浅析基础设施融合

【摘要】随着技术的进一步发展，以服务为中心，简化并降低复杂度，实现资源利用率最大化，快速实现业务是融合基础设施的核心。融合不仅可帮助用户降低复杂性，而且也是实现共享服务计算模式的一种有效手段。

【关键词】基础设施；虚拟化；融合

一、引言

10多年来，随着物理服务器数量激增、存储容量大幅增加，再加上分层网络架构的出现，IT复杂度已经达到了前所未有的程度，日常管理导致成本不断增加，部署前需要花大量的时间进行测试和调试，不仅占用大量的人力资源，而且不利于快速实现业务价值。

服务器虚拟化、重复数据删除、分层存储等技术虽有助于节约前期资本投入，但却不能帮助企业降低管理费用，而且引入这些技术还需要在集成方面进行大量的投入。

随着IT系统的急剧增加，许多用户发现他们的基础设施极其复杂，而且缺乏灵活性，严重限制了快速响应业务变化的能力。

随着技术的进一步发展，我们正在步入一个新的技术业务阶段，在这个阶段中，融合IT基础设施的吸引力将逐渐超过独立的解决方案。以服务为中心，简化并降低复杂度，实现资源利用率最大化，快速实现业务是融合基础设施的核心。

融合不仅可帮助用户降低复杂性，而且也是实现共享服务计算模式的一种有效手段，这种模式有助于实现硬件利用率最大化、提高可用性，控制管理成本以及缩短部署时间，是未来发展的必然趋势。

二、融合系统的演进

1.什么是融合系统

“融合系统”是指可以将服务器、存储和网络架构集成到单个设备当中的一系列新型企业级产品，这些产品可通过面向服务的内嵌式管理工具来提高部署效率，简化日常运营工作。在融合系统中，每个计算、存储及网络设备都能够互相识别并经过优化，与构建在单纯的模块化架构中相比，可获得更高的性能。虽然融合系统可能会由模块化组件(可根据扩展需求进行添加或移除)构成，但最终整个系统将集成在硬件层或软件层上。

2.融合是一种演进，并非是中断

融合系统是服务器技术自然演进的产物。如图1所示，模块化技术在每个技术阶段中最终演变成为集成技术的方式。此后，一种成本更低的新的模块化解决方案致使集成技术发展中断，因为该解决方案“足够”处理更成熟的集成技术的工作负载。通常，整个过程需花费10-15年的时间才能发展成熟。同时也说明，如果要将更加复杂且要求苛刻的应用从性能较高的系统迁移到性能较低的技术，集成阶段是至关重要的。通常，只有具备紧密耦合的产品和解决方案的少数市场领导厂商才能实现这样的集成。

例如，从大型机解决方案向Unix/RISC架构迁移的工作负载主要为低端应用(如IT基础设施、应用开发、较小的ERP应用以及数据集市)，从而使大型机主要用于处理OLTP和批处理等高端应用。随着时间的推移，我们已经注意到，企业逐渐把这些高端应用迁移到Unix/RISC上；另一方面，厂商不得不将操作系统与硬件平台相集成，并在软件工具、中间件以及应用堆栈之间建立更为紧密的关系，以确保复杂工作负载具有较高的可靠性和可扩展性。建立这种互依赖性是渗入到高层应用的最快捷(也可能是唯一的)方式，而且通常只能通过单个厂商，或少数几个厂商进行极为紧密的合作才能实现。

3.为何需要融合基础设施

理想情况下，IT机构希望建立一种动态环境，其中基础设施可根据业务需求的变化，以最优的成本或月费自动进行扩展、收缩和重新部署。然而长期以来这只是一种愿景，在现实中实现这样的灵活性存在诸多困难。虚拟化已成为许多公司降低硬件成本，创建更具灵活性的基础设施的开端。虚拟机可以在不同的物理服务器之间迁移，但前提是必须具有共享的存储环境，以及可预测的高性能网络架构。要创建一种环境，使网络策略、安全策略和应用SLA(Service-Level Agreement)能够随着虚拟机在服务器、存储设备及网络之间迁移，需要具有一系列紧密耦合的基础设施、管理工具、策略工具以及操作环境等条件。如果不具备这些耦合设备，应用可视性将会受到限制，同时也会显著影响动态重新分配资源的能力。此外，融合基础设施还可带来诸多其它优势，比如缩短部署时间(独立硬件)、借助预先设置的SLA改进可用性，以及通过自动化工具降低管理成本。真正的优势并不止硬件方面，而且还包括环境灵活性方面的优势，比如使员工避免手动操作、确保操作环境具有可预测性，以及缩短实现业务价值所需的时间。

三、对融合系统的要求

融合基础设施具有哪些新特性？我们认为应重点考虑融合系统中所需的一些核心要素：

1.在整个融合系统中利用内建的虚拟化能力提高利用率和效率，获得更加动态的基础设施

由于在硬件利用率和成本方面的改进，IT机构将继续向虚拟化解决方案迁移。在服务器虚拟化的下一阶段，用户将设法提升虚拟机的密度，以便最大程度地利用系统价值。要实现此目标，关键在于提高硬件的处理和存储能力。随着虚拟服务器数量的急剧增加，需要借助虚拟存储和联网对广泛的基础设施进行优化。存储和网络需获得更高的灵活性和集成化程度，进而在不产生新问题以及不增加运营成本的前提下，推动虚拟环境持续发展。

