2020年云计算平台设计方案.pdf
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1、最全的云计算平台设计方案文档仅供参考1.云计算参考架构在私有云当中,主要包含以下几个组件:物理基础架构、虚拟化层、服务自动化层服务门户、安全体系、云API和可集成的其它功能。(如图私有云参考架构)安全*枝保留和计划的家我眼务自服务目录安全的过程连接收务自动化废他化假物理柒构ft r资忌泄图3.4私有云参考架构a)物理基础架构物理架构的定义是组成私有云的各种计算资文档仅供参考源,包括存储、计算服务器、网 络,无论是云还是传统的数据中心,都必须基于一定的物理架构才能运行。在私有云参考架构中的物理基础架构其表现形式应当是以资源池模式出现,也就是说,所有的物理基础架构应当是统一被管,且任一设备能够看成
2、是无状态,或者说并不与其它的资源,或者是上层应用存在紧耦合关系,能够被私有云根据最终用户的需求,和预先定制好的策略,对其进行改变。b)虚拟化层虚拟化是实现私有云的前提条件,经过虚拟化的方式,能够让计算资源运行超过以前更多的负载,提升资源利用率。虚拟化让应用和物理设备文档仅供参考之间采用松耦合部署,物理资源状态的变更不影响到虚拟化的逻辑计算资源。且能够根据物力基础资源变化而动态调整,提升整体的灵活性。C)服务自动化层服务自动化层实现了对计算资源操作的自动化处理。它能够集中的监控当前整体计算资源的状 态,比如性能.可用性.故障.事件汇总等等,并经过预先定义的自动化工作流进行相关的处Iio服务自动化
3、层是计算资源与云计算服务门户相关联的重要部件,服务自动化层拥有自动化配置和部署功能,能够进行服务模板的制定,并将服务内容和选择方式在云计算服务门户上注册,用户能够经过服务门户上的服务目录来选择相文档仅供参考应的计算资源请求,由服务自动化层实现服务交付。d)云 API云应用开发接口提供了一组方法,让云服务门户和不同的服务自动化层进行联系,经过云API,能够在一个私有云当中接入多个不同地方的计算资源池,包括不同架构的计算资源,并经过各自的服务自动化体系去进行服务交互。e)云服务门户云服务门户是用户使用私有云计算资源的接,云服务门户上提供了所有可用服务的目录,并提供了完善的服务申请流程,用户能够执行
4、申请、变更、退回等计算资源使用服务。文档仅供参考云服务门户收到最终用户的请求时,将根据预先定义好的策略对该请求进行马上供应.预留或者排队。不同的用户经过同一个云服务门户当中,将会看到只属于自己的应用.计算资源和服务录,这是云计算当中的多租户技术,用户使用的资源在后台集中,可是在前端是完全的逻辑分离,有众多的安全保护措施来确保隔离。f)安全体系在私有云当中,具有完整的安全体系,包括物理资源、虚拟化平台、系统安全、应用安全和用户访问安全,每个层次都有相关的安全监控和控制,确保最终用户的应用运行稳定可靠。文档仅供参考g)集成私有云当中能够集成其它更多的功能,以达到更好的服务效果。如服务级别管理,提供
5、更好的服务质量。容量管理,为私有云的服务能力和扩展趋势作出建议。计量和收费,真正实现按使用付费。2.1虚拟化数据中心参考架构文档仅供参考2.1.1虚拟化数据中心蓝图划用白am逑叔会南口、才圣祥福虚拟化数据中心图-虚拟化数据中心如图“图-虚拟化数据中心所示,在整个虚拟化数据中心当中包括了虚拟化平台,虚拟化数据中心管理,虚拟化数据中心备份,虚拟化数据中心运维,虚拟化数据中心安全,总 共5个组成部分。经过对每个组成部分的功能进行详细划分,我们能够得到虚拟化数据中心的参考架构图(图3.8虚拟化数据中心架构图1城浇配置黄屯I虚拟化数据中心管理问题定位i健 康 检 查:静域管理审计监 控:配 酉 管 理:
