云計算為數(shù)據(jù)中心帶來的新特性

    在云計算的環(huán)境下，計算資源、網(wǎng)絡資源和存儲資源都可以作為業(yè)務發(fā)放給用戶，從而使得資源共享變得更加靈活和廣泛，減少了用戶的硬件購置，升級維護等成本終端用戶可以使用各種類型的瘦客戶端，在任何地方接入建立在云計算上的各類應用。理論上來說，相對于應用裝在用戶本地終端的傳統(tǒng)方法，云計算用戶應該獲得相同或甚至更好的用戶體驗。為了達到這樣的效果，對于支撐云計算的數(shù)據(jù)中心就有了更多新的要求。本文將逐一闡述這些數(shù)據(jù)中心的新特性，并探討為了滿足這些新特性而產(chǎn)生的核心技術(shù)及其演進預期。本文所述的數(shù)據(jù)中心都是指互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心fIn—ternet Data Center，IDC)類型的數(shù)據(jù)中心。

    在云計算場景下，IDC的運營商為各類企業(yè)提供各種服務，包括云計算的應用、網(wǎng)絡和存儲服務。

    1.服務器虛擬化和自由遷移

    在傳統(tǒng)的非云計算場景下，物理服務器通常只被單一租戶的單一業(yè)務使用，所以單臺服務器的利用率會比較低。隨著業(yè)務的擴展，需要不斷增加服務器的數(shù)量，這樣會使得數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越龐大。

    在云計算的場景下，由于IDC為大量而不是單一的企業(yè)或用戶提供服務，所以業(yè)務量會極其龐大。靠不停地增加物理服務器對于成本和網(wǎng)絡規(guī)模來說都難以接受。虛擬化技術(shù)使得一臺物理服務器可以被虛擬成多臺服務器來使用，從而利用了原本閑置的資源，提高了服務器的使用率，所以使用相對較少的物理服務器就能滿足IDC的業(yè)務需要。通常對于多核CPU的服務器來說，可以虛擬成每個CPU一個虛擬機來使用。對于某些CPU資源消耗不太大的應用，例如VDI(虛擬桌面)，甚至一個CPU可以虛擬成四個或更多的虛擬機。當然虛擬化還要受到硬盤的每秒I/O數(shù)和內(nèi)存的限制。

    除了提高使用率外，虛擬化還使得服務器自由遷移變成可能。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，進行服務器的遷移是一項非常浩大的工程。必須事先進行規(guī)劃，需要謹慎計劃割接時間，做好備份。服務器需要進行斷線斷電，搬移，重新上電上線，通常業(yè)務會中斷，所以搬遷服務器是極少發(fā)生的。而使用了虛擬化技術(shù)以后，虛擬機的遷移不再涉及到物理上的搬遷。并且可以使用各種技術(shù)，例如漸進式內(nèi)存復制等方法使得遷移平滑進行，保證了遷移時用戶不感知，相關(guān)業(yè)務不中斷，不受影響。自由遷移為數(shù)據(jù)中心的容災備份，節(jié)能環(huán)保，網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)提供了不可替代的便利。虛擬機的自由遷移滿足了云計算環(huán)境下用戶隨時隨地進行數(shù)據(jù)接入的需求。

    1.支持多租戶

    在非云計算的時代，通常各個租戶或者企業(yè)都需要自建數(shù)據(jù)中心或者租用運營商的硬件和基礎設施用于自己的服務計算和數(shù)據(jù)存儲。在這種情況下，可以理解為租戶自己擁有獨立的數(shù)據(jù)中心，可以自己進行運維也可以將運維托管給運營商。在使用了云計算以后，企業(yè)或者租戶可以向提供云計算的運營商租用計算資源，網(wǎng)絡資源，存儲資源，而不再是租用硬件和基礎設施，從而簡化或完全不需自建及自行運維數(shù)據(jù)中心。另外，云計算運營商的數(shù)據(jù)中心則會變得更加的復雜和龐大。其中的一個挑戰(zhàn)就是支持多租戶。

    支持多租戶主要體現(xiàn)在：

    (1)針對每個租戶業(yè)務的快速配置和部署。每個租戶在云計算運營商申購的資源需要能夠快速自動地在數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡中使能，還包括防火墻、IPS/IDS , LoadBalancer等設備的相應配置，做到即插即用。

    (2)租戶之間的流量隔離。實際上，由于租戶之間可能共享硬件設備、帶寬、存儲等資源，為了保證安全，在以二層網(wǎng)絡為主的數(shù)據(jù)中心，租戶之間的流量需要進行隔離，防止租戶甲的流量被租戶乙接收到。傳統(tǒng)的二層網(wǎng)絡基于VLAN(虛擬局域網(wǎng))進行流量隔離的方法受限于4096個的VLAN數(shù)量限制。

    (3)網(wǎng)絡配置和與租戶應用相關(guān)的配置解藕。<