已经转向了Hyper-V.而越来越多极化的hypervisor市场也带来了新的挑战。

  例如,VMware的vMotion允许虚拟机和应用从一个虚拟化服务器集群迁移到另一个集群,但这只能在这些虚拟机和应用都运行在VMware环境中才有可能。要将活动的虚拟机跨多个不同的hypervisor进行迁移则需要更多的工具。Smoley就尝试过利用HotLink的软件来管理伟创力全球诸多地点的异构hypervisor环境。HotLink是VMware的一位前高管于2010年创办的一家创业企业。

  “最理想的目标状态就是一个数据中心拥有各种不同的硬件,所有硬件都可在一个软件层下聚合在一起,然后资源可以放置到最需要它们的所在,”Forrester的Bartoletti说。但是在一个日益复杂和异构化的hypervisor层构成的世界里,要想实现这样的愿景不是更容易,而是更困难了。

  存储虚拟化

  虽然计算的虚拟化已成为主流,但是网络和存储的虚拟化却尚未成熟。这是因为后者的实施不那么容易。

  “存储虚拟化的基本概念与计算虚拟化相似。存储不再只服务于指定的服务器,或者指定的虚拟机;软件让存储资源池化,并使得集中管理存储资源成为可能。结果是,对于虚机来说,各种异质的存储组件对外呈现为单一的资源,省去了分别管理不同存储盘的麻烦。”云存储提供商Nirvanix的CEO Dru Borden说。据他估计,只有不到五分之一的企业客户实际部署了虚拟化的存储环境,所以这个市场的增长空间很大。

  谈存储就必须谈及IOPS(每秒输入输出次数)。而一些能够将资源池化的存储hypervisor厂商在管理竞争对手的硬件时却并不太情愿提供IOPS保障。但是如果存储虚拟化厂商不能提供性能保障,企业的IT主管们也就不太情愿把他们的最关键应用托付于虚拟化存储。不过Borden认为,尽管如此,存储虚拟化的承诺依然是真实的:用普通的存储硬件取代大厂商如EMC或NetApp的专有系统,可以节省至少30%到60%的成本。

  本地存储虚拟化的一种替代方案是使用云存储,后者正是Borden掌管的Nirvanix提供的服务。客户可以选择将其本地硬件上的存储交由Nirvanix去管理,或者迁移到Nirvanix的存储云中。虚拟化数据可在本地硬件和云之间来回迁移。EMC、NetApp和其他存储巨头也提供类似的服务。Borden认为这也是存储虚拟化的一大优势,因为数据可以迁移——数据存储既可以使用内部硬件,也可以使用外部的云资源。

  但是这种方法也伴随着常见的关于云的担忧——安全和多租户风险,以及带宽需求问题等。提高价值、效率和灵敏性的可能性确实很有吸引力,但在实践中实施存储虚拟化却是说起来容易做起来难,因此市场采用率始终不高。

  网络虚拟化

  另一个更加不成熟的虚拟化技术就是网络虚拟化——它意图将所有的网元都整合在虚拟数据中心里。

  网络虚拟化的基本前提是将交换和路由控制集中,让网络更易管理、更动态、更易扩展。网络虚拟化“将极大地缩短网络资源的配置时间,在一个IT人员得花一辈子时间做事的时代,这绝对是一大优势,”VMware首席网络架构师、OpenFlow先驱之一Martin Casado说。

  虽然SDN正在兴起,但大多数企业尚未制定其SDN战略,Wiretap风投公司的SDN咨询师Matthew Palmer如是说。“客户希望在他们投入大笔资金,定制能够满足其特定需求的解决方案之前能够看到部署方面的概念验证,”他说。

  早期的SDN支持者包括支持多租户环境的云服务提供商,和概念领先的一些大企业,它们希望从中获得效益。Palmer预测,今明两年,将会有很多概念验证案例出现;2014年,甚至2015年有可能成为重要企业客户的采用之年。

  在这方面,VMware的步子迈得很快。自去年以12亿美元受够了虚拟网络公司Nicira之后,VMware前不久又宣布将把Nicira的技术整合到VMware的vCloud套件中,并推出了VMware的混合公有云服务。通过软件的升级和新的控制器,其客户不必放弃和替换现有硬件便可创建虚拟网络环境。

  云、融合带来复杂化

  如果企业不想自己把各种组件这样或者那样集成的话,他们也可以选择所谓的集装箱数据中心。这种方法的支持者们秉持一个很简单的观点:既然我们想要的只是一个系统,那为何要将设备分成计算、网络、存储、数据重复删除和WAN优化等等呢?

  融合基础设施联盟VCE的CTO Trey Layton认为,“我们已经跨过了融合基础设施技术的早期阶段。”该联盟由EMC、VMware和思科组成,专门提供融合系统。这些集装箱系统是预配置好的、安装就绪的,而且很容易通过增加更多的集装箱进行扩展。

  还有很多企业如Nutanix和Simplivity也在提供高度融合的系统,但这些系统是从零开始设计,然后集成了众多的服务,这一点与VCE的做法不同。后者的战略是将来自三家公司的产品进行优化,生成一个单一解决方案而已。

  虽然融合基础设施的易用性是一大优势,成本也不是问题,但伟创力的Smoley说:“我们最担心的还是厂商锁定。”

  即便企业能在其内部将虚拟数据中心的所有要素都成功搞定,他们最终还是会想要外部的云资源作为补充。因为有了云之后,客户就会拥有更多的选择余地,但是问题依然会有。

  云服务商Rackspace数据中心基础设施副总裁Jacques Greyling说,云对于有需求峰值的动态工作负载来说是再合适不过了,因为可以很容易地按需迅速地增加运行的服务器,或者解除运行。而静态的和敏感的工作负载则应在一个可管理的托管环境中专为个别客户所指定的基础设施上运行。当然,任何规则都有例外。举例说,Netflix的大多数关键任务视频流服务就是在亚马逊AWS云上运行的,其实有很多Web创业企业都是依靠AWS云而生存的。

  不过Greyling也表示,支持混合云连接这一终极愿景的技术在动态扩展上依然存在一些问题。这一技术需要在网络拓扑上做出重大改变,Rackspace正在通过实施软件定义网络功能来解决这一问题。这么做可以为个别客户轻松创建VLAN,同时又能彼此隔离。再加上通用管理平台——Rackspace用的是OpenStack,便可跨接客户的现场和Rackspace的云,这种混合云模式正开始成为现实。

  前景光明

  尽管存在诸多挑战——虚拟化管理,融合基础设施,云——企业还在朝着虚拟数据中心方向迈进。以迈阿密一家中等规模的律师事务所为例,其IT经理Michael Ferguson两年前就已经开始采用计算和存储虚拟化了。

  这虽然不能算是完美的终极愿景,但已经极大地简化了IT管理工作。他如今可以使用VMware vCenter一个屏幕便可集中控制所有的服务器,而他的虚拟化存储阵列采用存储hypervisor平台厂商DataCore的SANSymphony,创建了一个高可用环境,并配备了异地托管的灾备系统。“两年后,我已经收回了投资,并获得了收益,”Ferguson说。而他自打系统安装以来还从未买过一台新服务器,但公司却一直在不断的扩张和成长中。

  责任编辑:GOCN

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