6、自动部署所有资源虚拟化 士.4 C 虚拟化平台虚拟化数据中心运维-n l易 励-1(设计.搭建、供给)I服 务 假 花虚拟化数据中心安全文档仅供参考存赭敷据史必一人.触 一 接 中 一 心 一 B虚拟化数据中心备份自动发现:容 劈 管 理;资 源 分 析 资源池图-虚拟化数据中心架构虚拟化平台:虚拟化数据中心的基础和应用运行平台,实现所有计算资源的池化,能够实现共享、动态、集中监控、集中管理、扩展和高可用的特性。虚拟化数据中心管理:虚拟化数据中心的管理平台不但能够实现对底层基础架构的管理,同时也能够实现对虚拟化资源的管理,而且能够在统一的管理平台上实现跨地域,多数据中心的管理。文档仅供参考虚拟
7、化数据中心运维:虚拟化数据中心运维平台是确保虚拟化数据中心进行自动化操作的关键平台,也是和未来的有云门户进行接口的平台。虚拟化数据中心备份:经过虚拟化备份平台的建 设,对整个数据中心中的应用、数据实现集中的备份和恢复,确保当出现系统故障、误操作等情况下的应用系统可用性和可恢复。虚拟化数据中心安全:集中的虚拟化数据中心安 全,根据不同用户、不同管理员的使用权限和角 色,对其能够访问的系统,能够执行的操作进行详细的定义。2.1.2虚拟化中心计算平台文档仅供参考2.1.2.1虚拟化平台组成虚拟化数据中心基础架构平台是面向业务系统以虚拟化技术为核心的一体化架构平台。它主要包含:统一计算资源层:无状态的
8、计算资源节点,各个计算节点能够透明的添加,调 配,更改或删除,而且不影响应用系统的正常运行;单个计算节应具备更好的虚拟化技术支持能力,优化的CPU和MEM配 比,充分保证虚拟技术对物理资源的文档仅供参考充分利用;多协议支持能力,要 对FC.iSCSI和NFS协议均具备良好的拨接端口和支持能力精简的连接架构,网络交换架构要控制在二层之内,做到一次布线的多协议,多链路支持能力;图形化的管理界面,能实施动态监控和管理各个模块单 元;开放的体系架构,能够连接第三方的统一网络和统一存储及虚拟化资源层。统一网络资源层:与虚拟交换机环境一体化的网络交换环境,能实现虚拟机提供的平滑漂移;端到端的网络QoS保
9、障,能动态调节虚拟机的网络负载;可支持跨地域的二层网络交换架构,同步状态下能支持100KM的同城数据中心间实现一体化资源池体系;能与现有的网络结构充分融合,应由业界领导的网络厂商的核心产品构成,充分保障兼容性和用户投资。文档仅供参考统一存储资源层:多协议支持能力,要同时具备FC.iSCSI和NFS的稳定支持能力;动态的I/O资源调整能力,经过分层存储(企业级闪存磁 盘,光纤通道磁盘和SATA磁 盘)自动化的调度其上的虚拟机所处的位置,使虚拟机在存储资源层具备透明的I/O随需调整能力;存储级的虚拟环境快照和克隆能力,要能支持虚拟机环境的快照和克隆技术,对虚拟化环境提供高效的保障环 境;针对虚拟化
10、环境的存储消重技术,充分利用虚拟化环境下大量数据重复的特点进行消重支 持,更高效的利用存储资源;与虚拟资源层紧密结合的复制和灾备技术,从数据层充分保障虚拟化环境的备份,复制和灾备体系的稳定和高效实现。虚拟化资源层:稳定可靠的虚拟化操作系统,文档仅供参考具备安全高效的内核,充分保障虚拟化操作系统层的稳定可靠运行;极小的性能消耗,最大限度的把物理资源有效的提供给虚拟机进行使用;个体封装,各个虚拟机之间独立运行,互不影响;高可用的支持支持能力,保障虚拟化的业务应用系统能够按需实现容错,漂 移,冷备等不同层次的高可用能力;开放性的支持能力,对统一计算平台、统一网络平台和统一存储平台的第三方环境具备良好
