黃 磊

（中國電信股份有限公司上海研究院 上海 200122）

1 引言

云計算（cloud computing）是分布式計算技術(shù)的一種，透過網(wǎng)絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交給由多部服務器組成的龐大系統(tǒng)搜尋、計算分析，之后將處理結(jié)果回傳給用戶。透過這項技術(shù)，網(wǎng)絡服務提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，實現(xiàn)處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達到和“超級計算機”同樣強大效能的網(wǎng)絡服務。這種由多部服務器組成的可以自我維護和管理的虛擬計算資源就是“云”?！霸啤蓖ǔ橐恍┐笮头掌骷?，包括計算服務器、存儲服務器、寬帶資源等。云計算將所有的計算資源集中起來，并由軟件實現(xiàn)自動管理。

廣義云計算是指服務的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的服務。這種服務可以是與IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的，也可以是任意其他的服務，它具有超大規(guī)模、虛擬化、可靠安全等性能，適用于“公用云”。“公用云”一般由第三方運行，而且可以把來自許多不同客戶的作業(yè)在云內(nèi)的服務器、存儲系統(tǒng)和其他基礎設施上混合，最終用戶不知道運行其作業(yè)的同一臺服務器、網(wǎng)絡或磁盤上還有哪些用戶。

狹義云計算是指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源。與廣義云計算不同，狹義云計算適合于“私有云”?！八接性啤蓖怯蓡蝹€客戶所擁有的按需提供基礎設施，由該客戶控制哪些應用程序在哪里運行。它們擁有服務器、網(wǎng)絡和磁盤，并且可以決定允許哪些用戶使用基礎設施。

如果說由“公用云”來推動云端服務的創(chuàng)新與應用是錦上添花，那么通過“私有云”來解決目前大部分大型企業(yè)IT困惑就可謂是雪中送炭了。2009年上半年，麥肯錫管理咨詢公司就云計算的應用情況作了一份報告，在報告中提出若大型企業(yè)將所有的運算外包到云端上，可能會付出更高的成本。與其轉(zhuǎn)移到云端服務，不如參考云端運算業(yè)者的作法，提升服務器利用率，可降低逾50%的服務器整體擁有成本。對于大型企業(yè)來說，在經(jīng)歷了振奮人心的ITSP、轟轟烈烈的信息化大規(guī)模建設后，本應松口氣的CIO和IT人卻發(fā)現(xiàn)他們面臨另一個困境：IT投入不減反增，業(yè)務期望無法有效滿足。

首先，龐大復雜的基礎設施需要較高的投資和維護成本?，F(xiàn)今大型企業(yè)IT建設通常以針對系統(tǒng)的項目來運作，再加上生產(chǎn)環(huán)境中各業(yè)務與應用均十分重要，獨立設計利于提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，但導致企業(yè)往往擁有十幾甚至幾十個縱向、相對獨立的IT支撐系統(tǒng)，應用系統(tǒng)之間彼此獨立，即“煙囪現(xiàn)象”較為嚴重。每個系統(tǒng)都有各自一套專有的生產(chǎn)運行環(huán)境：數(shù)據(jù)庫服務器、應用服務器、接口服務器、Web服務器……再加上配套的開發(fā)、容災等環(huán)境，使得IT硬件投資和維護成本居高不下。IT硬件投資和維護成本的投入很大程度上制約了企業(yè)在軟件、應用上的IT投入。

其次，資源利用率普遍偏低，IT資源使用存在不均衡現(xiàn)象。大型企業(yè)的IT支撐系統(tǒng)的服務器利用率非常低，很多企業(yè)服務器平均使用率低于 30%，部分甚至低至5%～8%。資源使用不均衡存在兩種情況：一是服務器間不均衡，主要應用服務器的使用率較高，而接口服務器、中間件服務器應用率普遍偏低；二是峰值與非峰值間不均衡。IT系統(tǒng)需要具備面對周期性高峰壓力的處理能力，如電信運營商網(wǎng)上營業(yè)廳存在月底大規(guī)?？蛻艮D(zhuǎn)套餐、月初大批量客戶進行賬單和詳單查詢等使用高峰情況。忙時/峰值時的應用需求對服務器配置提出了很高要求，而在非忙時資源就呈閑置狀態(tài)。因此，大型企業(yè)IT都存在這樣的情況，老業(yè)務擴容加上新開發(fā)的業(yè)務對資源提出了更多需求，一部分服務器處理能力明顯不足需擴容，另一部分服務器的處理能力被大量閑置。

