軟件定義超融合系統(tǒng)在信息化建設(shè)中的應(yīng)用

　　摘要：從互聯(lián)網(wǎng)到數(shù)據(jù)中心再到移動(dòng)設(shè)備，IT已成為推動(dòng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的基礎(chǔ)架構(gòu)。一直以來(lái)都將基礎(chǔ)設(shè)施看作是硬件，現(xiàn)在可能需要重新考慮這個(gè)問(wèn)題了。作為院校，信息化管理人員少、后續(xù)資金投入少。由于信息化、智慧校園建設(shè)的需要，信息化在以信息中心為運(yùn)營(yíng)維護(hù)單位、多套業(yè)務(wù)系統(tǒng)及智慧校園不斷推進(jìn)深入的同時(shí)，來(lái)滿足服務(wù)器計(jì)算資源的龐大消耗以及存儲(chǔ)需求的不斷激增。出于投資保護(hù)、原有設(shè)備利舊以及全校生產(chǎn)、測(cè)試環(huán)境的統(tǒng)一管理和調(diào)配等綜合考慮，必須針對(duì)數(shù)據(jù)中心重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和布局。超融合的出現(xiàn)給數(shù)據(jù)中心建設(shè)帶來(lái)了革命性的變化，使傳統(tǒng)PaaS層硬件基礎(chǔ)架構(gòu)的方式發(fā)生了根本的變化：由原先的存儲(chǔ)、服務(wù)器及交換等設(shè)備的堆疊到軟件定義的存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算服務(wù)的超融合節(jié)點(diǎn)。軟件的崛起，逐漸成為現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心真正的終結(jié)者。
　　關(guān)鍵詞：超融合；軟件定義；數(shù)據(jù)中心
　　中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2019）06-62-5