11、的兼容性和支持能力,并得到充分的测试认证。在各个统一资源层的基础上经过开放的A PI接,构建一体化的监控部署工具进行统一管理,其目标就是构建一套有机结合在一起的,能够快速灵活部署和调用的虚拟化数据中心基础架构体系。文档仅供参考图-虚拟化数据中心基础架构平台组成图文档仅供参考2.1.2.2虚拟化平台功能特性虚拟化数据中心基础架构平台要求整个平台能够端到端的灵活调整资源部署,能够按照业务部署的要求快速的添加和调用资源部署;在这个平台上运行的应用业务系统能够实时调节计算.网络和存储资源配置,而且对应用用户完全透明没有影响;因此该平台应该具备以下功能特点:为应用业务系统提供可快速部署、调配的资源池体系
12、,满足虚拟机的部署和资源灵活调整 需 求;与虚拟化层技术紧密结合在一起,使虚拟化层的管理工具能够直接快速的调用底层资源;一体化的监控和部署环境,能够对统一计算平台.统一网络平台和统一存储存储的各个文档仅供参考层资源进行一体化的监控和快速部署及调整;统一计算平台的各个计算单元应具备无状态的属性特点,满足透明的实时变更、添加和调整计算资源的需要;统一网络平台应具备多协议的稳定支持能力,具备面向虚拟化层的QoS保障能力,具备一致的网络性能和安全规则部署能力;统一存储平台应具备稳定的多协议支持能力,具备面向虚拟化层的I/O实时调节能力,具备完整的与虚拟化技术紧密结合的存储备份、复制与恢复技术能力;经过
13、严格测试认证和预先集成的体系架构,有效避免各个层面的潜在风险,并最大限度的发挥虚拟化平台的优势;文档仅供参考在空间.能耗和维护成本上应比传统的物理架构具备明显的优势;能够提供面向SLA的服务级别保障,使用户的整个I T 资源平滑的向ITaaS架构过渡;提供统一的支持服务体系,帮助用户快速准确的解决问题。2.1.2.3虚拟化平台扩展性虚拟化数据中心基础架构平台要能够满足用户业务应用系统实施变更和快速增长的需求,因此要求整个平台能够具有非常灵活和高效的扩展 能 力:模块化的快速部署能力,可一体化的添加计文档仅供参考网络和存储资源,并与原有虚拟化基础平台能够形成统一的资源体系;按需独立横向扩展计算资
14、源、网络资源或存储资源的能力,满足各个层面资源扩展的需求;具备跨地域的资源融合能力,能够将位于不同地理位置的虚拟化基础架构平台融合为统一的虚拟资源池架构,满足用户构建双活或多活数据中心及未来云架构数据中心的2.1.2.4虚拟化平台性能虚拟化数据中心基础架构平台必须能够充分发挥虚拟化技术的性能,支持业界领先的虚拟化文档仅供参考技术软件所需要的各种功能,并能够在最大程度上发挥虚拟化技术的优势。在稳定可靠的前提条件 下,整个统一虚拟化基础架构平台应具备足够的灵活性以满足用户业务应用系统对不同规模和性能的要求。例 如:应具备小型、中型、大型的平台建设规模,它们之间的性能和容量不同,但又在一定的范围内灵
15、活可调,同时具备统一在一起融合管理的能力。按照当前用户的普遍规律来划分:小型规模应满足5 0个左右的业务应用系统或500个左右的虚拟桌面环境;中型规模应满足200个左右的业务应用系统或1000个左右的虚拟桌面环境;大型规模应满足800个左右的业务应用系统或3000个左右的虚拟桌面环境。文档仅供参考2.1.2.5与现有环境融合虚拟化数据中心基础架构平台是用户今后部署和运维业务应用系统的主要资源平台,同时它又是全面面向虚拟化技术紧密集成的资源平台,因此它需要完善的支持好虚拟化技术所需的各种支撑,而虚拟化资源层则需要尽量丰富的支持用户现有的应用部署环境。以用户现有环境为例,Intel平台上的Wind
