設計下一代的數據中心（一）

       當前，隨著虛擬化技術和云計算對于IT企業(yè)整體業(yè)務的成功變得越來越重要，使得過去的那些傳統(tǒng)的數據中心基礎架構顯然已經無法再很好的為今天IT企業(yè)業(yè)務的相關需求提供足夠的支持了。事實上，傳統(tǒng)的數據中心架構從其設計之初，就根本沒有考慮到需要配合云計算的使用。

       盡管如此，當前的IT企業(yè)也必須盡其所能的積極推動其數據中心的轉型，采用新興的支持技術，為下一代的數據中心做好準備。

       在本文中，我們將為廣大讀者朋友們介紹IT企業(yè)組織在向下一代的數據中心轉型的過程中，所必須遵循的五大架構原則。同時還將與您共同探討關于正在推動當前的IT企業(yè)組織積極部署實施基本IT轉型的關鍵市場影響以及支持這些市場影響的技術趨勢。我們建議企業(yè)高管們不妨從現在就開始探索使用正確方法，來設計打造貴公司下一代的數據中心吧。

       在21世紀之初，虛擬化技術承諾將為IT企業(yè)帶來更為靈活，集中管理的數據中心。但彼時，全球IT業(yè)界并未意識到這一需求。那些虛擬化技術早期的采用者們在該技術獲得主流市場青睞之前就已經意識到了該技術所蘊含的潛在的業(yè)務優(yōu)勢。如今，虛擬化技術獲得了廣泛的普及，并顯然已經在其發(fā)展周期達到了成熟技術市場的階段。然而，對于云計算而言，其正處于增長軌道之上。來自業(yè)內相關機構的調研顯示：

●高盛(Goldman Sachs)公司表示，從2013年到2018年，云計算和基礎設施領域的支出增長保持了30%的復合年增長率，而相比之下，企業(yè)整體IT支出的增長率則僅為5%。

● IDC則表示，2018年，全球范圍內，公共云服務領域的支出將達到1275億美元——其中，SaaS為827億美元，IaaS為240億美元，PaaS為200億美元。

●而根據Computerworld 網站的調研則顯示，自2015年以來，42%的企業(yè)IT決策者們均已經持續(xù)的計劃在云計算領域增加支出。

●據思科的全球云指數報告稱，2018年，超過78%的工作負載將由云數據中心處理;僅剩下22%的工作負載由傳統(tǒng)的數據中心處理。

       如下，本文將為您介紹關于指導下一代數據中心(NGDC)開發(fā)的五大架構原則。詳細為您描述引領基礎企業(yè)IT轉型的主要市場影響以及為其提供支持的相關技術趨勢。這五大架構原則分別是：橫向擴展原則、確保性能原則、自動化管理原則、數據保障原則和全球范圍內提升效率的原則。而包括諸如IaaS、私有云以及軟件定義的數據中心(SDDC)等在內的云基礎設施交付模型都是下一代數據中心的基礎。

       在當下這樣一個IT備受期待，以寄希望于通過大量新的應用程序和數據流來確保提供生產級別的支持的時代，相關的模型展示了如何消除瓶頸，增加自助式服務以及推動企業(yè)業(yè)務的發(fā)展。而下一代數據中心在傳統(tǒng)的以硬件為中心的業(yè)務中應用“軟件定制一切”的規(guī)則，以獲得業(yè)務優(yōu)勢。

       這些原則支持一種基本的集成整合方法，正在影響支持數據中心堆棧每層的軟件、流程和人員。它們代表了從以業(yè)務速度實現技術到以技術速度實現業(yè)務的模式的轉變。在提供基礎設施設計和云服務創(chuàng)新的不受束縛的云經濟的推動下，當前的IT企業(yè)組織已準備好迎接這種轉變了。云經濟可以被描述為：企業(yè)通過借助云計算，實現網絡，計算和存儲資源的價值最大化，進而滿足客戶的需求。而下一代數據中心的云經濟則又提供了一種全新的描述：使用IT資源作為成本控制的粘合劑，創(chuàng)新的推動力，以及增加企業(yè)新的營收來源的締造者。

1、來自公共云服務IT交付的壓力

       受到來自市場內部和外部更高期望的推動，包括諸如亞馬遜網絡服務(AWS)這樣的公共云已經展示了下一代IT部署的可能性：以快速彈性和低成本所交付的高性能IT。

      在當前的企業(yè)中，來自云服務的壓力仍然醞釀著影子IT效應是相當顯而易見的。在解決IT瓶頸和新應用程序交付速度的同時，提供快速交付的不一致性，創(chuàng)造了這種替代履行過程。最近，一項針對全球五大主要市場所進行的調研發(fā)現：影子IT及其對企業(yè)IT預算的影響正持續(xù)上升。影子IT同樣也潛伏在旨在消除它的相關部門內，因為較之業(yè)務部門的員工而言，IT員工更有可能采用未經批準的SaaS技術。那些IT技能熟練的業(yè)務部門的員工和IT開發(fā)人員們一直在擅作主張，繞過傳統(tǒng)基礎設施以滿足其客戶的相關需求。

