融合的云计算基础架构

1、融合的云计算基础架构从概念期进入更加关注部署和实践的落实”期。本文围绕云计算基础架构 阐述相关的技术和解决方案体系，探讨在检察院行业的应用可能性。融合的云计算基础架构云计算不仅是技术，更是服务模式的创新。云计算之所以能够为用户带来更 高的效率、灵活性和可扩展性，是基于对整个IT领域的变革，其技术和应用涉 及硬件系统、软件系统、应用系统、运维管理、服务模式等各个方面。IaaS（基础架构即服务）作为云计算的三大部分之一，将基础架构进行云化，从而更好的为应用系统的上线、部署和运维提供支撑，提升效率，降低TCO。同时，由于IaaS包含各种类型的硬件和软件系统，因此在向云迁移过程中也面 临前所未有的复杂

2、性和挑战。那么，云基础架构包含哪些组件？主要面临哪些问 题？有哪些主要的解决方法呢？云基础架构如图1所示，传统的IT部署架构是“烟囱式”的，或者叫做专机专用”系 统。AppDB应用系统A I您用系统B I成用系统图1传统IT烟囱”模式部署架构在这种架构中，新的应用系统上线的时候需要分析该应用系统的资源需求， 确定基础架构所需的计算、存储、网络等设备规格和数量，这种部署模式主要存 在的问题有以下两点：硬件高配低用。考虑到应用系统未来3 5年的业务发展，以及业务突发的需 求，为满足应用系统的性能、容量承载需求，往往在选择计算、存储和网络等硬 件设备的配置时会留有一定比例的余量。但硬件资源上线后，应

3、用系统在一定时 间内的负载并不会太高，使得较高配置的硬件设备利用率不高。整合困难。用户在实际使用中也注意到了资源利用率不高的情形，当需要上 线新的应用系统时，会优先考虑部署在既有的基础架构上。但因为不同的应用系 统所需的运行环境、对资源的抢占会有很大的差异，更重要的是考虑到可靠性、 稳定性、运维管理问题，将新、旧应用系统整合在一套基础架构上的难度非常大， 更多的用户往往选择新增与应用系统配套的计算、存储和网络等硬件设备。这种部署模式，造成了每套硬件与所承载应用系统的专机专用”，多套硬 件和应用系统构成了烟囱式”部署架构，使得整体资源利用率不高，占用过多 的机房空间和能源，随着应用系统的增多，I

4、T资源的效率、扩展性、可管理性 都面临很大的挑战。云基础架构的引入有效解决了传统基础架构的问题（如图2所示）。应用系统A疵用系统B应用系统匚-WebWeb-Web,App,AppA口 pDB*DB让算资源池1存曲球洒网密源洒云层云计剧S拟化苻磕邮化网暗邮化虚拟化房itw存健龄牛层图2云计算融合模式部署架构云基础架构在传统基础架构计算、存储、网络硬件层的基础上，增加了虚拟 化层、云层：虚拟化层：大多数云基础架构都广泛采用虚拟化技术，包括计算虚拟化、存 储虚拟化、网络虚拟化等。通过虚拟化层，屏蔽了硬件层自身的差异和复杂度， 向上呈现为标准化、可灵活扩展和收缩、弹性的虚拟化资源池；云层：对资源池进行

5、调配、组合，根据应用系统的需要自动生成、扩展所需的硬件资源，将更多的应用系统通过流程化、自动化部署和管理，提升IT效率。相对于传统基础架构，云基础架构通过虚拟化整合与自动化，应用系统共享 基础架构资源池，实现高利用率、高可用性、低成本、低能耗，并且通过云平台 层的自动化管理，实现快速部署、易于扩展、智能管理，帮助用户构建IaaS （基 础架构即服务）云业务模式。二、云基础架构融合云基础架构资源池使得计算、存储、网络以及对应虚拟化单个产品和技术本 身不再是核心，重要的是这些资源的整合，形成一个有机的、可灵活调度和扩展 的资源池，面向云应用实现自动化的部署、监控、管理和运维。云基础架构资源的整合，

6、对计算、存储、网络虚拟化提出了新的挑战，并带 动了一系列网络、虚拟化技术的变革。传统模式下，服务器、网络和存储是基于 物理设备连接的，因此，针对服务器、存储的访问控制、QoS带宽、流量监控 等策略基于物理端口进行部署，管理界面清晰，并且设备及对应的策略是静态、 固定的。云基础架构模式下，服务器、网络、存储、安全采用了虚拟化技术，资 源池使得设备及对应的策略是动态变化的（如图3所示）。上居网络图3云基础架构融合部署由于部署了虚拟化，一台独立的物理服务器变成了多个虚拟机，并且这些虚 拟机是动态的，随着应用系统、数据中心环境的变化而迁移、增加、减少。例如 图3中的Serverl，由于某种原因（例如S

