作者 edwardwu·2020-05-29 14:27

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企业数据中心“云化”的5个要点与解决方案

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本文章全文约 5000 字，阅读约需 7 分钟， 以下为正文。

数字化转型正在对企业产生深远影响，面对业务数字化、互联网化、智能化对企业数据中心在性能、敏捷性、总拥有成本等方面提出的更高要求，传统数据中心已愈发难于应对。通过“云化”完成数据中心现代化转型，从而支撑业务创新已经成为业内共识。

在《[超融合正在成为构建私有云“基石”的主流方案，但其中关系你是否了解？](https://www.smartx.com/blog/2020/05/hci-private-cloud/)》一文中，我们曾介绍了私有云的方案的主要构成，并说明了企业数据中心 IaaS “云化”转型的重要性，本篇文章将进一步探讨企业数据中心成功实现 IaaS 升级的一些关键要素和实现方案。

### **如何定义企业数据中心“云化”成功？**

面对市场上诸多的产品与方案，很多用户在自身的企业数据中心“私有云”转型的过程中，都希望确认自己选择的技术路线的是否正确、合理。 针对这个问题，知名权威机构 Gartner 在 __China Summary Translation: ‘Rethink Your Internal Private Cloud’中针对全球以及中国的私有云建设给出了很多有价值的观点。其中首要的结论就是：“Many organizations claim to have adopted an internal private cloud. However, the definition suffers from being widely misused. ”（许多组织宣称自己采用了私有云，然而这个定义实际正在被错误的使用），其中很多用户将使用 OpenStack 或仅完成了虚拟化改造理解为实现了私有云改造。为此，Gartner 在文中给出了以下初步的定义。

[![企业数据中心云化方案](https://www.smartx.com/media-blog/data-center-cloud/1.png)](https://www.smartx.com/media-blog/data-center-cloud/1.png)

以上内容引言自 Gartner “Rethink Your Internal Private Cloud”

实际上，不同于公有云用户只需关注资源使用和付费，私有云不仅要求资源交付上需具备可扩展、弹性的能力，更大的挑战还来自于：整体方案从规划、部署到交付、运维各个环节都需要符合以下核心要求：

1. **按需投资：**可以根据业务实际需要进行不同层面以及不同规模的按需投资。例如 IaaS 层和 PaaS 层的分阶段构建，IaaS 层中管理平台和资源池的分别构建，以及资源池根据业务情况的逐步扩容；
1. **快速上线：**私有云不仅要求资源的快速交付，还要求支持业务系统的自动部署及便捷的线上扩容；
1. **运维简单：**私有云场景下，企业既是使用方同时也是营运方，运维人员是非常有限的。因此，私有云的运维应尽可能简单，同时保证系统复杂性不随系统规模扩大而大幅增加。这样可以避免复杂的运维成为业务快速增长的瓶颈，以及对系统的稳定性带来隐患；
1. **生产就绪：**当用户进行私有云化改造的时候，通常只关注了功能特性，而忽略了私有云最终是要承载生产业务，才能真正实现的企业数据中心“云化”转型目标。因此，方案乃至供应商服务的“生产就绪“能力可以保障架构转型可持续、深入地进行，而不是仅停留在实验阶段；
1. **成本合理：**所有的转型最终都需要以经济效益衡量。私有云方案不仅需要关注采购成本，还要关注使用成本、维护成本以及软硬件维保和升级等各方面成本。

企业数据中心转型只有全面符合以上要求，才能被认为初步实现了“云化”的目标。

### **企业数据中心“云化”的转型要点**

如果希望通过 IT 基础架构升级全面满足以上的需求，使用传统的架构或者仅通过增加云管理的部分都是远远不够的，例如在<<中国银行业信息科技“十三五”发展规划监管指导意见>>中，对银行数据中心云化转型提出了以下更全面要求：

1. 适应互联网环境下计算资源弹性变化和快速部署等需求；
1. 开展云计算架构规划，制定云计算应用策略；
1. 探索构建私有云平台，采用成熟度高、开放性强的计算虚拟化、容器虚拟化、分布式存储、网络虚拟化等技术；
1. 建立资源池，形成资源弹性供给、灵活调度和动态计量的私有云平台；