2 如何通過“私有云”解惑大型企業(yè)IT發(fā)展困境

那么，大型企業(yè)應如何通過“私有云”提升服務器利用率，從而降低其擁有成本呢？前文中提到過云計算將所有的計算資源集中起來統(tǒng)一使用，而這種計算資源的集中是通過虛擬化技術(shù)來實現(xiàn)的。虛擬化是云架構(gòu)的一種基礎性設計技術(shù)。虛擬化允許將服務器、存儲設備和其他硬件視為一個資源池，而不是離散系統(tǒng)，這樣就可以根據(jù)需要來分配這些資源。虛擬化既可以將單個服務器視為多個虛擬服務器和群集（clustering），又可以把多個服務器視為單個服務器。企業(yè)可以通過以大化小（單個服務器拆分成多個虛擬服務器）和以小聚大（將多個服務整合成單個服務器）來降低IT采購和運維投入。

第一步，以大化小。整合開發(fā)測試環(huán)境及接口服務器、Web服務器等利用率較低的服務器，將高端服務器劃分成多個虛擬服務器，提供給開發(fā)測試、接口服務器等使用，可以大幅度降低采購和維護成本。顯性收益方面，一個高端服務器比同效能的幾臺低端服務器的整體成本要低很多，另外開發(fā)測試機、接口服務器等的資源利用率普遍偏低，通過以大化小方式做到 “實用實得”可以大幅減少資源閑置狀況，替換下的服務器可以派做他用。隱性收益方面，通過減少服務器數(shù)量可以減少動力空調(diào)耗能以及數(shù)據(jù)中心機房空間。

第二步，以小聚大。通過虛擬化技術(shù)使企業(yè)內(nèi)部已擁有的豐富計算資源實現(xiàn)池化共享，通過IT資源共享和動態(tài)分配，使閑置資源得以充分利用，從而提高資源利用率。虛擬化技術(shù)使得整合多個 IT資源成為可能，除服務器和存儲整合之外，虛擬化還可整合系統(tǒng)架構(gòu)、應用程序基礎設施、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫、接口、網(wǎng)絡、桌面系統(tǒng)甚至業(yè)務流程，因而可以節(jié)約成本和提高效率。在虛擬化之前，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的服務器和存儲利用率一般平均不到50%（實際利用率通常為 10%到15%）。通過虛擬化，可以把工作負載封裝一并轉(zhuǎn)移到空閑或使用不足的系統(tǒng)，這就意味著可以整合現(xiàn)有系統(tǒng)，因而可以延遲或避免購買更多服務器容量。

3 “私有云”建設過程中的注意事項

企業(yè)要搭建“私有云”，還有幾項基礎工作需要準備。

第一，摸清家當，進行服務器資源梳理分層。不同應用對服務器的要求也不一樣，如對計算速度的要求較低的訪問級服務器、對計算速度要求非常高同時有較高的I/O和內(nèi)存的應用級服務器以及作為客戶數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)等核心數(shù)據(jù)庫處理需求承載的數(shù)據(jù)級服務器，“私有云”需支持不同類別的服務器“級”自動選擇和服務器組的負載均衡。

服務器方面，通?？煞譃樵L問級、應用級、數(shù)據(jù)級三類。訪問級服務器群通常用作Web服務器、E-mail服務器、文件服務器、打印服務器等，其特點是對計算速度的要求較低，要求有一定的冗余和可擴展性，I/O、內(nèi)存的要求視服務的具體規(guī)模和要求而定。應用級服務器群通常作為ERP/SCM、CRM、BI等應用程序和中間件的承載，特點是對計算速度的要求非常高，通常要求它們處理大量的復雜的業(yè)務邏輯，同時要求有較高的I/O和內(nèi)存。數(shù)據(jù)級服務器群通常作為客戶數(shù)據(jù)和交易數(shù)據(jù)等核心數(shù)據(jù)庫處理需求的承載，作為最高端的服務器組，具有非常高的處理性能、I/O帶寬和非常高性能的內(nèi)存。

