《電子技術(shù)應(yīng)用》
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打通任督二脈 思科數(shù)據(jù)中心3.0解決方案
來源:全球IP通信聯(lián)盟
摘要: 思科數(shù)據(jù)中心3.0既能解決當(dāng)前迫切的運(yùn)營(yíng)限制問題,而且也能過渡到未來的虛擬數(shù)據(jù)中心……
關(guān)鍵詞: NGN|4G 數(shù)據(jù)中心 思科
Abstract:
Key words :

        數(shù)據(jù)中心一直是重要的企業(yè)資產(chǎn),也是IT用以保護(hù)、優(yōu)化和發(fā)展業(yè)務(wù)的戰(zhàn)略性重點(diǎn)機(jī)構(gòu),但如果您的數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)了服務(wù)器、存儲(chǔ)資源使用率低下,能源和人員成本占數(shù)據(jù)中心總運(yùn)行成本的25%-30%,在IT預(yù)算中,70%花費(fèi)都在維護(hù)方面,而不是使企業(yè)更具競(jìng)爭(zhēng)力,這是當(dāng)前CIO最需要迫切解決的問題。
    數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型的需要
    當(dāng)今的許多企業(yè)都在努力解決數(shù)十年來無計(jì)劃發(fā)展的遺留問題,面對(duì)大量變更、管理、集成、安全和備份都成為越來越昂貴和困難的技術(shù)孤島。這些數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)實(shí)問題,對(duì)于尋找創(chuàng)新方式來滿足不斷提高的企業(yè)需求的CIO來說,已成為嚴(yán)重的限制因素。
    現(xiàn)在,許多公司都致力于改變數(shù)據(jù)中心設(shè)施的整合和虛擬化。盡管這是優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)、消除運(yùn)營(yíng)孤井的正確做法,但這只是起點(diǎn)而已。公司必須拓寬視角,以創(chuàng)新方式來看待數(shù)據(jù)中心架構(gòu),以使IT效率、響應(yīng)能力和永續(xù)性都達(dá)到新的高度。
    思科數(shù)據(jù)中心3.0既能解決當(dāng)前迫切的運(yùn)營(yíng)限制問題,而且也能過渡到未來的虛擬數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心3.0改變了目前的數(shù)據(jù)中心域環(huán)境-服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)作為獨(dú)立孤井運(yùn)行的情況,將它們統(tǒng)一到單一架構(gòu)和一套共享網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中。
    因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)是無所不在的,網(wǎng)絡(luò)的特征就是支持一切,只有網(wǎng)絡(luò)能在異構(gòu)環(huán)境中提供連接,統(tǒng)一行為,通過開放標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和互操作性,與任何廠商、設(shè)備或內(nèi)容無關(guān)。
    思科數(shù)據(jù)中心3.0的業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)
    思科數(shù)據(jù)中心3.0能夠戰(zhàn)略性地遷移到一個(gè)完全不同的基礎(chǔ)設(shè)施模式:能夠根據(jù)需要,混合、匹配和配置位于任意物理地點(diǎn)的共享服務(wù)的統(tǒng)一架構(gòu)。這個(gè)模式從根本上改變了IT運(yùn)行其核心資源的方式,在效率和企業(yè)響應(yīng)能力方面獲得了突破性的優(yōu)勢(shì)。
    提高響應(yīng)能力:因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)能自動(dòng)從虛擬化服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)池中部署基礎(chǔ)設(shè)施,所以能按需發(fā)現(xiàn)和配置資源,與人工配置方法相比,大大縮短了響應(yīng)時(shí)間,減少了錯(cuò)誤率,能將富有經(jīng)驗(yàn)的IT人員重新分配到更高價(jià)值的工作。
    提高效率:通過最大限度地使用現(xiàn)有資源,推遲新容量購(gòu)買,您即能獲得更高投資回報(bào),延長(zhǎng)您當(dāng)前數(shù)據(jù)中心的生命期。成本節(jié)約包括減少電源、通風(fēng)和辦公空間開支等。通過提高效率,企業(yè)將能把預(yù)算從維護(hù)轉(zhuǎn)向創(chuàng)新,提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
    提高永續(xù)性:將網(wǎng)絡(luò)原理應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心,能提高基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性、可用性和安全性,保護(hù)其免于干擾和意外停機(jī)。它還通過復(fù)制關(guān)鍵數(shù)據(jù),以便在發(fā)生故障時(shí)輕松回退,支持更高水平的業(yè)務(wù)連續(xù)性和恢復(fù)能力。       

