软件定义数据中心及其自然演变法则

软件定义数据中心及其自然演变法则胡经国本文作者的话本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。现作为云计算学习笔录，奉献给云计算业外读者，作为进一步学习和研究的参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！下面是正文一、软件定义数据中心概念的提出随着大数据和云计算的蓬勃发展，软件定义数据中心等新概念横空出世，让大家看到了下一代数据中心的雏形。软件定义数据中心这一概念的提出，让数据中心这个统一的数据中心平台，将凭借前所未有的自动化、灵活性和效率，帮助用户实现IT交付方式的转变。不得不承认，现如今软件已经渗透到我们生活的每个角落，成为日常生活的组成部分之一。软件无处不在。在潜移默化之中，改变着身边几乎所有的生意模式。它让业务更便捷、更智能。当然，软件也实实在在地改变着我们的数据中心。下一代数据中心，毫无悬念会是软件定义下的数据中心。那么，在未来，又将如何来提升软件定义数据中心的能力，从而真正展现出数据中心的价值呢？为此，有关人士访问了VMware大中华区技术总监张振伦先生，就相关话题进行了进一步的探讨。二、数据中心的自然演变法则随着云计算的兴起，数据中心服务急切地想摆脱专用硬件的束缚，从而摆脱传统IT复杂而不灵活的困境。数据中心从开始的电脑机房、信息中心演变到现今，演变成可以通过软件定义的数据中心。从这个发展过程中足以看出，在软件定义的趋势下，整个数据中心的每个组件都可以做到“软件化”。张振伦表示，虽然在数据中心中硬件的投入占有巨大比例，但是其所承载的应用才是用户所关注的。硬件的性能与应用的性能，无法直接地做到有效对应，这也是从业者需要考量的问题。所以，急需在硬件完善的基础上，实现应用的完美匹配。”从以前以硬件为主的数据中心，到如今软件定义的数据中心，不止是从业者在看待问题时的角度发生了改变，而且也是顺应潮流与趋势在提升着自身的能力。对于用户来说，尤其是企业级用户，数据中心的演变并不是一蹴而就的。在以前，企业的应用相对简单，所应对的信息量也不大，每个应用所属的硬件平台是以“各自为政”的方式配置的。这在当时的数据量与应用模式下，并没有什么问题。但是渐渐地，随着技术的成熟以及IT在企业运营中所能涉及的领域越来越多，IT的复杂度也在与日俱增。而互联网时代的到来，则彻底冲击了数据中心的原始形态。张振伦表示，随着互联网对于企业经营的影响力日益增大，巨量的数据与丰富的应用支撑，让越来越多的用户感觉到作为底层支持的数据中心，其核心能力是要能拥有良好的弹性、稳定性、安全性和可扩展性。而这些需求最终汇总成了下一代数据中心（NGDC，NextGenerationDataCenter）的设计。与此同时，云计算的理念也悄然兴起。如今它已经是公认的迄今为止最有效、恢复能力最强和最经济高效的IT架构与发展理念。在这一过程中，VMware凭借多年来对数据中心的观察，以及其在服务器虚拟化领域的深厚积累和长年经营的感悟，于2012年率先描绘出了软件定义数据中心（SDDC，SoftwareDefinedDataCenter）的蓝图，找出了云计算落地的真实可行的路线图。张振伦强调，这背后是一个清晰的关联逻辑——用户的需求带动云计算这一自动化资源供给的理念，而SDDC则是在数据中心级别上实现这一理念最理想的载体。从某种角度上讲，SDDC是VMware针对业界对于NGDC的猜想所给出的切实的答案。三、软件定义数据中心的核心理念1、传统企业IT基础设施存在的问题传统企业IT基础设施存在着很多棘手的问题：管理和维护费用过高，导致用于创新的资金很少；应用和定制太多，设施升级非常困难；服务器未能得到充分利用，资源严重浪费；网络与存储僵化而复杂，效率也未得到充分发挥；而大量并没有物尽其用的IT设备，也让电源和散热成本不断无谓上升；在满足关键工作负载的服务等级协议方面，力不从心；资源的管理受限于物理设备的隔阂，而不能灵活调动，从而无法迅速实施新项目，上线新的业务；法规遵从方面的要求与日俱增，基于人工的管理模式已经疲于奔命；随着基础设施规模的不断扩大，以及移动智能设备的不断接入，面临着越来越严峻的病毒和入侵的安全隐患……这些问题都是新一代数据中心所要急需解决的。2、用软件来解决问题从服务器虚拟化发展而来的VMware，从一开始就专注于用软件来解决问题，而其在服务器虚拟化方面的实践与积累，以及在市场上的统治地位，也为其在云计算领域的发力提供了坚固而有力的支持。张振伦表示，在数据中心里并不仅仅是服务器，网络、存储与安全都是非常重要的组成部分。所以，要想实现SDDC（软件定义数据中心），服务器虚拟化只是其中之一”。最早，VMware基于服务器虚拟化提出了所谓的虚拟数据中心（VDC，VirtualDataCenter）的概念。它从本质上实现了数据中心计算资源的整合。但是，计算资源要与相应的网络和存储资源整合才能被上层应用所利用。这就是一个必要的垂直堆栈的概念。不管是物理环境还是虚拟环境，这个应用堆栈的模型都是存在的，只是资源的属性有所不同（虚拟的还是物理的IT资源）。