存儲方面，可分為數(shù)據(jù)交易型、數(shù)據(jù)共享型、數(shù)據(jù)分析型、數(shù)據(jù)備份存儲型4類。交易型存儲設備群主要應用于交易型數(shù)據(jù)等實時性要求非常高的數(shù)據(jù)的存取，特點是存取速度非?？?，I/O吞吐能力非常高，穩(wěn)定性非常好。數(shù)據(jù)共享存儲設備群主要應用于SID/ODS等需要大量讀取的數(shù)據(jù)，特點是讀取速度非?？?，并發(fā)處理能力非常好，I/O吞吐能力非常高，穩(wěn)定性非常好。數(shù)據(jù)分析存儲設備群主要應用于OLAP、數(shù)據(jù)挖掘等需要海量存儲的數(shù)據(jù)，特點是存儲容量非常巨大，而對I/O、并發(fā)處理的要求相對不會那么高。數(shù)據(jù)備份存儲設備群主要應用于數(shù)據(jù)備份，包括廉價磁盤備份和磁帶備份等，其容量非常巨大，但是對讀寫和吞吐的要求非常低。

另外，在分類分層時，還應考慮到所對應的應用的業(yè)務特性：是面向外部客戶使用的還是面向內(nèi)部員工使用的，是支持生產(chǎn)運營的還是支持內(nèi)部管理的?？傊?，各種企業(yè)應用對基礎設施會有不同要求，層次化能滿足各種應用的個性需求。比如，對于海量數(shù)據(jù)，存儲網(wǎng)絡中有數(shù)據(jù)分析存儲來加以滿足；對于高并發(fā)的處理請求，數(shù)據(jù)級服務器群能夠很好地滿足性能要求，針對高性能讀寫，存儲網(wǎng)絡都能相應地支持；對于OCS超高速的處理要求，可通過在數(shù)據(jù)級服務器內(nèi)存建立內(nèi)存數(shù)據(jù)庫的方式解決，穩(wěn)定性方面，數(shù)據(jù)級服務器足以滿足OCS的要求。

第二，規(guī)范制度，轉(zhuǎn)變硬件采購模式和資源調(diào)配流程。首先，要轉(zhuǎn)變IT硬件采購模式，實現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃集中采購，要杜絕項目獨立采購物理機的要求。其次，采購的物理機要適合虛擬化，計劃納入云中的服務器需采用PC server。因為業(yè)界在小型機虛擬化方面沒有統(tǒng)一的標準，并且在使用中利用率一般較高，而PC server在虛擬化方面比較成熟，支持跨廠商、跨機型的虛擬化整合。PC server采購盡量選用高端成熟產(chǎn)品，而已出保的低端服務器在考慮總體擁有成本情況下應停止使用。然后，需制定虛擬資源調(diào)配流程。原有資源調(diào)配流程中調(diào)配對象為PC服務器，完成后需要進行系統(tǒng)安裝部署；實現(xiàn)PC服務器虛擬化后，調(diào)配的對象為虛擬機，可以在調(diào)配過程中直接實現(xiàn)系統(tǒng)快速安裝和部署。

第三，強化管理，建立“私有云”智能化管理平臺。智能化管理平臺是數(shù)據(jù)中心智能化管理能力的基礎平臺，它提供虛擬化技術(shù)環(huán)境的信息采集和數(shù)據(jù)交換界面，實現(xiàn)資源的智能化調(diào)度。要實現(xiàn)智能化管理中心，首先需建立IT統(tǒng)一動態(tài)配置庫。隨著“私有云”的建立，以前業(yè)務應用與底層承載的基礎設施的緊耦合模式被打破，基礎層的計算、存儲資源實現(xiàn)虛擬化，與業(yè)務應用層沒有直接綁定關(guān)系，而是根據(jù)需要可以進行動態(tài)調(diào)配。因此，IT基礎設施的配置信息從以前的按系統(tǒng)獨立向統(tǒng)一轉(zhuǎn)變，從以前的靜態(tài)配置向動態(tài)配置轉(zhuǎn)變。為支持這種轉(zhuǎn)變，必須建設統(tǒng)一的IT配置信息庫（CMDB），并且配置信息庫與服務器、存儲等設備的網(wǎng)管系統(tǒng)連接，能實時從IT網(wǎng)管中獲取配置信息。在CMDB基礎上，建立規(guī)則配置中心，可以用于自動化處理、監(jiān)控報警、安全策略的規(guī)則配置。另外，還要為管理人員提供統(tǒng)一的用戶界面，以圖形化視圖展示云環(huán)境運行狀況的所有信息。

4 結(jié)束語

“私有云”也許沒有”公眾云”那么引人注目、影響深遠，但它卻能切實可行地解決目前大型企業(yè)面臨的IT發(fā)展瓶頸問題。“行到水窮處，坐看云起時”，迫切的需求才是“云計算”應用的最大驅(qū)動力。