       除了重塑企業(yè)IT服務交付的催化能力之外，云計算所帶來的成本節(jié)約和按需服務交付的優(yōu)勢一直沒有引起業(yè)界的高度重視。2012年，借助亞馬遜的公共云服務，地球上的人們首次實現了實時觀看“好奇”(Curiosity)號火星探測器著陸火星的視頻。來自美國宇航局噴氣推進實驗室的首席技術官Tom Soderstrom解釋說，“我們八年前就已經意識到云計算將大大改變游戲規(guī)則——其使得我們可以在短短幾天內就完成相關的科學研究項目，而不再需要花費數周的時間?！?/span>

2、自動化支持

       能夠以按需且大規(guī)模的符合成本效益的方式高效地交付企業(yè)IT服務的能力與自動化支持直接相關。在傳統(tǒng)的數據中心中，每款基礎架構組件都有一套獨立的管理軟件，因此可以在硬件和應用程序之間進行固有的集成。耗時的流程、人為操作錯誤以及缺乏敏捷性會嚴重的妨礙管理員們對于傳統(tǒng)模型的管理。 如果沒有重新配置和硬件投資，動態(tài)工作負載無法在傳統(tǒng)基礎架構中擴展，從而會對受限制的IT處理時間和預算帶來更大壓力。

       下一代數據中心服務是從底層基礎架構中抽象出來的。這些服務通過API進行連接，將業(yè)務需求轉換為資源產品。自動化消除了孤立項目復雜、嚴格的硬編碼。調配IT資源，并在應用程序級別快速修改SLA，以滿足業(yè)務部門不斷變化的要求。此控制面板轉換允許更快地實現計算，網絡和存儲資源的部署，并更易于管理。

       自動化管理使得IT企業(yè)組織能夠充分利用云服務的靈活性和彈性。隨著數據中心內每位管理員與及所管理的服務器數量之間比例的提升，在自動化的操作運營環(huán)境中會很自然的發(fā)生員工的變更。在下一代數據中心中，企業(yè)開發(fā)人員們將得以能夠花費更少的時間在那些重復性的工作任務上，轉而將更多寶貴的工作時間用于更具價值回報的工作方面：創(chuàng)新和加速業(yè)務的發(fā)展。

3、推動創(chuàng)新

       企業(yè)知道：資源池可以帶來指數級的生產力和利用率的提升;更高的性能和可預測性;減少硬件，占地面積，能耗和運營開銷。IT并不質疑是否使用新工具和方法。相反，問題變成：企業(yè)如何推動能夠有助于推動重要業(yè)務價值增加的相關創(chuàng)新?企業(yè)如何抓住機遇來利用云經濟，并實現業(yè)務的差異化?

       IT創(chuàng)新是任何一名企業(yè)CTO工作任務的核心。如今，企業(yè)的IT團隊都擁有“提升企業(yè)價值鏈的獨特機會?！眮碜约坠俏墓救诤匣A設施系統(tǒng)部門的高級副總裁Chuck Hollis表示說?！爱斍?，企業(yè)IT部門職能的本質和作用正在以我們在過去很長一段時間內未見過的方式受到質疑、評估和辯論?！睙o論是哪個行業(yè)，今天的每家公司事實上都可以說是技術公司。在當前這樣一個移動化的、按需的市場上，IT功能幾乎能夠與每項業(yè)務流程實現結合，使得今天的企業(yè)與以往任何時候都更加與眾不同。采用下一代數據中心技術的企業(yè)將數據視為其企業(yè)的資產，幫助他們在創(chuàng)新應用程序時，產生更高的業(yè)務價值。

4、降低復雜性和風險

       在不擴大風險的情況下實現創(chuàng)新對企業(yè)而言是至關重要的。傳統(tǒng)的IT基礎架構很復雜，具有多個不同的平臺，并且依賴于人工手動操作。每當IT無法快速響應客戶的需求時，操作風險就會增加。構建云基礎架構需要高度組織化的設計方法，但不需要提升風險，并避免IT孤島的產生。下一代數據中心架構通過融合的基礎架構管理方法，有助于降低風險。

1、第1階段：從標準化到虛擬化

       企業(yè)相關新標準的開發(fā)就是旨在降低數據中心的復雜性和運營成本開銷。該轉型適用于供應商，架構和IT方法。今天，標準化的概念仍然像一個多世紀以前一樣引人注目，彼時，亨利福特通過標準化工業(yè)流程，將汽車制造的時間縮短了六倍。

