设计下一代的数据中心（一）
2018-09-29 作者：admin
当前，随着虚拟化技术和云计算对于IT企业整体业务的成功变得越来越重要，使得过去的那些传统的数据中心基础架构显然已经无法再很好的为今天IT企业业务的相关需求提供足够的支持了。事实上，传统的数据中心架构从其设计之初，就根本没有考虑到需要配合云计算的使用。
尽管如此，当前的IT企业也必须尽其所能的积极推动其数据中心的转型，采用新兴的支持技术，为下一代的数据中心做好准备。
在本文中，我们将为广大读者朋友们介绍IT企业组织在向下一代的数据中心转型的过程中，所必须遵循的五大架构原则。同时还将与您共同探讨关于正在推动当前的IT企业组织积极部署实施基本IT转型的关键市场影响以及支持这些市场影响的技术趋势。我们建议企业高管们不妨从现在就开始探索使用正确方法，来设计打造贵公司下一代的数据中心吧。
在21世纪之初，虚拟化技术承诺将为IT企业带来更为灵活，集中管理的数据中心。但彼时，全球IT业界并未意识到这一需求。那些虚拟化技术早期的采用者们在该技术获得主流市场青睐之前就已经意识到了该技术所蕴含的潜在的业务优势。如今，虚拟化技术获得了广泛的普及，并显然已经在其发展周期达到了成熟技术市场的阶段。然而，对于云计算而言，其正处于增长轨道之上。来自业内相关机构的调研显示：
●高盛(Goldman Sachs)公司表示，从2013年到2018年，云计算和基础设施领域的支出增长保持了30%的复合年增长率，而相比之下，企业整体IT支出的增长率则仅为5%。
● IDC则表示，2018年，全球范围内，公共云服务领域的支出将达到1275亿美元——其中，SaaS为827亿美元，IaaS为240亿美元，PaaS为200亿美元。
●而根据Computerworld 网站的调研则显示，自2015年以来，42%的企业IT决策者们均已经持续的计划在云计算领域增加支出。
●据思科的全球云指数报告称，2018年，超过78%的工作负载将由云数据中心处理;仅剩下22%的工作负载由传统的数据中心处理。
如下，本文将为您介绍关于指导下一代数据中心(NGDC)开发的五大架构原则。详细为您描述引领基础企业IT转型的主要市场影响以及为其提供支持的相关技术趋势。这五大架构原则分别是：横向扩展原则、确保性能原则、自动化管理原则、数据保障原则和全球范围内提升效率的原则。而包括诸如IaaS、私有云以及软件定义的数据中心(SDDC)等在内的云基础设施交付模型都是下一代数据中心的基础。
在当下这样一个IT备受期待，以寄希望于通过大量新的应用程序和数据流来确保提供生产级别的支持的时代，相关的模型展示了如何消除瓶颈，增加自助式服务以及推动企业业务的发展。而下一代数据中心在传统的以硬件为中心的业务中应用“软件定制一切”的规则，以获得业务优势。
这些原则支持一种基本的集成整合方法，正在影响支持数据中心堆栈每层的软件、流程和人员。它们代表了从以业务速度实现技术到以技术速度实现业务的模式的转变。在提供基础设施设计和云服务创新的不受束缚的云经济的推动下，当前的IT企业组织已准备好迎接这种转变了。云经济可以被描述为：企业通过借助云计算，实现网络，计算和存储资源的价值最大化，进而满足客户的需求。而下一代数据中心的云经济则又提供了一种全新的描述：使用IT资源作为成本控制的粘合剂，创新的推动力，以及增加企业新的营收来源的缔造者。
一、为何要投资于下一代的数据中心?
