云计算架构的设计原则

云计算架构的设计原则

关于“架构”概念的介绍，包括：

•“事物的组织、结构或格局。” -- 《现代汉语大词典》

•“建筑的科学或艺术。”-- 《牛津辞典》

•“①建造，构筑；②框架，支架。-- 《新华词典》

古罗马建筑师维特鲁威提出架构的概念：架构是由功能（实用）、美感（美观）和结构（坚固）这些元素组成的。

企业IT 架构的设计不仅仅是注重某一个系统能力，更需要给企业一个可进化的、可持续发展、不断创新的平台。业务持续变更将成为“新常态”。架构师们既需要满足企业IT 中高可靠、高安全、一致性、合规性要求，有需要满足创新IT 所需要的灵活、快速、伸缩的挑战。

Gartner 给企业新的IT 架构的标准答案是：双模IT。既需要兼顾传统IT 需求（稳定、合规、可靠）、有需要满足创新IT 的需求（敏捷、试错、快速迭代）。但是没有适合解决所有问题的万能药（No More One Size Fits All）。现实的问题是双模IT 需要怎样的新型的IT 架构来实现呢？

企业需要具备优秀的云架构师，来帮助实现企业双模IT 架构云化转型。那么企业云架构师需要哪些必要的基本原则呢？下面我来整体介绍下。

原则一：不要与趋势为敌

Gartner 报告分析全球数据中心平均资源利用率不到12% ，麦肯锡（McKinsey）认为可能更低，大约在6%。企业自建数据中心普遍面临平均资源利用率不高、能耗过大、资源弹性无法快速等问题。云计算出现，无疑是给企业用户带来的巨大的红利，可以让客户不用再承担不必要的资源成本，按照实际计算需要来消费IT。云计算已经覆盖了几乎所有的行业，企业对云计算的接受度、信任度，相比于前几年也已经有了明显的增长。

在风口（趋势）面前，所有的阻力都显得会非常无力。几组数据将显示出云计算的整体趋势：

1.公有云进入快车道，逐渐成为主流：Gartner 数据显示，2016 年全球IaaS 投入增长为38.4%，

达到了224 亿美元，并预计到2020 年，全球IaaS 投入将增至560.5 亿美元，复合年增长率将达到29%。

2.企业自建数据中心不断减少：Gartner 预测未来企业数据中心将会不断消失，逐渐会向公有云上

迁移。

3.公有云和企业IT 会长期并存，形成混合云形态：根据Gartner 预测，在2017 年全球公有云服

务市场规模预计增长18%，相比2016 年的2092 亿美元，总数将达2468 亿美元。但相比全球总的IT 开销来看，全球3.8 万亿美元的IT 总开销相比，还只是刚刚起步。长期开看，企业自有IT 和公有云会长期并存，形成混合云形态。

原则二：混合云成为必然

企业架构师需要具备双模IT 的思想，双模IT 的实现基础是混合云架构。根据IDC 的预测，未来3 年内将会有超过80% 的企业会采纳混合云模式部署，大幅推动组织变革和业务创新。混合云成为企业必然的选择：

1.私有云部分负责承担关键业务、敏感数据、合规性要求、交易型平台。

2.公有云部分负责承担交互类应用、创新类业务、数字化业务服务等

3.私有云和公有云之间可以进行平滑的负载迁移，在私有云高负载的情况下，部分业务可以平滑迁移

到公有云部署；公有云业务随着企业管控要求，可以随时回归到私有云环境中；公有云和私有云可以进行混合型业务部署，私有云承担关键业务交易，公有云承担读写分离式的查询业务（类似于12306）。

原则三：打通任督二脉

另一方面从企业应用特点来看，企业IT 系统的架构形态两极化发展：一种是状态要求高的交易型应用；另一种是系统状态要求低的交互型应用。交易型的强状态或重状态应用则往往对数据的一致性有很高的要求。交互型的无状态或弱状态应用特点，通常业务链条都比较短，数据不需要强一致性保存。

所以一个优秀的云架构师需要能够很好的适应不同需求，来选择一个打通任督二脉的云服务平台，既可以提供无状态化的云服务（MySQL、Sharding、NoSQL、Hadoop）、又可以提供重状态化的云服务（Oracle RAC）。这样在应用架构设计时才可以更好的兼顾企业混合型应用需求。

原则四：开放自由的选择能力

对于上云的客户，最担心的就是上云被绑架的问题，上云后下不来。作为云架构师，需要给企业选择和构建一个上下自如的云平台。可以把企业各类负载（数据库、中间件、虚拟化、数据同步等）平滑迁移上云，也可以在峰值过后，平滑地回退到企业自由数据中心中来。而不需要额外的应用代码修改，这才是混合云架构的关键所在。

另一方面，单纯依靠远程云端部署的计算和存储能力很难满足企业的全部需求，我们看到很多大中型企业对云计算还有以下几个方面的要求：

数据主权

•要遵循合规性、法律和隐私方面的要求。

•敏感数据本地保存。

•符合其它安全保密规范要求。

控制权

•对关键业务系统要保持100% 的可控。

•有自己的防火墙、负载均衡器、硬件VPN 等。

•非常高的SLAs 要求。

低延迟

•与后端mainframes, databases, ERPs 等需要近乎零的低延迟链接。

•专用的基础设施可以提供更低的延迟。

自主选择

•在本地运行云。

•按需在公有云或本地私有云中运行。

•无论公有云还是私有云，要有相同的体验。

所以，云架构师需要能够根据企业应用特点，来自由地选择应用的部署模式，可以采用一套软件开发后，自如的选择在公有云部署、私有云部署、混合云部署等多种形态，业务负载可以按需平滑的迁移（无需应用修改）。这样才是企业追求的混合云的终极目标：虚拟化数据中心。

原则五：高可靠

可靠性设计永远是架构师需要考虑的主要因素之一。在企业自有数据中心上，大型IT 系统经常会谈到“两地三中心”架构(即生产数据中心、同城灾备中心、异地灾备中心)。这种模式下，主要设计目标是防范各种级别的故障隔离。所以MAA 最大可用性架构(Max Availability Architecture ) 是高可用追求的理想目标。