2.集成、灵活的网络组件有助于移动虚拟机

不断发展的服务器虚拟化对相邻的网络和存储环境具有非常大的影响。企业如果要从服务器虚拟化中获得切实的优势，就必须能够在数据中心的不同物理系统之间移动虚拟机。如果不具备移动性，用户将面临许多问题，诸如有限的备份与维护时间，以及不能调用高可用性工具等，这些工具在执行此类整合任务中的作用至关重要，因为它们可避免“孤注一掷”所导致的失败。共享存储环境(如SAN或NAS)是虚拟机移动的必要技术，也是一种可靠的高性能网络，对于获得可预测的性能具有极其重要的作用。此外，此类网络还支持各种网络协议(如以太网、光纤通道和FCoE等)，可帮助用户更好地部署多层联网策略，并在成本和性能之间实现完美均衡。

3.内建适合部署和持续应用管理的自动策略管理和协调工具

长期以来，IT机构一直在寻找一种“万能药”，使其基础设施可以根据业务需求的变化进行增减。如果无法根据业务目标来调整硬件与应用性能，这一目标将成为空谈。转变的核心是自动策略管理系统，它可以将业务优先级映射到应用。当需要更多资源或启动新的部署项目时，自动工具可以帮助系统管理员执行多种任务。其中包括针对应用需要，根据一组预定义的策略(包括所需的硬件资源、应用响应时间、网络连接和存储访问等)来配置一整套服务。该步骤需要整合IT最佳实践和更加复杂的管理工具。

4.可以根据应用需求变化动态分配资源的共享资源环境有助于创建“基础设施即服务”解决方案

尽管虚拟化是帮助IT机构整合IT资源的核心，但是将IT作为一种服务提供需要的远不止通过虚拟机整合系统这么简单。要将基础设施真正转化为服务产品，取决于大量系统管理工具和应用感知型硬件，并且可以根据应用需求自动分配和重新调整资源。

5.可预测性和可重复性

融合基础设施应该消除系统部署和运营中的各种不确定因素。成熟的技术以及能够帮助系统管理员自动执行手动任务的管理套件是最基本的要求。如果没有融合系统，性能、可用性和安全性只会像模块化系统中最薄弱的环节一样不堪一击。

6.融合系统要求用户具有灵活的存储连接环境，以便不断地调整其存储策略

融合系统设计支持数百(如果不是数千)台虚拟机及其应用。此外，较大的未实施虚拟化的应用(例如企业数据库和交易应用)需要一组强大的硬件，并且确保正常运行时间超过99.999%。融合系统本身将提供这类连续性，因为融合系统的基础架构由具备自动化故障切换功能的紧密耦合系统，以及适合虚拟应用和裸机应用的冗余系统组件组成。

7.跨系统和数据中心设施的能源管理和功率封顶功能

鉴于当今数据中心设施日益老化这一主要挑战，对于已经接近数据中心的能源和散热能力极限的部分IT机构来说，衡量和管理能源需求以及根据应用需要平衡电源供应情况的能力至关重要。此类系统不仅需要根据处理器速度来平衡总系统功耗的能力，而且还必须能够嵌入到所安装的楼宇管理系统，该系统可为PUD、UPS和CRAC等行内和周围的基础设施系统提供信息。

四、采用融合系统面临的挑战

采用融合系统的最大挑战并非技术，而是转变思维。为了获得融合系统的全部优势，IT机构必须在采购方面转变思维，融合的技术要求在之前独立的技术团队、IT部门，甚至业务用户之间进行更多的互动交流。这一点对于以服务为中心的IT基础设施非常重要，如果希望取得更出色的业务成效，通常需要一整套更为完善的治理制度。例如，网络和服务器团队应该对此架构达成一致，设施和IT部门应该通力合作共同实现能源管理目标。整合技术方案的优势在于，可以帮助促进对应用优先级和IT指标的目标达成一致，通过一个管理工具和框架促进团队之间的沟通交流。

五、总结

随着市场步入IT发展的下一阶段，降低复杂性和提高灵活性的能力变得至关重要，尤其是在企业从经济低迷中恢复，并且期望通过创新来提高收入和利润的时期。对于当今大多数企业而言，IT是将新产品和服务推向市场的核心，而且灵活的基础设施不但可以广泛支持多种应用，而且还可以在不显著增加管理成本的情况下进行扩展。用户需要仔细考虑要在未来几年内使用的解决方案，这些解决方案不仅要功能强大，而且还必须适合现有的基础设施。

在IT发展的下一阶段，用户需要制定一套治理制度，以重新影射到应用产品组合，并且与其IT基础设施密切相关，从而在IT和业务变化之间形成更加明确的联系。此流程不仅涉及技术评估，而且还涉及业务评估以及应用产品组合的优化。用户需要慎重评估供应商，并选择可以提供整套IT基础设施、软件和服务产品的尝试，从而共同实现未来愿景。

参考文献

[1]张为民著.云计算:深刻改变未来[M].科学出版社, 2009.

[2]王鹏著.云计算 中国未来的IT战略[M].人民邮电出版社,2010.

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[4]杨正洪,郑齐心,吴寒编著.企业云计算架构与实施指南[M].清华大学出版社,2010.

[5]朱近之主编,方兴等编著.智慧的云计算[M].电子工业出版社,2010.