　　0引言
　　傳統(tǒng)IAAS層提出的所需資源能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)化和自動(dòng)化：要以一種便于使用的服務(wù)來(lái)提供，而不是以傳統(tǒng)IT項(xiàng)目來(lái)提供。這種轉(zhuǎn)變正在計(jì)算領(lǐng)域以一種勢(shì)不可擋的勢(shì)頭順利推進(jìn)。通過(guò)服務(wù)器虛擬化替代服務(wù)器硬件被看做轉(zhuǎn)型的第一步。這種方法提供了新的、更加強(qiáng)大和靈活的方式來(lái)利用和優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的資源[1]。
　　同時(shí)，數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)亦面臨多重挑戰(zhàn)。首當(dāng)其沖的是如何在滿足不斷激增的應(yīng)用和存儲(chǔ)需求的同時(shí)，滿足客戶的SLA。其次，存儲(chǔ)廠家的兼容性和封閉性是故障排除的關(guān)鍵，通常需要資深管理人員的支持。再次，如何花費(fèi)更少的時(shí)間，使用更少的成本來(lái)滿足業(yè)務(wù)部門(mén)的SLA需要，在滿足策略控制的前提下，簡(jiǎn)化和自動(dòng)化管理流程，并確保服務(wù)在線和流暢，成為信息主管部門(mén)在存儲(chǔ)領(lǐng)域的關(guān)注點(diǎn)[2]。
　　1軟件定義超融合系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)
　　信息化的迅猛發(fā)展，計(jì)算及存儲(chǔ)資源呈幾何級(jí)爆發(fā)式增長(zhǎng)，大家都在被迫尋找能夠以較少的成本獲得更多計(jì)算和存儲(chǔ)資源的方法。在降低人力成本支出的同時(shí)，對(duì)各種設(shè)備解耦合，以防被設(shè)備廠家捆綁。追求以極小的代價(jià)來(lái)管理更多的設(shè)備[3]。
　　軟件定義數(shù)據(jù)中心超融合的存儲(chǔ)旨在通過(guò)主機(jī)與底層硬件集成并對(duì)其進(jìn)行抽象化處理的軟件層，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)服務(wù)和服務(wù)級(jí)別協(xié)議的自動(dòng)化。所有一切都需要通過(guò)軟件進(jìn)行資源的調(diào)度和再配置。既可以動(dòng)態(tài)滿足虛擬機(jī)存儲(chǔ)要求，無(wú)需按照傳統(tǒng)方式重新配置存儲(chǔ)區(qū)域或卷，也可使虛擬機(jī)不去關(guān)注底層存儲(chǔ)的掛載和配置，專注于存儲(chǔ)的使用[4]。
　　2在信息化建設(shè)中的應(yīng)用
　　2.1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)架構(gòu)面臨的問(wèn)題
　　隨著智慧校園等信息化應(yīng)用建設(shè)的不斷深入，所需的計(jì)算及存儲(chǔ)資源不斷被要求置留，一方面為承載信息化服務(wù)所需的基礎(chǔ)軟硬件種類與數(shù)量不斷增加，復(fù)雜度也隨硬件堆疊層數(shù)的增加呈幾何級(jí)增加；另一方面，數(shù)據(jù)中心內(nèi)軟硬件的運(yùn)行情況和學(xué)校各部門(mén)業(yè)務(wù)的捆綁越來(lái)越緊密，數(shù)據(jù)中心軟硬件的運(yùn)行和使用直接影響業(yè)務(wù)的開(kāi)展，同時(shí)對(duì)學(xué)校數(shù)據(jù)中心的安全、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)管理提出的要求也越高[5]。
　　早期，學(xué)校應(yīng)用系統(tǒng)的上線運(yùn)行基本都沿用傳統(tǒng)服務(wù)器+應(yīng)用+外掛存儲(chǔ)的方式解決[6]。通過(guò)不斷地購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器和存儲(chǔ)來(lái)解決不同應(yīng)用的上線問(wèn)題，導(dǎo)致計(jì)算資源嚴(yán)重浪費(fèi)，存儲(chǔ)資源重復(fù)投入，設(shè)備耦合度越來(lái)越高。而多種品牌、多型號(hào)的節(jié)點(diǎn)部署方式也給業(yè)務(wù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性帶來(lái)了很大的不確定性。機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的繁雜性、多頭管理性、分散性和無(wú)序性，導(dǎo)致管理成本不斷提高，管理人員疲于各種操作和調(diào)整，效率低下[7]。
　　同時(shí)，集中存儲(chǔ)在擴(kuò)容時(shí)可能面臨被存儲(chǔ)硬件廠商綁架，喪失議價(jià)能力情況�？偨Y(jié)得出數(shù)據(jù)中心面臨的主要問(wèn)題有：①計(jì)算資源利用率低，資源重復(fù)投資；②統(tǒng)一運(yùn)維管理壓力大；③存儲(chǔ)資源利用率低，無(wú)法水平或垂直擴(kuò)展，擴(kuò)容受制于前期硬件廠家[8]；④存儲(chǔ)無(wú)法隨應(yīng)用SLA調(diào)整；⑤總體擁有成本居高不下[9]。
　　一方面是指數(shù)級(jí)上漲的需求，另一方面是使用管理問(wèn)題呈現(xiàn)出巨大的壓力。如何將壓力轉(zhuǎn)換為解決問(wèn)題的動(dòng)力，必然導(dǎo)致新技術(shù)的產(chǎn)生。軟件定義的數(shù)據(jù)中心超融合系統(tǒng)，即所有的基礎(chǔ)設(shè)施都被虛擬化，并以服務(wù)的形式提供，對(duì)數(shù)據(jù)中心的控制完全由軟件自動(dòng)化完成，能夠完全和硬件融合[10]。
　　軟件定義的數(shù)據(jù)中心超融合系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行和管理模式。數(shù)據(jù)中心已經(jīng)轉(zhuǎn)由運(yùn)行在基于x86服務(wù)器的虛擬化軟件管理，這種轉(zhuǎn)變提供了極大的靈活性和控制性，同時(shí)提高了效率，使數(shù)據(jù)中心從各廠家的緊耦合中解脫出來(lái)，大大降低了成本。軟件定義數(shù)據(jù)中心最關(guān)鍵的組成部分是計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)。
　　計(jì)算虛擬化已經(jīng)非常成熟和廣泛，而存儲(chǔ)虛擬化相對(duì)于軟件定義的數(shù)據(jù)中心則稍顯滯后。VMware，Nutanix，Citrix以及華為等在服務(wù)器級(jí)別先進(jìn)的技術(shù)正在促成一種新的存儲(chǔ)模式———軟件定義的存儲(chǔ)（SDS）。
　　在控制層面和數(shù)據(jù)層面進(jìn)行虛擬化是SDS的核心原則，通過(guò)軟件并基于x86服務(wù)器平臺(tái)的虛擬化層來(lái)交付存儲(chǔ)資源是SDS的另外一個(gè)核心原則。同時(shí)，外接存儲(chǔ)仍然在企業(yè)存儲(chǔ)資源中扮演非常重要的角色。所以，把服務(wù)器直連存儲(chǔ)和匯聚在虛擬化層的外接存儲(chǔ)結(jié)合，建立一種可擴(kuò)展、高性能且高可靠的存儲(chǔ)架構(gòu)，可以獲得最高的性價(jià)比，這將輕松解決困擾數(shù)據(jù)中心及信息化管理人員面臨的擴(kuò)容和異構(gòu)問(wèn)題[10]。
　　不僅如此，軟件定義數(shù)據(jù)中心計(jì)算資源的自由調(diào)配———可熱添加和刪除CPU資源；存儲(chǔ)管理的簡(jiǎn)化———按虛機(jī)的存儲(chǔ)管理和基于策略的存儲(chǔ)自動(dòng)化；降低擁有成本———自由選擇存儲(chǔ)選項(xiàng)（SAN，NAS，DAS），提高存儲(chǔ)的效率和敏捷性；端到端的SLA交付———虛擬化管理程序存儲(chǔ)抽象化，可獨(dú)特地匹配虛擬機(jī)要求與硬件功能。這些都為軟件定義數(shù)據(jù)中心的落地提供可期的前景[11]。

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