7、erverl负载过高），其中的某个虚拟机 VM1迁移到同一集群中的Server2。此时如果要保持VM1的业务访问不会中断， 需要实现VM1的访问策略能够从Portl随着迁移到Port2，这就需要交换机能 够感知到虚拟机的状态变化，并自动更新迁移前后端口上的策略。这是一种简单的计算虚拟化与网络融合联动的例子。最新的EVB （以太网虚 拟桥接）标准VEPA （虚拟以太网端口聚合，802.1Qbg）即是实现这种融合联 动方案的技术标准，其包括了 VDP虚拟机发现和关联、CDCP虚拟机多通道转 发等协议，通过标准化的主机与网络之间虚拟化信息的关联控制，实现虚拟化环境向物理环境的映射，使得虚拟机的服务变

8、更可以通过网络的感知来自动化响 应。事实上，云基础架构融合的关键在于网络。目前计算虚拟化、存储虚拟化的 技术已经相对成熟并自成体系，但就整个IT基础架构来说，网络是将计算资源 池、存储资源池、用户连接组一起的纽带，只有网络能够充分感知到计算资源池、 存储资源池和用户访问的动态变化，才能进行动态响应，维护网络连通性的同时， 保障网络策略的一致性。否则，通过人工干预和手工配置，会大大降低云基础架 构的灵活性、可扩展性和可管理性。三、云基础架构融合方案如图4所示,云基础架构分为三个层次的融合。WebApp应用素统B业务屋 FW LB管理层 应用星理 网暗管理 计算管理 存裱笛理基矗构计物a化网培虚拟

9、此虚拟化房trff网霜硬件层存储信薄弛*0B图4云基础架构融合的层次硬件层的融合例如上文提到的VEPA技术和方案，则是将计算虚拟化与网络设备和网络虚 拟化进行融合，实现虚拟机与虚拟网络之间的关联。此外，还有FCoE技术和方 案，将存储与网络进行融合；以及横向虚拟化、纵向虚拟化实现网络设备自身的 融合。业务层的融合典型的方案是云安全解决方案。通过虚拟防火墙与虚拟机之间的融合，可以 实现虚拟防火墙对虚拟机的感知、关联，确保虚拟机迁移、新增或减少时，防火 墙策略也能够自动关联。此外，还有虚拟机与LB负载均衡之间的联动。当业务 突发资源不足时，传统方案需要人工发现虚拟机资源不足，再手工创建虚拟机， 并

10、配置访问策略，响应速度很慢，而且非常的赛时赛力。通过自动探测某个业务 虚拟机的用户访问和资源利用率情况，在业务突发时，自动按需增加相应数量的 虚拟机，与LB联动进行业务负载分担；同时，当业务突发减小时，可以自动减 少相应数量的虚拟机，节省资源。不仅有效解决虚拟化环境中面临的业务突发问 题，而且大大提升了业务响应的效率和智能化。管理层的融合云基础架构通过虚拟化技术与管理层的融合，提升了 IT系统的可靠性。例 如，虚拟化平台可与网络管理、计算管理、存储管理联动，当设备出现故障影响 虚拟机业务时，可自动迁移虚拟机，保障业务正常访问；此外，对于设备正常、操作系统正常、但某个业务系统无法访问的情况，虚拟

11、化平台还可以与应用管理 联动，探测应用系统的状态，例如Web、APP、DB等响应速度，当某个应用无 法正常提供访问时，自动重启虚拟机，恢复业务正常访问。四、结束语数据中心由传统基础架构向云基础架构的转变，极大提升了基础架构融合的 必要性和可行性。通过资源池的云网融合，构建统一、融合、联动的基础架构系 统，不仅提升了应用系统部署的可靠性、灵活性、可扩展性和可管理性，而且也 促进了云计算的应用和实践。目前人民检察院的信息化系统也将从传统的数据中心架构向云基础架构演 进，满足检察院信息系统的快速批量部署、系统性能优化、降低管理维护工作量 的需求，适应侦查信息化和装备现代化的科技强检需求，实现侦查方式战略转变、 推动犯罪侦查工作和检务管理工作科学发展。云计算系统已经在政府、教育、大企业、运营商等行业得到越来越多的成熟 应用