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        金融私有云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究

        2016-07-06 17:08:38劉海鵬
        2016年21期
        關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)私有云云計算

        劉海鵬

        摘 要:隨著虛擬化、云計算等新技術(shù)的出現(xiàn),傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)面臨著調(diào)整與轉(zhuǎn)型。企業(yè)越來越多的把重心放在IT服務(wù)所能提供的價值而不是基礎(chǔ)架構(gòu)本身上。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對于靈活性、標(biāo)準(zhǔn)化、自動部署的要求越來越高。本文在總結(jié)云計算理論的基礎(chǔ)上,討論云計算之下網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的新技術(shù)以及未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的發(fā)展方向,希望能夠為同行業(yè)的私有云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)部署提供參考。

        關(guān)鍵詞:云計算;大二層;私有云;網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

        一、概述

        傳統(tǒng)的IT架構(gòu)始終有一個80/20困境,即80%的精力成本在建設(shè)和維護(hù),20%的精力成本在使用和優(yōu)化。長久以來企業(yè)把IT建設(shè)的精力過多的放在IT基礎(chǔ)設(shè)施本身,而不是IT所能提供的根本價值(即企業(yè)的應(yīng)用和服務(wù))。

        隨著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展,在銀行業(yè)數(shù)據(jù)中心建設(shè)中各銀行均逐步引入云計算架構(gòu)。金融業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心作為支撐銀行云服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施,能夠通過自動化、虛擬化、資源整合以及能源管理等技術(shù)的應(yīng)用,解決目前數(shù)據(jù)中心普遍存在的成本快速增加、管理日益復(fù)雜等尖銳的問題,實現(xiàn)對業(yè)務(wù)服務(wù)的敏捷響應(yīng)和按需供應(yīng)。

        二、金融私有云理論研究

        (一)云計算概念

        云計算是從互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展起來的新技術(shù)和新商務(wù)模式,它依托網(wǎng)絡(luò),整合IT資源、配置加工成服務(wù),以新的形式(IaaS、PaaS、SaaS)交付給用戶。云計算安全聯(lián)盟在“Security Guideance for Critical Areas of Focus In Cloud Computing v3.0”中比較精確的說明了云計算的本質(zhì):“云計算的本質(zhì)是一種服務(wù)提供模型,通過這種模型可以隨時、隨地、按需地通過網(wǎng)絡(luò)訪問共享資源池的資源,這個資源池的內(nèi)容包括計算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源等,這些資源能夠被動態(tài)地分配和調(diào)整,在不同用戶之間靈活的劃分。凡是符合這些特征的IT服務(wù)都可以稱為云計算服務(wù)。”

        (二)云計算特征及部署模式

        一個標(biāo)準(zhǔn)的云計算需要具備五個基本元素,分別包括:通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)服務(wù)、自助服務(wù)、可衡量的服務(wù)、資源的靈活調(diào)度、和資源池化。云計算按照服務(wù)類型劃分,可以分為Iaas、Paas、Saas三種服務(wù)類型,而按照部署模式則可以分為公有云、私有云、混合云以及社區(qū)云四種模式。

        (三)金融行業(yè)云計算整體概況

        從云計算的定義上可以看出,并沒有對個別行業(yè)做出云計算的定義,但在云計算的發(fā)展上,與各種業(yè)務(wù)結(jié)合以后,漸漸的就衍生成了各行業(yè)別的云計算。事實上是云計算的定義沒變,只是加上了行業(yè)在IT上原有的合規(guī)性。如金融行業(yè)一般需要遵守的ISO27001,PCI 3.0等規(guī)范,就成了所謂的金融云平臺。

        從以上對云計算現(xiàn)狀的調(diào)研可以看出,雖然云計算概念由來已久,但一直以來最大的用戶群體仍然是網(wǎng)站、移動終端、游戲類應(yīng)用,對IT環(huán)境復(fù)雜、安全性、合規(guī)化要求高的銀行核心業(yè)務(wù)進(jìn)行云化的進(jìn)展一直緩慢,這也是金融銀行開始進(jìn)行云計算建設(shè)所面臨的最大問題。業(yè)內(nèi)一直在致力于推動銀行各級業(yè)務(wù)向更適于云計算的方式轉(zhuǎn)型,比如采用分布式應(yīng)用架構(gòu),但與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)不同,銀行系統(tǒng)有更苛刻的合規(guī)化要求和較大歷史負(fù)擔(dān),注定這種應(yīng)用架構(gòu)的轉(zhuǎn)型會是一個漫長的過程。

