孫杰賢

當(dāng)前，企業(yè)數(shù)據(jù)中心呈現(xiàn)幾個(gè)非常明顯的技術(shù)發(fā)展趨勢：首先，基于x86架構(gòu)的PC服務(wù)器的計(jì)算能力越來越強(qiáng)，一些高端的PC服務(wù)器甚至可以媲美小型機(jī)，而購買成本和維護(hù)成本卻比小型機(jī)小得多；此外，服務(wù)器虛擬化的趨勢也非常明顯，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，60%以上的服務(wù)器應(yīng)用程序現(xiàn)在都是在虛擬機(jī)上運(yùn)行的，這就意味著很多程序已經(jīng)可以不跟硬件直接對話了；與此同時(shí)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)和虛擬化存儲(chǔ)也大行其道，尤其在存儲(chǔ)領(lǐng)域幾乎都是軟件的天下，從光盤上的物理分區(qū)到文件的整理，從磁盤上獨(dú)立的區(qū)域到RAID組。

所有這些就促成了一個(gè)大的技術(shù)方向——軟件定義的數(shù)據(jù)中心，這也是云計(jì)算技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。一件有意思的事情是，從谷歌、亞馬遜、facebook和百度等互聯(lián)網(wǎng)巨頭的大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心里，我們是找不到SAN網(wǎng)絡(luò)的，整個(gè)架構(gòu)更加扁平和簡捷，這便是軟件的力量。

軟件重構(gòu)

軟件定義數(shù)據(jù)中心用一種無處不在的抽象，能夠讓我們以一種前所未有的方式連接、匯聚和配置計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)資源。最早由VMware公司提出，目前這一趨勢性定位已被各大IT巨頭所接受，并陸續(xù)推出相關(guān)解決方案。英特爾（中國）數(shù)據(jù)中心及云計(jì)算業(yè)務(wù)產(chǎn)品市場總監(jiān)賀曉東認(rèn)為，軟件定義數(shù)據(jù)中心說明了一點(diǎn)，“整個(gè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)正在從以傳統(tǒng)的技術(shù)為導(dǎo)向回歸到以人為導(dǎo)向這一方向上來。也就是說，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心必須能夠?qū)κ袌龊蜆I(yè)務(wù)需求做出迅速的相應(yīng)，而這必須依靠軟件的力量”。他說：“海量的數(shù)據(jù)是信息社會(huì)的一個(gè)最明顯特征，然而在面對大量數(shù)據(jù)時(shí)，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)力不從心了，變革或者說重構(gòu)是必然的事情。網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算是數(shù)據(jù)中心三大主要資源，怎么樣能夠建立一個(gè)統(tǒng)一的、可擴(kuò)展的，彈性擴(kuò)展的，而且是高效的全新數(shù)據(jù)中心架構(gòu)以達(dá)到業(yè)務(wù)的快速交付目的是重架構(gòu)的出發(fā)點(diǎn)，軟件定義的數(shù)據(jù)中心能夠做得這一點(diǎn)。這意味著我們?yōu)榉?wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供的核心硬件平臺(tái)將增添更多面向應(yīng)用優(yōu)化的功能和特性，并變成更為靈活的數(shù)據(jù)中心構(gòu)建模塊，更易融入數(shù)據(jù)中心的IT資源池，可按用戶的應(yīng)用需求隨意分配和組合。”

服務(wù)器虛擬化大家都比較熟悉，技術(shù)也非常成熟。如果我們把服務(wù)器看作是一個(gè)微型的數(shù)據(jù)中心，那么我們可以通過服務(wù)器的虛擬化來理解軟件定義的數(shù)據(jù)中心。服務(wù)器虛擬化是將服務(wù)器物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺(tái)服務(wù)器變成幾臺(tái)甚至上百臺(tái)相互隔離的虛擬服務(wù)器，不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等硬件變成可以動(dòng)態(tài)管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整合，讓IT對業(yè)務(wù)的變化更具適應(yīng)力。軟件定義的數(shù)據(jù)中心也采用了類似的理念，它將網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算、安全等基礎(chǔ)設(shè)施和可用服務(wù)進(jìn)行池化、聚合，并可通過策略驅(qū)動(dòng)的智能軟件進(jìn)行管理，從而使數(shù)據(jù)中心服務(wù)不再受到專用硬件的束縛，擺脫傳統(tǒng) IT 復(fù)雜而不靈活的困境，實(shí)現(xiàn)無可比擬的業(yè)務(wù)敏捷性并為所有應(yīng)用提供最佳服務(wù)等級(jí)，并可大幅簡化操作以及降低成本。

如何“定義”

那么軟件具體是如何重構(gòu)數(shù)據(jù)中心的呢？我們可以先從軟件定義的網(wǎng)絡(luò)說起。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN ）概念的提出早于軟件定義的數(shù)據(jù)中心，其核心理念是將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了良好的平臺(tái)。由于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、路由器）的固件是由設(shè)備制造商鎖定和控制，所以SDN希望將網(wǎng)絡(luò)控制與物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞蛛x，從而擺脫硬件對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的限制。這樣企業(yè)便可以像升級(jí)、安裝軟件一樣對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行修改，滿足企業(yè)對整個(gè)網(wǎng)站架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整、擴(kuò)容或升級(jí)。而底層的交換機(jī)、路由器等硬件則無需替換，節(jié)省大量的成本的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)迭代周期將大大縮短。