1、来自公共云服务IT交付的压力
受到来自市场内部和外部更高期望的推动，包括诸如亚马逊网络服务(AWS)这样的公共云已经展示了下一代IT部署的可能性：以快速弹性和低成本所交付的高性能IT。
在当前的企业中，来自云服务的压力仍然酝酿着影子IT效应是相当显而易见的。在解决IT瓶颈和新应用程序交付速度的同时，提供快速交付的不一致性，创造了这种替代履行过程。最近，一项针对全球五大主要市场所进行的调研发现：影子IT及其对企业IT预算的影响正持续上升。影子IT同样也潜伏在旨在消除它的相关部门内，因为较之业务部门的员工而言，IT员工更有可能采用未经批准的SaaS技术。那些IT技能熟练的业务部门的员工和IT开发人员们一直在擅作主张，绕过传统基础设施以满足其客户的相关需求。
除了重塑企业IT服务交付的催化能力之外，云计算所带来的成本节约和按需服务交付的优势一直没有引起业界的高度重视。2012年，借助亚马逊的公共云服务，地球上的人们首次实现了实时观看“好奇”(Curiosity)号火星探测器着陆火星的视频。来自美国宇航局喷气推进实验室的首席技术官Tom Soderstrom解释说，“我们八年前就已经意识到云计算将大大改变游戏规则——其使得我们可以在短短几天内就完成相关的科学研究项目，而不再需要花费数周的时间。”
2、自动化支持
能够以按需且大规模的符合成本效益的方式高效地交付企业IT服务的能力与自动化支持直接相关。在传统的数据中心中，每款基础架构组件都有一套独立的管理软件，因此可以在硬件和应用程序之间进行固有的集成。耗时的流程、人为操作错误以及缺乏敏捷性会严重的妨碍管理员们对于传统模型的管理。 如果没有重新配置和硬件投资，动态工作负载无法在传统基础架构中扩展，从而会对受限制的IT处理时间和预算带来更大压力。
下一代数据中心服务是从底层基础架构中抽象出来的。这些服务通过API进行连接，将业务需求转换为资源产品。自动化消除了孤立项目复杂、严格的硬编码。调配IT资源，并在应用程序级别快速修改SLA，以满足业务部门不断变化的要求。此控制面板转换允许更快地实现计算，网络和存储资源的部署，并更易于管理。
自动化管理使得IT企业组织能够充分利用云服务的灵活性和弹性。随着数据中心内每位管理员与及所管理的服务器数量之间比例的提升，在自动化的操作运营环境中会很自然的发生员工的变更。在下一代数据中心中，企业开发人员们将得以能够花费更少的时间在那些重复性的工作任务上，转而将更多宝贵的工作时间用于更具价值回报的工作方面：创新和加速业务的发展。
3、推动创新
企业知道：资源池可以带来指数级的生产力和利用率的提升;更高的性能和可预测性;减少硬件，占地面积，能耗和运营开销。IT并不质疑是否使用新工具和方法。相反，问题变成：企业如何推动能够有助于推动重要业务价值增加的相关创新?企业如何抓住机遇来利用云经济，并实现业务的差异化?
IT创新是任何一名企业CTO工作任务的核心。如今，企业的IT团队都拥有“提升企业价值链的独特机会。”来自甲骨文公司融合基础设施系统部门的高级副总裁Chuck Hollis表示说。“当前，企业IT部门职能的本质和作用正在以我们在过去很长一段时间内未见过的方式受到质疑、评估和辩论。”无论是哪个行业，今天的每家公司事实上都可以说是技术公司。在当前这样一个移动化的、按需的市场上，IT功能几乎能够与每项业务流程实现结合，使得今天的企业与以往任何时候都更加与众不同。采用下一代数据中心技术的企业将数据视为其企业的资产，帮助他们在创新应用程序时，产生更高的业务价值。
4、降低复杂性和风险
在不扩大风险的情况下实现创新对企业而言是至关重要的。传统的IT基础架构很复杂，具有多个不同的平台，并且依赖于人工手动操作。每当IT无法快速响应客户的需求时，操作风险就会增加。构建云基础架构需要高度组织化的设计方法，但不需要提升风险，并避免IT孤岛的产生。下一代数据中心架构通过融合的基础架构管理方法，有助于降低风险。
二、下一代数据中心的演变
1、第1阶段：从标准化到虚拟化
企业相关新标准的开发就是旨在降低数据中心的复杂性和运营成本开销。该转型适用于供应商，架构和IT方法。今天，标准化的概念仍然像一个多世纪以前一样引人注目，彼时，亨利福特通过标准化工业流程，将汽车制造的时间缩短了六倍。
