数据中心需求分析

第1章总述

为进一步推进信息化建设,以信息化推动股份有限公司业务工作的改革与发展,需要建设股份公司的新一代绿色高效能数据中心网络。

1.1 数据中心建设需求

1.1.1 传统架构存在的问题

现有数据中心网络采用传统以太网技术以及X86服务器构建,随着各类业务应用对IT需求的深入发展,业务部门对资源的需求正以几何级数增长,传统的IT基础架构方式给管理员与未来业务的扩展带来巨大挑战。具体而言存在如下问题:

●维护管理难:在传统构架的网络中进行业务扩容、迁移或增加新的服务功能越

来越困难,每一次变更都将牵涉相互关联的、不同时期按不同初衷建设的多种物

理设施,涉及多个不同领域、不同服务方向,工作繁琐、维护困难,而且容易出现

漏洞与差错。比如数据中心新增加一个业务类型,需要新采购服务器,从选型到

采购有一个漫长的周期,将新服务器设置完成,安装完必须的OS与补丁以及应

用软件,又就是一个过程,将服务器上线需要配合网络管理员调整新的应用访问控制需求,此时管理员不仅要了解新业务的逻辑访问策略,还要精通物理的防火

墙实体的部署、连接、安装,要考虑就是增加新的防火墙端口、还就是需要添置

新的防火墙设备,要考虑如何以及何处接入,有没有相应的接口,如何跳线,以及

随之而来的VLAN、路由等等,如果网络中还有诸如地址转换、7层交换等等服

务与之相关联,那将就是非常繁杂的任务。当这样的IT资源需求在短期内累积,

将极易在使得系统维护的质量与稳定性下降,同时反过来减慢新业务的部署,进而阻碍公司业务的推进与发展。

●资源利用率低:传统架构方式对底层资源的投入与在上层业务所收到的效果很

难得到同比发展,最普遍的现象就就是忙的设备不堪重负,闲的设备资源储备过

多,二者相互之间又无法借用与共用。最常见的现象就就是有些服务器CPU利

用率持续饱与,而有些服务器则利用率过低,资源无法得到有效利用。这就是由于对底层IT建设就是以功能单元为中心进行建设的,并不考虑上层业务对底层

资源调用的优化,这使得对IT的投入往往无法取得同样的业务应用效果的改善,

反而浪费了较多的资源与维护成本。

●服务策略不一致:传统架构最严重的问题就是这种以孤立的设备功能为中心的

设计思路无法真正从整个系统角度制订统一的服务策略,比如安全策略、高可用

性策略、业务优化策略等等,造成跨平台策略的不一致性,从而难以将所投入的

产品能力形成合力为上层业务提供强大的服务支撑。

因此,按传统底层基础设施所提供的服务能力已无法适应当前业务急剧扩展所需的资源要求,本次数据中心建设必须从根本上改变传统思路,遵照一种崭新的体系结构思路来构造新的数据中心IT基础架构。

1.1.2 数据中心目标架构

显著简化的架构

数据中心需要大大简化当今服务器与网络部署的方式。将交换资源集中在一起,通过消除刀片机箱内部的交换,减少了网络接入层分段。采用了统一阵列,在一个联合基础设施上传输局域网、存储与高性能计算流量。这一方法能够整合或完全消除多个服务器适配器、机箱交换机、线缆及其它外围础设施。这种简化相比传统计算环境,可将支持基础设施所需的电源、冷却、管理与安全设备减少一半。

利用简化与嵌入的管理功能,数据中心管理员现在可以在一个作为统一计算中枢系统的统一管理域内,实现集中管理。嵌入式设备管理软件可以将一个拥有数百台服务器与数千台虚拟机的系统作为一个高度可用的联合系统来管理。这种嵌入式方法使多个管理员角色能够在管理基础设施及其策略方面实现动态交互。现在,管理员可以整合所需的一切基础设施策略,将应用部署到被称作服务配置文件的可重复移动结构中。这一结构可以有效改进IT生产率与业务灵活性。现在,基础设施可以在数分钟内配置完成,而不必再花费几天的时间,从而让IT部门能够将工作重点从维护转向战略性工作。

针对虚拟化的端到端优化

统一计算架构已针对从处理器到汇聚层的整个虚拟化环境进行了优化。最新工业标准技术可带来更出色的虚拟化性能,卓越的可扩展性与增强的灵活性。在服务器中,通过平衡CPU与I/O能力,同时提高内存容量,每服务器可以托管比以往更多的虚拟机。通过向虚拟机提供网络策略与安全性的可见性与可移植性,可在物理与虚拟环境之间实施一致的运营模式。结合嵌入式管理与服务配置文件结构,这一自动化功能可提高响应能力,减少人为错误出现机会,提高一致性,并缩短服务器与网络部署时间。

不断满足未来需求的架构

统一计算架构为数据中心提供了充足的扩展空间,同时能够支持未来的技术发展。统一计算元件经过预先设计,能够支持未来技术,例如未来将推出的4万兆以太网。该架构的简单性使得数据中心能够不断扩大规模、提高性能与增加带宽,而不会像旧平台一样出现复杂性的增加。这一方法可帮助提高当今的ROI,同时保护长期投资。

1.2数据中心设计目标

在基于思科统一计算设计框架下,新一代数据中心应实现如下设计目标:

●简化管理:数据中心物理设施的复杂度降低,能够最低限度的减少了物理资源的

直接调度,使维护管理的难度与成本大大降低。

●高效复用:使得物理资源可以按需调度,物理资源得以最大限度的重用,减少建

设成本,提高使用效率。即能够实现总硬件资源占用量降低了,而每个业务得到

的服务反而更有充分的资源保证了。

●策略一致:降低具体设备个体的策略复杂性,最大程度的在设备层面以上建立统

一、抽象的服务,每一个被充分抽象的服务都按找上层调用的目标进行统一的规

范与策略化,这样整个IT将可以达到理想的服务规则与策略的一致性。

1.3 数据中心技术需求

下一代数据中心应被视为一个跨越所有单一技术领域的一体化的、集成的设计。通过在一个高度可用的联合系统中整合计算、网络、存储访问与虚拟化功能,实现灵活的数据中心自动化,进而降低成本与提高灵活性。要实现上述目标,必须对IT基础架构提出以下要求:

降低总体拥有成本(包括前期投资开支与后期运营开支);

通过减少管理点数量,大大简化管理难度;

通过将整合多个物理服务器到一个物理服务器大幅降低软硬件成本;

通过在一个高度可用的管理域中运行物理服务器与大量虚拟机,在不增加复

杂性的前提下,实现可扩展性;

每个服务器的平均利用率从5％-15%提高到60%-80%;

降低运营成本,包括数据中心空间、机柜、网线,耗电量,冷气空调与人力成本。

通过加快基础设施配置来支持虚拟化与非虚拟化环境,提高数据中心员工的

工作效率

部署时间从小时级到分钟级,服务器重建与应用加载时间从20-40 hrs

=>15-30 min, 每年节省10,000 人/小时(300台服务器);

原来硬件维护需要之前的数天/周的变更管理准备与1 - 3小时维护窗口,现在

可以进行零宕机硬件维护与升级。