……

而结合相关行业报告与大量用户实践，我们也整理了以下企业数据中心“云化”转型的要点：

#### 转型要点 1：从资源孤岛到真正资源池化

在传统数据中心中，服务器、存储等资源由于各种原因（业务系统之间隔离政策、不同品牌和型号的设备无法共享等），资源之间难以共享与流动，单一资源利用率容易呈现两极化（超高负荷和空载的情况），而实际上整体的资源利用率却是比较低的。

资源池化实际上是通过虚拟化技术将计算、存储、网络等资源进行虚拟化，形成数据中心级别的统一资源池，资源和数据可方便地共享和流动，同时也可通过策略作出不同程度的隔离。这种模式应用系统和业务部门可按需、便捷地获得资源，减少资源浪费，同时有效提升了整体资源利用率。

#### 转型要点 2：从集中式向分布式架构转型

在传统数据中心，无论是应用层还是基础架构层面都是以集中式为主，集中式架构的扩展是通过 scale-up （提升单一设备硬件配置），这种扩展模式下，系统性能很容易达到瓶颈，扩展性并不好。另外，集中式架构还有一个问题是，依赖单一设备的可靠性，系统冗余度不够，存在单点故障的风险。

事实上，许多企业都正在考虑将他们的业务以及基础架构向分布式架构转型，其优势在于不仅系统并发性能高，而且性能和容量都易于横向扩展，并具备良好的容错性。

#### 转型要点 3：从专用硬件向开放的软件定义模式转型

在传统数据中心里面存在大量服务器、存储、网络等硬件设备，其中不乏一些基于专用硬件的设备，例如像大型机、小型机、网络、存储设备等，这些设备往往复杂、昂贵，升级缓慢。另外随着数据中心规模扩大，不同类型的设备将大幅增加系统复杂性，为管理带来比较大的难度。

通过成熟的软件定义产品，可以实现软件与硬件解耦，免除专用硬件的束缚，统一硬件的标准，简化管理工作；软件定义的技术使得用户可以不更换硬件的前提下，通过软件升级方便地获得更多、更新的功能。软件定义模式同时促进了更多先进的硬件技术更快速地应用在数据中心当中；软件定义产品使用通用服务器硬件代替专用硬件，使得产品的总拥有成本也会获得大幅优化。

#### 转型要点 4：从人工处理向自助、自动服务转型

在传统流程里面，在应用开发、测试、上线中有许多的步骤都需要开发者、测试人员、 IT 管理员进行手工处理，整个流程是比较繁复、交错的，从开发到发布效率都比较低。

转型后的业务部门和开发者可以通过电子工作流，自助申请虚拟资源，系统根据要求调用自动化部署工具和定制的模板，自动完成系统配置以及应用软件的安装，以及相关的资源变更等操作，可有效提升应用开发、资源发放的效率。

#### 转型要点 5：从分散统计到统一计量转型

在数据中心没有完成资源池化之前， 难以对数据中心资源实时使用情况的统一视图，IT 管理者对资源的投放与产出也没有办法作出准确的分析并制定合理的预算与规划。

在资源池化的前提下，配合资源计量功能，可实时反映资源使用情况，并准确控制资源配额，并统计团队资源使用情况；甚至根据资源使用的历史数据自动输出容量预测和建议，帮助用户制定合理的资源扩展规划。

### **使用超融合结合云管理软件即可轻松实现以上转型**

在上一篇《[超融合正在成为构建私有云“基石”的主流方案，但其中关系你是否了解？](https://www.smartx.com/blog/2020/05/hci-private-cloud/)》一文中，我们已经介绍了超融合和私有云的关系。可以看出，超融合架构配合云管理平台 即可很好的满足企业数据中心的“云化”转型的核心需求。

#### 由超融合实现资源池的转型

[![企业数据中心云化方案](https://www.smartx.com/media-blog/data-center-cloud/2.png)](https://www.smartx.com/media-blog/data-center-cloud/2.png)

##### 1.资源池化一步到位

超融合基础架构通过软件定义的方式整合多个服务器的资源，对计算、存储、网络等硬件资源分别进行虚拟化，构建出一个完整、统一的基础架构资源池。简而言之，超融合软件能一次性完成基础架构的虚拟化资源池构建。