因此，VMware意识到，虚拟化只存在于服务器中，并不能实现真正的SDDC。只有像服务器虚拟化那样，将所有的IT基础设施的硬件资源抽象出来，在管理软件层面进行汇总，才能真正在虚拟空间中打通整体的应用堆栈；而将硬件的资源与功能抽象出来的工作，就是“软件定义”。3、软件定义数据中心的核心理念VMware是SDDC的率先倡导者，并且也在不断致力于将数据中心整体的基础设施进行“软件定义”。⑴、池化的概念在SDDC中，硬件基础设施只负责最终的数据执行（运算、传播、存取）；而其整体的资源容量和管理功能，则向上汇总至软件定义的控制层。这就形成了一个虚拟的基础设施平台。在这一平台中，计算、网络与存储的资源都是各自融合的，这就是池化的概念。⑵、软件定义数据中心的目的SDDC所要达到的目的就是：针对不同的应用需求，即时地抽调计算资源池、网络资源池、存储资源池中的资源，组合成相应的应用堆栈。可见。在虚拟空间里，这种资源整合与组装的速度是传统数据中心所不能比拟的。⑶、软件定义数据中心核心理念的表述张振伦强调，SDDC真正做到了数据中心IT资源与IT硬件的分离，从而可以实现更高的资源利用率、更快的资源调用、更灵活而自动的资源组合、更便捷的法规遵从以及更为安全、高效的全局管理。显然，这就是一个理想的云基础平台了。它将确保企业在未来更激烈的商业竞争中，具备与之相匹配的IT支撑能力与可拓展空间。可以说，这就是SDDC的核心理念，也是VMware努力的方向。因此，VMware近几年陆续推出了：软件定义网络虚拟化技术NSX与软件定义存储技术VSAN，将SDDC的核心基础设施一网打尽。四、从硬件为软件定义数据中心做好准备1、硬件平台与软件定义之间的微妙关系目前，VMware在SDDC上投入了大量的人力物力。但是，张振伦指出，想要使SDDC更好地发挥出其“威力”，就需要在基础硬件方面得到更好的支持。不过，这可能是很多用户所忽视的。换句话说，虽然SDDC看似凌驾于硬件之上，但是硬件的能力也将直接影响SDDC的实际表现。不久前，英特尔提出了软件定义基础设施（SDI，SoftwareDefinedInfrastructure）的概念，似乎正与这种认识相呼应。其实，远在SDDC提出之前，我们就能体会到硬件平台与软件定义之间存在的微妙关系。而在VMware具体实施SDDC战略的过程中，硬件厂商对于为VMware提供的帮助不止是在硬件方面，甚至可以理解为这是一种精神层面上的支持。2、VMware与英特尔强强联手张振伦表示，一开始在VMware做服务器虚拟化的时候，对于VMware来说这是一个很大的挑战。因为，在服务器CPU层面上根本不支持虚拟化。所以，英特尔在这方面的贡献可想而知。SDI（软件定义基础设施）的推广，正是和SDDC相辅相成的。事实上，自从新一任CEOPatGelsinger上任之始，就明确表达了对于英特尔处理器的重视。并表示，未来VMware的重点研发，也将首先基于英特尔平台进行。如今，英特尔在CPU、I/O和网络等方面，都进行了虚拟化的处理。在很多基础设施层上，都可以进行虚拟化调用。同时VMware也在积极参与到英特尔下一代CPU产品的研发。通过广泛的合作，使得VMware与英特尔无论是在产品层面上还是在技术层面上，二者都可以得到很好的互补，并且充分发挥出其威力。换句话说，从某种角度上讲，可以认为，VMware和英特尔正在强强联手，促成了SDDC领域的发展与变革。VMware的EVO:RAIL，是SDDC理念在系统层级上的体现。其每个节点的标准配置为2个英特尔E5-2620v26核处理器（可同步升级至新发布的E5v3平台）与192GB内存。除此之外，整机柜设计的EVO:RACK，也全部基于英特尔“至强平台”展开设计。不久前举行的VMworld2014大会上，VMware正式发布了基于“至强平台”的“超融合系统”（Hyper-ConvergedSystem）EVO家族，以“至强E5”为核心，提供服务器虚拟化、网络虚拟化和存储虚拟化的全面的软件定义平台，以加速SDDC的在市场中的普及。五、去IT化的未来：就像傻瓜相机1、SDDC发展的终极目标：去IT化展望SDDC的发展，在VMware眼中，其终极的目标是去IT化。猛听起来这似乎有些不可思议，但是在张振伦看来却合情合理。其实，除了那些靠IT吃饭挣钱的公司，IT对于很多企业是一个迫不得已要具备的能力。在现实生活中，我们对于很多工具就是拿来即用，甚至越傻瓜越好。如果你把IT理解为这样的一种工具，那么所谓去IT化也就是尽量的IT傻瓜化，让企业觉得稀松平常，不再把它当回事。2、为软件定义而优化的硬件这一想法显然是美好的，但是要实现起来绝非易事。如同傻瓜相机一样用起来简便，但是对于相机厂商来说则要付出更多的努力。要预设好各种参数以应对不同的拍摄场景。当你按下快门的那一刹那，相机内部就开始根据各种预设的脚本、策略、配置进行飞快的处理；最终在极短的时间内把相片成像，并保存到存储卡中。这一流程像不像绝大多数企业对于IT的要求呢？因此，用户用起来越简单，方案提供商的付出也就越多；而这也是VMware和与其合作厂商的使命