思科數(shù)據(jù)中心3.0的解決方案
    思科數(shù)據(jù)中心3.0 的基本要素-整合、虛擬化和自動(dòng)化,能夠降低總擁有成本(TCO;提高資產(chǎn)利用率,降低電源和冷卻需求,并提高運(yùn)營(yíng)效率),通過一系列已定義的重疊階段,提供數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展計(jì)劃。盡管各階段目標(biāo)十分明確,但企業(yè)實(shí)施各階段的速度卻是根據(jù)企業(yè)具體的業(yè)務(wù)需求而定。
    階段1:現(xiàn)狀
    目前,普通數(shù)據(jù)中心部署的服務(wù)器通過千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口和獨(dú)立光纖通道主機(jī)總線適配器 (HBA)與網(wǎng)絡(luò)相連。這些數(shù)據(jù)中心的生產(chǎn)虛擬機(jī)密度一般較低,只有不到10%的生產(chǎn)工作負(fù)載在虛擬機(jī)上運(yùn)行,運(yùn)營(yíng)結(jié)構(gòu)以此孤立技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建(參見圖1)。

             
    
                                           圖1 目前普通服務(wù)器采用分立的局域網(wǎng)和存儲(chǔ)連接
    此時(shí),客戶能繼續(xù)使用其現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施投資。隨著他們開始擴(kuò)展其現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)數(shù)目,Cisco Nexus系列提供大量選項(xiàng),包括Cisco Nexus  7000系列交換機(jī)和Cisco Nexus 2000系列交換矩陣擴(kuò)展器,來支持與千兆以太網(wǎng)相連的服務(wù)器。這種方法使客戶能保持與現(xiàn)有Cisco Catalyst系列基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)和管理一致性,并通過在未來部署萬兆以太網(wǎng)、統(tǒng)一交換矩陣和虛擬機(jī)感知網(wǎng)絡(luò)(Cisco VN-Link)的能力,提供前瞻性的投資保護(hù)。
    階段2: 服務(wù)器整合
    階段2中,客戶使用VMware ESX、Microsoft Hyper-V 或Xen 等服務(wù)器虛擬化技術(shù)來整合服務(wù)器,以降低TCO。將多個(gè)一般較少使用的物理機(jī)整合為虛擬機(jī),減少物理服務(wù)器數(shù)目的能力,能為客戶帶來巨大的成本優(yōu)勢(shì)。在此階段中,虛擬機(jī)成為默認(rèn)應(yīng)用平臺(tái),60-80%  的x86 應(yīng)用運(yùn)行在虛擬環(huán)境中。
    


                                        圖2 數(shù)據(jù)中心需從千兆以太網(wǎng)平穩(wěn)升級(jí)到萬兆以太網(wǎng)
    從網(wǎng)絡(luò)的角度,虛擬機(jī)密度的提高鼓勵(lì)企業(yè)升級(jí)到萬兆以太網(wǎng),將其作為連接服務(wù)器的默認(rèn)機(jī)制,這是因?yàn)閱我环?wù)器上的多個(gè)虛擬機(jī)會(huì)快速使一條千兆以太網(wǎng)鏈路飽和,而在超過特定閾值后,多條千兆以太網(wǎng)鏈路將失去經(jīng)濟(jì)高效性(參見圖2)。在此階段中,存儲(chǔ)流量仍進(jìn)行單獨(dú)傳輸。Cisco Nexus 7000和5000 系列能夠?yàn)樯?jí)到與萬兆以太網(wǎng)相連的服務(wù)器提供支持。如使用Cisco Nexus 7000 系列,升級(jí)只需添加萬兆以太網(wǎng)I/O 模塊。Cisco Nexus 2000 系列交換矩陣擴(kuò)展器支持其余的與千兆以太網(wǎng)相連的服務(wù)器,并同時(shí)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中保持一致的運(yùn)營(yíng)環(huán)境。此時(shí),如果客戶運(yùn)行VMware 的ESX 管理程序,他們也能部署Cisco Nexus 1000V 交換機(jī)。該功能為客戶提供直至單個(gè)虛擬機(jī)級(jí)別的運(yùn)行一致性,以及策略便攜性,因此,當(dāng)虛擬機(jī)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)移動(dòng)時(shí),網(wǎng)絡(luò)和安全策略也隨之移動(dòng)。Cisco Nexus1000V 能部署在目前運(yùn)行VMware ESX 的任意地點(diǎn),與服務(wù)器上行鏈路速度或上游接入交換機(jī)無關(guān)。
    階段3: I/O 整合
    第三階段主要是升級(jí)到統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心交換矩陣,一般有兩個(gè)觸發(fā)因素。第一個(gè)因素是企業(yè)希望通過簡(jiǎn)化基礎(chǔ)設(shè)施和拆除支持獨(dú)立局域網(wǎng)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)所需的冗余組件(接口,電纜,上游交換機(jī)等),來繼續(xù)降低TCO。第二個(gè)觸發(fā)因素是客戶希望利用其虛擬機(jī)完成更高級(jí)的任務(wù),包括使用動(dòng)態(tài)資源調(diào)度(DRS)等技術(shù)。這些目標(biāo)要求所有服務(wù)器都擁有一套統(tǒng)一、普及的網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)功能,而最簡(jiǎn)單、最高效的實(shí)施方法之一就是部署統(tǒng)一交換矩陣。向統(tǒng)一交換矩陣的遷移使所有物理和虛擬服務(wù)器都能接入SAN,在客戶SAN
  中整合更多存儲(chǔ),從而進(jìn)一步降低客戶的TCO 并提高他們的效率(參見圖3)。

