云数据中心架构

1、云计算下的数据中心架构来源：机房360作者：程应军陈鹰 更新时间：2011-12-26 10:13:15摘要：目前最引人关注的的IT概念非“云计算”莫属，云计算已经成为当今IT界乃至全 球商界最为津津乐道的一个新概念。云计算是指利用大规模的数据中心或超级计算机集群， 通过互联网将计算资源免费或按需租用方式提供给使用者。毓书推荐本书重点.阐述了如何构建 面向未来的新型绿色大型 皿巳,利用欧美目前答类鼬 技术、新思路；新产品， 并结合中国的具体恰比， 环造、气温、国标.客户 斋求t 急结一些实用而又 且体的方案也为国内数 据中心同行提供新惜竖匚云计算的一个重要应用在于由第三方机构提供云计算数据中心

2、，并为大量的中小企业提 供远程共享式的云计算应用服务。使得这些企业不需要建设自己的数据中心就可以使用所需 的计算资源，实现成本最优化、资源共享最大化。云计算，应当高度贴合网络未来更高层次的发展趋势，着力于提高网络数据处理和存储 能力，致力于低碳高效的利用基础资源。具体而言，应着重从高端服务器、高密度低成本服 务器、海量存储设备和高性能计算设备等基础设施领域提高云计算数据中心的数据处理能力。 云计算要求基础设施具有良好的弹性、扩展性、自动化、数据移动、多租户、空间效率和对 虚拟化的支持。那么，云计算环境下的数据中心基础设施各部分的架构应该是什么样的 呢？1、云计算数据中心总体架构云计算架构分为服

3、务和管理两大部分。在服务方面，主要以提供用户基于云的各种服务 为主，共包含3个层次：基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS。在管 理方面，主要以云的管理层为主，它的功能是确保整个云计算中心能够安全、稳定地运行， 并且能够被有效管理。其总体架构如下图。Softwaic as a Service （软件即服务）Google AppsSaJesforef CRMOffi-ce Web Apps ZahoHTML | mgeris | 。睫 | FUsh , j gUvergtPlatform挡a Sendee （平台即服务）Force coin Goode AppEnaueW

4、indows Azure PlarfonuHerku.I rest i多职户井斤灶理应用服*雷I徐布式曜存Infrastnicturc a&a Service 基础设施即服务）Amazoa E2 LBMBlu ClcudCi scoUCSJoyeiar布统虚杷化封布式存慵笑系霎煎据附XoXQL2、云计算机房架构根据长城电子公司多年的经验，为满足云计算服务弹性的需要，云计算机房采用标准化、 模块化的机房设计架构。模块化机房包括集装箱模块化机房和楼宇模块化机房。集装箱模块 化机房在室外无机房场景下应用，减轻了建设方在机房选址方面的压力，帮助建设方将原来 半年的建设周期缩短到两个月，而能耗仅为传统机

5、房的50%，可适应沙漠炎热干旱地区和 极地严寒地区的极端恶劣环境。楼宇模块化机房采用冷热风道隔离、精确送风、室外冷源等 领先制冷技术，可适用于大中型数据中心的积木化建设和扩展。3、云计算网络系统架构网络系统总体结构规划应坚持区域化、层次化、模块化的设计理念，使网络层次更加清 楚、功能更加明确。数据中心网络根据业务性质或网络设备的作用进行区域划分，可从以下 几方面的内容进行规划。1）按照传送数据业务性质和面向用户的不同，网络系统可以划分为内部核心网、远程 业务专网、公众服务网等区域。2）按照网络结构中设备作用的不同，网络系统可以划分为核心层、汇聚层、接入层。3）从网络服务的数据应用业务的独立性、

6、各业务的互访关系及业务的安全隔离需求综 合考虑，网络系统在逻辑上可以划分为存储区、应用业务区、前置区、系统管理区、托管区、外联网络接入区、内部网络接入区等。此外，还有一种Fabric的网络架构。在数据中心部署云计算之后，传统的网络结构有 可能使网络延时问题成为一大瓶颈，这就使得低延迟的服务器间通信和更高的双向带宽需要 变得更加迫切。这就需要网络架构向扁平化方向发展，最终的目标是在任意两点之间尽量减 少网络架构的数目。Fabric网络结构的关键之一就是消除网络层级的概念，Fabric网络架 构可以利用阵列技术来扁平化网络，可以将传统的三层结构压缩为二层，并最终转变为一层， 通过实现任意点之间的连

7、接来消除复杂性和网络延迟。不过，Fabric这个新技术目前仍未 有统一的标准，其推广应用还有待更多的实践。4、云计算主机系统架构云计算核心是计算力的集中和规模性突破，云计算中心对外提供的计算类型决定了云计 算中心的硬件基础架构。从云端客户需求看，云计算中心通常需要规模化的提供以下几种类 型的计算力，其服务器系统可采用三（多）层架构，一是高性能的、稳定可靠的高端计算， 主要处理紧耦合计算任务，这类计算不仅包括对外的数据库、商务智能数据挖掘等关键服务， 也包括自身账户、计费等核心系统，通常由企业级大型服务器提供；二是面向众多普通应用 的通用型计算，用于提供低成本计算解决方案，这种计算对硬件要求较低

8、，一般采用高密度、 低成本的超密度集成服务器，以有效降低数据中心的运营成本和终端用户的使用成本；三是 面向科学计算、生物工程等业务，提供百万亿、千万亿次计算能力的高性能计算，其硬件基 础是高性能集群。5、云计算存储系统架构云计算采用数据统一集中存储的模式，在云计算平台中，数据如何放置是一个非常重要 的问题，在实际使用的过程中，需要将数据分配到多个节点的多个磁盘当中。而能够达到这 一目的的存储技术趋势当前有两种方式，一种是使用类似于Google File System的集群文 件系统，另外一种是基于块设备的存储区域网络SAN系统。GFS是由Google公司设计并实 现的一种分布式文件系统，基于大

9、量安装有Linux操作系统的普通PC构成的集群系统，整 个集群系统由一台Master和若干台ChunkServer构成。、在SAN连接方式上，可以有多种 选择。一种选择是使用光纤网络，能够操作快速的光纤磁盘，适合于对性能与可靠性要求比 较高的场所。另外一种选择是使用以太网，采取iSCSI协议，能够运行在普通的局域网环境 下，从而降低成本。采用SAN结构，服务器到共享存储设备的大量数据传输是通过SAN网络进行的，局域网只承担各服务器之间的通信任务， 这种分工使得存储设备、服务器和局域网资源得到更有效的利用，使存储系统的速度更快， 扩展性和可靠性更好。6、云计算应用平台架构云计算应用平台采用面向服

10、务架构SOA的方式，应用平台为部署和运行应用系统提供所 需的基础设施资源应用基础设施，所以应用开发人员无需关心应用的底层硬件和应用基础设 施，并且可以根据应用需求动态扩展应用系统需的资源。完整的应用平台提供如下功能架 构。1）应用运行环境分布式运行环境多种类型的数据存储动态资源伸缩2）应用全生命周期支持提供开发SDK、IDE等加快应用的开发、测试和部署。公共服务：以API形式提供公共服务，如队列服务、存储服务和缓存服务等。监控、管理和计量：提供资源池、应用系统的管理和监控功能，精确计量。应用使用 所消耗的计算资源。3）集成、复合应用构建能力除了提供应用运行环境外，还需要提供连通性服务、整合服务、消息服务和流程服务等 用于构建SOA架构