##### 2.全分布式的架构

方案核心为分布式存储，支持水平扩展，通过增加节点可获得强大的并发处理能力，以应对变化激烈的业务需求。超融合基础架构其可靠性并不完全依赖硬件本身，系统提供高级别容错设计，支持高可用及故障自愈功能，可有效减少停机时间。

##### 3.软件定义

超融合基础架构使用标准硬件（商用服务器及以太网交换机）代替专用硬件，解除软硬件绑定。同时，硬件标准化本身也可大幅降低管理复杂性。软件定义的特性使得超融合架构可以快速地迭代以获得更多的功能，支持最新的硬件以及充分释放硬件性能。

##### 4.融合部署

超融合除了可以实现以上转型要点，还有一个重要特性就是分布式存储和虚拟化融合部署，进一步降低降低 IT 架构复杂度和机房占用空间，并降低总拥有成本。

#### 由云管理平台实现自动化和可计量转型

云管理平台（Cloud Management Platform，简称“CMP” ） 建设在 超融合之上，负责串联开发者，IT 管理员，并统一进行资源的计量和规划，其中 IaaS 层相关的主要功能包括：

##### 1.自动化与自助门户

CMP 提供自助门户入口，开发者可发起自助流程，该流程可与企业的 OA 或者 ITSM 集成，完成资源申请与审批，并通过调用 HCI 相关接口，自动完成虚拟机创建及相关配置变更工作，这样可以避免大量繁复的人工操作，大幅提升开发效率。

##### 2.透明化的资源管理

CMP 可以通过资源配额和资源申请流程控制资源的无序发放，并为 IT 管理者提供资源池实时的使用情况报表以及容量规划建议。通过虚拟机生命周期管理，及时回收不在用的资源，减少资源的浪费。

##### 3.多云管理

私有云与公有云无法互相替代，两者都有独特的价值。“混合云”会是未来的企业的“标配”。CMP 提供多云管理就变得非常必要，因为它可以帮助企业将应用从私有云扩展到公有云的边缘，实现应用在公有云和私有云之间迁移，这种策略在未来将帮助企业大幅降低成本。

### **SmartX 方案实践**

SmartX 超融合产品除了具备以上超融合架构的标准优势，还具备以下独特的优势：

1. 分布式块存储自主研发，并且经历了大量金融客户生产环境的检验，可有效支撑用户 进行企业数据中心的全面转型；
1. 产品具备良好的开放性，不仅提供免费的原生虚拟化服务 ELF，还可以支持 VMware 和 Citrix 虚拟化平台，同时在服务器兼容方面不仅支持用户常用的主流 x86 服务器品牌，还可以提供国产化服务器支持；
1. SmartX 超融合在性能以及计算资源的占用方面也具备领先优势。

另外，SmartX 还提供存算分离的分布式块存储部署模式，灵活支持用户存储资源的分布式和软件定义改造。

[![企业数据中心云化方案](https://www.smartx.com/media-blog/data-center-cloud/3.png)](https://www.smartx.com/media-blog/data-center-cloud/3.png)

基于SmartX 产品线与 CMP 形成稳定、简单、弹性、开放的 IaaS 层方案图

目前，SmartX 已和业内多家专业 CMP 厂商建立了生态合作关系，并且完成云管平台到超融合平台的对接。对接后的方案进一步形成以下独特优势：

1.****稳定：无论是超融合还是 CMP 平台，其核心都由国内专业厂商并分别经过了诸多行业头部客户生产环境检验，可以真正支撑用户实现企业数据中心全面转型；

2.****开放：整套方案具备良好的开放性，用户可以根据实际业务需求分批进行超融合和云管层面的建设，专业云管厂商可以整合用户原有的 VMware 系统，SmarX 超融合也支持多种虚拟化平台和服务器硬件；

3.****简单：SmartX 超融合用最简洁的方式实现了资源池化、分布式和软件定义模式的改造；而相比 OpenStack 复杂的组件，CMP 平台使用更加简单。

4..****按需投资：无论超融合和 CMP 平台，都可以从很小的规模开始构建，让用户更容易启动转型，真正实现 “Think big，Start Small，Move Fast” 的理念。

目前该方案已经在国内某大型国有银行、国内某大型证券机构形成了实际案例，我们后续将围绕这些用户实践进一步展开介绍。

云化超融合企业云企业私有云数据中心

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