       在過去的二十年中，IT業(yè)界在x86服務器和基于以太網的網絡上實現了標準化。而對于基礎設施過度蔓延的管理方面的挑戰(zhàn)很快就推動產生了整合的概念。IT業(yè)界還實現了服務器和桌面臺式機管理員雇用方面的標準化。對于服務器蔓延的管理可能涉及整合底層基礎架構和為其提供支持的相關人員，因為基礎架構和通信孤島都會影響到IT服務并扼殺企業(yè)業(yè)務。

虛擬化技術的部署使得IT企業(yè)能夠從他們已經擁有的資源中獲得更多——包括獲得業(yè)務敏捷性，特別是在計算周期中。數據中心使用更大的集中式資源池運行。雖然孤島仍然存在，但網絡的商品化，互操作性已然成為常態(tài)。

2、第2階段：從虛擬化到自動化

       虛擬化服務器資源可以有助于提高利用率，但創(chuàng)新者很快就會尋求更快，更高效的IT服務交付，并轉向云服務解決方案。云服務通過按需提供資源和作為服務來擴展虛擬化的所有優(yōu)點。在云服務中，IT管理員不再控制諸如配置、管理和維護管理程序之類的工作任務;這些功能通過自動化通信的API進行管理。云計算允許企業(yè)最大化對富有彈性、可擴展資源的共享池的網絡訪問。軟件定義的硬件最初是關于整合的——將20臺物理服務器虛擬化到運行20臺虛擬機的三臺主機服務器上。從2015年起，軟件定義的基礎設施更多地是關于快速的服務交付和靈活的后端系統(tǒng)，而不是利用率。

       如果自動化是關于任務編寫的，那么云業(yè)務流程安排管理就是關于流程的編寫。通過協調工作流程，交付自動化，包括對于復雜系統(tǒng)、中間件和服務的安排、協調和管理。業(yè)務流程安排管理意味著將供應商抽象為IT資源，并將按需滿足服務需求作為最終目標。 業(yè)務流程安排管理軟件通過重用基本構建塊，并將自動化任務拼接到業(yè)務級的工作流中，充分利用了自動化的所有優(yōu)勢。在下一代數據中心中，IT不再需要關注服務的來源;而且此時的IT服務不僅可以按需提供，而且費用也會進一步的降低。

        下一代的數據中心設計涉及在數據中心框架的每一層采用五項架構原則的統(tǒng)一方法。這種方法會影響支持整個交付堆棧的軟件、流程和人員。這五項原則分別是：

橫向規(guī)模化擴展：在下一代數據中心中，資源池提供跨數據中心各層的無中斷的橫向水平擴展。提前兩年、三年或五年針對某些突出業(yè)務的需求進行部署是不合時宜的，因為您企業(yè)的基礎設施其實可以隨著您的業(yè)務需求變化而逐步擴展。線性的、可預測的容量和性能增長以及有保證的服務質量(QOS)是下一代數據中心必不可少的操作，這是使得橫向擴展設計成功的關鍵。

       確保性能：原始性能僅僅只是下一代數據中心解決方案的一半。 QoS控制必須整合到整個基礎架構中，否則任何保證都只能達到與最薄弱的環(huán)節(jié)一樣的水平。傳統(tǒng)的基礎架構設計并非旨在滿足大規(guī)模的云部署的預期服務水平的同時平衡增加的網絡容量。而在下一代數據中心中，動態(tài)管理諸如CPU、內存、帶寬、存儲容量和存儲性能等資源，能夠提供所需和預期的應用程序體驗。

       自動化管理：企業(yè)IT負責推動創(chuàng)新和增長。如果IT在這方面受到阻礙，企業(yè)就會因面臨更加靈活敏捷的競爭對手而使得營收蒙受損失，并有可能面臨發(fā)生重大的停機中斷的風險。利用軟件自動化來管理掌控決策點，進而推動由硬件的物理限制到軟件的無邊界設計能力模式的轉變。下一代數據中心自動化通過策略驅動的配置和資源分配實現業(yè)務成果價值的最大化，并消除以端點為中心的管理。如果期望服務交付需求滿足規(guī)?；?，則自動化任務和工作流程的安排管理便是企業(yè)的基礎。

       數據保證：下一代數據中心的數據保證包括無縫的基礎架構彈性，而無需應用程序的配置。我們可以將數據保證工程比作在地震帶上進行建筑物的設計;沒有任何一幢建筑物能夠百分百的確保能夠承受所有大級別的地震活動，但良好的抗震結構設計則會以指數方式降低災難發(fā)生的可能性。下一代數據中心架構設計提前為這些災難的發(fā)生做好規(guī)劃，同時通過自我修復，容錯的架構減輕其發(fā)生的可能性。

      全球效率：傳統(tǒng)數據中心模型的設計規(guī)劃前提是更多功能將需要消耗更多資源——無論是物理資源、財務資源還是人力資源。而在下一代數據中心設計規(guī)劃中，企業(yè)不會承受過多的IT資源。推動全球效率的實現始于服務器平臺、網絡和存儲協議利用率的提升，以及支持每個層的供應商和IT團隊效率的提升。