軟件定義的存儲(chǔ)是軟件定義的數(shù)據(jù)中心的基本組件，可對存儲(chǔ)資源進(jìn)行抽象化處理，以支持存儲(chǔ)的池化、復(fù)制和按需分發(fā)。這使存儲(chǔ)層與虛擬化計(jì)算層非常相似，都具有聚合、靈活、高效和彈性擴(kuò)展的特點(diǎn)。它們的優(yōu)勢也如出一轍——全面降低了存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)的成本和管理的復(fù)雜性。綜合來看，軟件定義的存儲(chǔ)有幾個(gè)明顯特征：以應(yīng)用為中心的策略，可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)使用自動(dòng)化——軟件定義的存儲(chǔ)支持對異構(gòu)存儲(chǔ)池中的所有資源實(shí)施一致的策略，使存儲(chǔ)的使用像為每個(gè)應(yīng)用或虛擬機(jī)指定容量、性能和可用性要求那樣簡單。這種基于策略的自動(dòng)化最大限度地利用了底層存儲(chǔ)資源，同時(shí)將管理開銷降至最低；與硬件無關(guān)的虛擬化數(shù)據(jù)服務(wù)——數(shù)據(jù)服務(wù)作為虛擬數(shù)據(jù)服務(wù)在軟件中交付，并按虛擬機(jī)進(jìn)行調(diào)配和管理；通過硬盤和固態(tài)磁盤虛擬化確保數(shù)據(jù)持久性——隨著服務(wù)器功能的增多，軟件定義的存儲(chǔ)解決方案可讓企業(yè)利用廉價(jià)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算硬件來擴(kuò)大其存儲(chǔ)資源，同時(shí)利用固態(tài)磁盤和硬盤作為虛擬機(jī)的共享存儲(chǔ)，可獲得高性能、內(nèi)置的恢復(fù)能力和動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展性。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用服務(wù)器采用豎井的方式，每臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序，服務(wù)器硬件以及上面的操作系統(tǒng)和應(yīng)用以緊耦合的方式捆綁在一起。這種模式導(dǎo)致服務(wù)器的CPU和內(nèi)存等物理計(jì)算資源利用率低。在典型的 x86 服務(wù)器部署中，平均只有總?cè)萘康?10% 到 15% 得到利用，計(jì)算資源浪費(fèi)嚴(yán)重。而另一方面，為支持不斷增長的業(yè)務(wù)和應(yīng)用需求，企業(yè)需要大量的服務(wù)器購置或者更新?lián)Q代。軟件定義的計(jì)算便是為了解決這一矛盾。但是，軟件定義計(jì)算目前沒有統(tǒng)一的概念定義，分布式計(jì)算以及云計(jì)算都屬于軟件定義計(jì)算的范疇，而VMware公司認(rèn)為“虛擬機(jī)”的概念就是“軟件定義計(jì)算”。

構(gòu)建一個(gè)軟件定義的數(shù)據(jù)中心，主要包括兩個(gè)步驟：虛擬化數(shù)據(jù)中心里的所有資源，然后通過一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)對所有資源進(jìn)行管理。當(dāng)前，許多用戶的數(shù)據(jù)中心環(huán)境是異構(gòu)的，既包括虛擬化的設(shè)備，也包括一些因某種原因不能被虛擬化的物理設(shè)備；既包括私有云，也包括公有云。因此，軟件定義的數(shù)據(jù)中心一定要能夠支持異構(gòu)云環(huán)境。硬件設(shè)備在未來的數(shù)據(jù)中心里成了一種通用化的硬件平臺(tái)，其差異化或附加價(jià)值更多地通過軟件來體現(xiàn)。當(dāng)然，這不是說硬件本身已經(jīng)不再重要，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心的計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)能力和存儲(chǔ)能力最終還是要靠硬件來實(shí)現(xiàn)。更準(zhǔn)確的說法是軟件定義數(shù)據(jù)中心讓硬件資源和軟件資源之間的關(guān)系變得更加緊密。而且軟件定義的數(shù)據(jù)中心不是萬能的，如果數(shù)據(jù)中心規(guī)模不大，軟件定義的概念意義并不大。

用VMware公司大中華區(qū)技術(shù)總監(jiān)張振倫的一段話作為結(jié)尾——“大數(shù)據(jù)、社交化、虛擬化、資源池化等一系列的革新正席卷整個(gè)IT產(chǎn)業(yè)，正改變企業(yè)做生意的方式，壓縮著IT的生命周期，正以摧枯拉朽之勢逼宮傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的重塑與革新。不管你是否喜歡，軟件定義數(shù)據(jù)中心正翩躚走來，讓我們與之共舞吧，至少為了我們IT人的綠色未來”。