在过去的二十年中，IT业界在x86服务器和基于以太网的网络上实现了标准化。而对于基础设施过度蔓延的管理方面的挑战很快就推动产生了整合的概念。IT业界还实现了服务器和桌面台式机管理员雇用方面的标准化。对于服务器蔓延的管理可能涉及整合底层基础架构和为其提供支持的相关人员，因为基础架构和通信孤岛都会影响到IT服务并扼杀企业业务。
虚拟化技术的部署使得IT企业能够从他们已经拥有的资源中获得更多——包括获得业务敏捷性，特别是在计算周期中。数据中心使用更大的集中式资源池运行。虽然孤岛仍然存在，但网络的商品化，互操作性已然成为常态。
2、第2阶段：从虚拟化到自动化
虚拟化服务器资源可以有助于提高利用率，但创新者很快就会寻求更快，更高效的IT服务交付，并转向云服务解决方案。云服务通过按需提供资源和作为服务来扩展虚拟化的所有优点。在云服务中，IT管理员不再控制诸如配置、管理和维护管理程序之类的工作任务;这些功能通过自动化通信的API进行管理。云计算允许企业最大化对富有弹性、可扩展资源的共享池的网络访问。软件定义的硬件最初是关于整合的——将20台物理服务器虚拟化到运行20台虚拟机的三台主机服务器上。从2015年起，软件定义的基础设施更多地是关于快速的服务交付和灵活的后端系统，而不是利用率。
如果自动化是关于任务编写的，那么云业务流程安排管理就是关于流程的编写。通过协调工作流程，交付自动化，包括对于复杂系统、中间件和服务的安排、协调和管理。业务流程安排管理意味着将供应商抽象为IT资源，并将按需满足服务需求作为最终目标。 业务流程安排管理软件通过重用基本构建块，并将自动化任务拼接到业务级的工作流中，充分利用了自动化的所有优势。在下一代数据中心中，IT不再需要关注服务的来源;而且此时的IT服务不仅可以按需提供，而且费用也会进一步的降低。
三、成功部署下一代数据中心的五项原则
下一代的数据中心设计涉及在数据中心框架的每一层采用五项架构原则的统一方法。这种方法会影响支持整个交付堆栈的软件、流程和人员。这五项原则分别是：
横向规模化扩展：在下一代数据中心中，资源池提供跨数据中心各层的无中断的横向水平扩展。提前两年、三年或五年针对某些突出业务的需求进行部署是不合时宜的，因为您企业的基础设施其实可以随着您的业务需求变化而逐步扩展。线性的、可预测的容量和性能增长以及有保证的服务质量(QOS)是下一代数据中心必不可少的操作，这是使得横向扩展设计成功的关键。
确保性能：原始性能仅仅只是下一代数据中心解决方案的一半。 QoS控制必须整合到整个基础架构中，否则任何保证都只能达到与最薄弱的环节一样的水平。传统的基础架构设计并非旨在满足大规模的云部署的预期服务水平的同时平衡增加的网络容量。而在下一代数据中心中，动态管理诸如CPU、内存、带宽、存储容量和存储性能等资源，能够提供所需和预期的应用程序体验。
自动化管理：企业IT负责推动创新和增长。如果IT在这方面受到阻碍，企业就会因面临更加灵活敏捷的竞争对手而使得营收蒙受损失，并有可能面临发生重大的停机中断的风险。利用软件自动化来管理掌控决策点，进而推动由硬件的物理限制到软件的无边界设计能力模式的转变。下一代数据中心自动化通过策略驱动的配置和资源分配实现业务成果价值的最大化，并消除以端点为中心的管理。如果期望服务交付需求满足规模化，则自动化任务和工作流程的安排管理便是企业的基础。
数据保证：下一代数据中心的数据保证包括无缝的基础架构弹性，而无需应用程序的配置。我们可以将数据保证工程比作在地震带上进行建筑物的设计;没有任何一幢建筑物能够百分百的确保能够承受所有大级别的地震活动，但良好的抗震结构设计则会以指数方式降低灾难发生的可能性。下一代数据中心架构设计提前为这些灾难的发生做好规划，同时通过自我修复，容错的架构减轻其发生的可能性。
全球效率：传统数据中心模型的设计规划前提是更多功能将需要消耗更多资源——无论是物理资源、财务资源还是人力资源。而在下一代数据中心设计规划中，企业不会承受过多的IT资源。推动全球效率的实现始于服务器平台、网络和存储协议利用率的提升，以及支持每个层的供应商和IT团队效率的提升。