                     
    
                                                 圖3 統(tǒng)一交換矩陣能夠降低數(shù)據(jù)中心TCO
    因?yàn)榇穗A段的重點(diǎn)是整合服務(wù)器I/O,所以主要需調(diào)整服務(wù)器接入層來支持統(tǒng)一交換矩陣。為部署以太網(wǎng)光纖通道(FCoE),在服務(wù)器方需采用Emulex和QLogic等公司的新型融合網(wǎng)絡(luò)適配器,或?yàn)镮ntel的萬兆以太網(wǎng)適配器部署一個(gè)新軟件驅(qū)動(dòng)程序。請(qǐng)注意,VMware ESX 3.5 U2 上支持FCoE,且Emulex、Intel 和QLogic 接口都位于VMware 3.5 硬件兼容列表(HCL)上,所以該階段既包括物理服務(wù)器,也包括虛擬服務(wù)器。在網(wǎng)絡(luò)方,只需在Cisco Nexus 5000 系列上啟用FCoE 特性,安裝光纖通道或光纖通道和數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)上行鏈路模塊,就能支持FCoE。任何相連的Cisco Nexus 2000 系列交換矩陣擴(kuò)展器也都支持FCoE功能,但因?yàn)樯闲墟溌烦~配置,必須慎重進(jìn)行流量規(guī)劃。Cisco Nexus 7000系列支持FCoE,在2009 年年末會(huì)推出支持?jǐn)?shù)據(jù)中心以太網(wǎng)的I/O 模塊(以便提供可靠傳輸)。
    那么,部署iSCSI 的情況是怎樣的呢? 到目前為止,討論的重點(diǎn)一直是FCoE;然而,從實(shí)際角度來說,“統(tǒng)一交換矩陣”也可以是IP 小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(iSCSI)。思科預(yù)計(jì),在實(shí)際環(huán)境中,下一代企業(yè)數(shù)據(jù)中心將包括多種技術(shù),如FCoE、iSCSI 和光纖通道等。Cisco Nexus  系列提供的高度可用、高性能、無丟包的萬兆以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施能使這兩種方法均從中受益。
    階段4  便于擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心交換矩陣
    階段4的目標(biāo)是發(fā)揮上一階段的功能優(yōu)勢(shì),提高數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)交換矩陣的可擴(kuò)展性、靈活性和效率(參見圖4)。該階段允許任意數(shù)據(jù)中心資產(chǎn)訪問其他任何資產(chǎn)。從存儲(chǔ)角度來看,數(shù)據(jù)中心交換矩陣將支持FCoE和iSCSI 服務(wù)器接入,以及與FCoE、光纖通道和iSCSI 相連的目標(biāo)。數(shù)據(jù)中心以太網(wǎng)將從接入層擴(kuò)展到匯聚和核心層。這種擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)之一就是簡(jiǎn)化對(duì)光纖通道SAN 的訪問,因?yàn)闊o需再通過專用鏈路從接入層進(jìn)行光纖通道回連。
                          
                                                            圖4 便于擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心交換矩陣


    如前面所述,該階段是以前一階段為基礎(chǔ)的,因此它主要旨在完成到Cisco Nexus萬兆以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)。但有一個(gè)新任務(wù),即向現(xiàn)有Cisco MDS 9000 系列導(dǎo)向器級(jí)光纖通道交換機(jī)添加FCoE 接口,以簡(jiǎn)化對(duì)現(xiàn)有SAN 的訪問。
    階段5: 統(tǒng)一計(jì)算
    該解決方案的最終目的是一個(gè)完全虛擬化的數(shù)據(jù)中心,由計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源池組成。安全和四到七層處理(例如負(fù)載均衡)等服務(wù)也完全虛擬化,能在任何需要之時(shí)實(shí)施。該數(shù)據(jù)中心具有自動(dòng)管理和配置功能的支持,因此能夠根據(jù)策略和實(shí)時(shí)觸發(fā)因素,靈活地創(chuàng)建和拆除應(yīng)用環(huán)境。企業(yè)所獲凈優(yōu)勢(shì)包括提高成本效率和使IT 更好地滿足業(yè)務(wù)需求。

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