16、ows环境和Linux环境的支持是十分必要的。另外还应该提供有效的工具和服务能够为用户提供所需的从物理环境到虚拟化环境下的应用迁移服务。在用户今后的使用过程中还应提供相应的规划.部 署、运维等方面的最佳实践建议。文档仅供参考2.1.2.6虚拟化平台高可用虚拟化数据中心基础架构平台至少需要具备“5个9或更高的高可用性,还应该能够用户需求扩展相应的保护和安全手段,满足用户迈向“永不停顿的云计算数据中心的需求。至少应该从以下层面综合考虑:产品层次的高可用性:冗余的产品模块和结构,在发生局部硬件故障时不影响产品正常使用或能够实时更换修复;架构层次的高可用性:计 算,网络和存储控制节点都是冗余的体系架构
17、,充分保障整个系统的高可用性;管理层次的高可用性:管理控制节点和路径均文档仅供参考有 冗 余 保 障,充分实现管理架构的高可用性;提供不同层级的应用和数据保护能力:根据用户 的SLA模 型,结合备份恢复,快 照,克 隆,归 档,压 缩,消 重,同步异步复制,灾 备 技 术,多路径负载均衡技术,等等方面的技术保障,来实现不同级别,比 如:小时级别、分钟级别或秒级别的高可用业务保护能力;提供不同层级的安全访问控制能力:能实现针对不同需求用户的功能分层管理,在虚拟化的动态数据中心中也要实时保障整个系统认证的稳定可靠,保障权限分配系统的安全和高效运 行,实时监控异常状态,并能够进行处理和恢复。文档仅供
18、参考2.1.3虚拟化数据中心管理2.1.3.1 虚拟化数据中心管理挑战随着虚拟化技术在数据中心的实现,虚拟化数据中心到私有云以及公有云的过程中,传统的IT管理方式已经被彻底改变。虚拟化转变了 IT基础架构的管理方式。服务器成了动态软件文件,网络成为了能够灵活调度的资源,存储由单一的阵列和磁盘变成了透明共享的存储空间。IT管理者可按需使用基础架构资源池以更高的速度和效率加以配置、管理和保护。企业能够按最高的可用性和服务级别无缝交付应用程序,而没有传统IT解决方案的高昂成本和复杂性。文档仅供参考IT架构复杂度IT管理成本IT管理效率1.IT系统虚拟化程度越来越高2.基于虚拟化平台的企业内部应用系统
19、越来越多3.业务系统对分布式虚拟数据中心的需求4.面对私有云和公有云的转变1.数据中心管理成本不断增长2.虚拟化管理的TCO3.云计算平台的管理依赖于第三方公司的产品1.业务系统对IT服务的交付要求越来越高2.虚拟化数据中心的业务流程亟待完善3.IT管理服务级别要求的提高图-虚拟化数据中心管理挑战:可是伴随着数据中心虚拟化程度的深入,用户将会面临越来越多的管理瓶颈(如图-虚拟化数据中心管理挑战):IT架构复杂度提高随 着IT系统虚拟化程度越来越高,面临的虚拟化管理也越来越复杂;基于虚拟化平台的企业内部应用系统越来越多,使得虚拟数据平台的压力变的多样化,同时多样的应用对虚拟化平文档仅供参考台资源
20、的交付要求也有差异;业务系统的发展使得对分布式虚拟数据中心的需求也提上了日程;用户将要面正确是私有云和公有云的转变,如何保证当前虚拟化数据中心能够平滑的过渡到未来发展的私有云到公有云,这种转变要求当前的架构具有可靠地弹性管理。IT管理成本增加的趋势毫无疑问,虚拟化将用户从传统的管理方式过渡到虚拟化之后,面对大量的虚拟资源,虚拟服务器,虚拟存储,要求数据中心管理成本必须得到控制,不能够随着虚拟机数量的增多以及其它要控制的虚拟对象的增多而无谓的增加管理人员的开支,管理软件的购买等成本消耗上。虚拟化管理的TCO要达到更高的水平,就必须依赖于虚拟化架构上的管理手段,而不能依赖于将虚拟文档仅供参考化平台
21、甚至私有云架构放到第三方昂贵的管理软件产品中去。IT管理效率业务应用系统对IT服 务的交付要求越来越高,同时虚拟化数据中心的业务流程亟待完善,面对提 高IT管理效率压力的同时,还要保障IT管理服务的级别。文档仅供参考2.1.3.2虚拟化数据中心管理参考架构I二4,仙W 册确她发AMX 口的虚机井城行嵋|只活的为生机。也更M n动化的座机部北管理 通过流邨门动化、niL;;l;/nCMDB状。,Chaigback 於伊.京门按11 一北 圭财满足川,7,务宗携力图-虚拟化数据中心管理参考架构虚拟化数据中心的管理系统建立包含多个方面的内容,从上图(图-虚拟化数据中心管理参考架 构)能够看出,虚拟化
22、数据中心管理虚拟化数据中心面正确管理主要关注以上五个部分的内容:虚拟化数据中心资源池管理:针对虚拟化数据中心当中基础架构的管理,能够实现对服务器、文档仅供参考网络、存储的统一和融合管理,能够实现对异构资源的管理。虚拟化资源管理:在虚拟化数据中心当中,所有的计算资源都是虚拟化的方式体现,以逻辑单元的模式对应用提供服务,虚拟化数据中心管理系统应当实现对虚拟化资源的集中管理,包括自动发现,统一监控,自动化配置,资源调配,虚拟服务器部署等。高可用性管理:关键性业务在虚拟化平台上的运行必须要有高可用平台的保证,虚拟化中心管理平台需要能够为应用提供数据迁移.复制和容灾等方面的管理功能。服务级别管理:虚拟化
23、数据中心的资源将经过标准化服务的模式提供,管理系统应当能够提供流程自动化管理,ITIL管理和CMDB联合。文档仅供参考丰 富 的A PI接口:虚拟化数据中心管理平台需要具有丰富的A PI接 口,为用户提供标准化的、开放的用户业务系统开发接口,实现与用户现有系统的对接和扩展。2.1.3.3资源池管理对于虚拟化数据中心的基础部分,是由基础平台的计算资源,网络资源和存储资源共同组成的,对于不同的资源,管理员必须实现统一的资源管理才能够对各种资源做更好的调度和分配。统一的基础架构管理平台应当提供了对于资源池的统一管理和资源的自动化灵活配置等多种有效的虚拟数据中心管理功能。包 括:统一的对各组成元素的管
24、理,减少多个服务器,文档仅供参考网络和存储配置的管理工具从单个管理点管理单个的虚拟化中心计算平台和跨地域的计算平台,实现变更的合规性管理整合的控制面板基于策略的配置和更改管理深度可见性,能够从虚拟层到物理层的深度定位能够对整个系统的硬件和应用进行监控可与第三方企业管理解决方案集成2.1.3.4虚拟化资源管理经过采用虚拟化资源的管理平台JT管理员可大幅改进对虚拟环境的控制:文档仅供参考提供集中的虚拟资源控制和实现虚拟基础架构各个级别的可视性。经过前瞻性的资源管理更好的发挥每个物理资源的性能。能够实现资源清单搜索,使得包括虚拟机、主机.数据存储区和网络在内的整个虚拟化资源在虚拟化中心中的任何位置唾
25、手可得。存储映射和报告可传达有关存储使用.连接和配置的信息。可定制的拓扑视图为您提供存储基础架构的可视性,并可帮助进行存储问题的诊断和故障排除。性能图表经过可实时或按指定时间间隔查看的更详细统计数据和图表,监视虚拟机.资源池和服务器的利用率及可用性。主机配置文件标准化并简化您配置和管理虚文档仅供参考拟主机配置的方式。捕获经过验证的已知配置(包括网络.存储和安全设置)的蓝图,并将其应用于多台主机以简化设置。主机配置文件策略还能够监视遵从性。能效完全支持资源动态调度,可持续监视同一个个资源群集中的利用率,并在群集只需较少资源时将主机置于备用状态以减少能耗。提供一个功能强大的编排引擎,使您能够使用即
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