        三、開行金融私有云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實踐

        云計算的一個重要特征即通過網(wǎng)絡(luò)分發(fā)服務(wù)。所以數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)直接作為云計算服務(wù)的底層支撐系統(tǒng),具有非常重要的作用,用戶只有通過網(wǎng)絡(luò)才能訪問云服務(wù)。作為連接用戶和云計算系統(tǒng)的通道,它直接決定了最終用戶體驗的好壞。

        國家開發(fā)銀行(下簡稱“開行”)為了適應(yīng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的快速、靈活部署,積極嘗試采用云計算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)等新產(chǎn)品、新技術(shù)。為了實現(xiàn)從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)過渡到支持云數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),開行進(jìn)行了對整體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、跨數(shù)據(jù)中心間大二層網(wǎng)絡(luò)、新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計進(jìn)行了研究與實踐,主要內(nèi)容如下:

        (一)雙多活應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)

        開行網(wǎng)銀系統(tǒng)通過全局負(fù)載均衡及本地負(fù)載均衡的調(diào)度,率先實現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)雙活,實現(xiàn)了長安街?jǐn)?shù)據(jù)中心、阜外數(shù)據(jù)中心、懷柔數(shù)據(jù)中心三地的流量負(fù)載均衡,同時對外提供服務(wù),極大地提高了系統(tǒng)可靠性,有力地支撐了開行網(wǎng)銀業(yè)務(wù)的開展。其中三個數(shù)據(jù)中心的流量按照8:1:1的流量進(jìn)行負(fù)載,保證了業(yè)務(wù)的高可用及靈活調(diào)度。

        同時,開行對整體網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容分發(fā)、智能DNS、負(fù)載均衡系統(tǒng)進(jìn)行重新的設(shè)計與改造,目前絕大多數(shù)系統(tǒng)通過域名的方式進(jìn)行訪問,能夠?qū)崿F(xiàn)后臺資源的靈活調(diào)度,保證應(yīng)用系統(tǒng)能夠雙多活的架構(gòu)部署,有力地支撐了全行業(yè)務(wù)的發(fā)展。

        (二)“大二層”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實施

        為適應(yīng)IT新技術(shù)發(fā)展,不斷提高IT系統(tǒng)的可靠性,開行自2014年起開展了數(shù)據(jù)中心多活高可用架構(gòu)項目群建設(shè),部分重要應(yīng)用系統(tǒng)將逐步推進(jìn)跨機房高可用部署。為實現(xiàn)多活應(yīng)用,數(shù)據(jù)中心間的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要進(jìn)行升級建設(shè),需要在長安街和北豐數(shù)據(jù)中心節(jié)點之間實現(xiàn)業(yè)務(wù)VLAN的二層打通。

        傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為數(shù)據(jù)中心間通過三層路由互聯(lián),數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接入層通過二層交換互聯(lián)。隨著虛擬化、云化技術(shù)發(fā)展,目前數(shù)據(jù)中心廣泛引入虛擬機動態(tài)遷移技術(shù),其核心點是各數(shù)據(jù)中心虛擬機網(wǎng)絡(luò)處于同一個二層域內(nèi),虛擬機遷移前后的IP和MAC地址不變。為提供虛擬機遷移的二層域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,需要在長安街和北豐數(shù)據(jù)中心間的互聯(lián)架構(gòu)中新增二層互聯(lián)方式,滿足虛擬化遷移技術(shù)跨數(shù)據(jù)中心部署要求。

        網(wǎng)絡(luò)大二層互聯(lián)項目主要建設(shè)內(nèi)容為搭建跨數(shù)據(jù)中心的二層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,并在此基礎(chǔ)上建設(shè)高可用文件系統(tǒng),為ESB(企業(yè)服務(wù)總線)、ECM(企業(yè)內(nèi)容管理)等應(yīng)用系統(tǒng)提供跨數(shù)據(jù)中心、跨機房冗余文件存儲服務(wù)的基礎(chǔ)平臺,實現(xiàn)集群服務(wù)器間通訊和虛擬機遷移。

        后續(xù),開行將進(jìn)行整網(wǎng)跨數(shù)據(jù)中心的大二層(DCI數(shù)據(jù)中心互聯(lián))的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,力爭實現(xiàn)重要應(yīng)用系統(tǒng)跨中心雙活、自動切換的需求。同時,大二層網(wǎng)絡(luò)還能夠為數(shù)據(jù)中心間應(yīng)用系統(tǒng)搬遷、計算資源的動態(tài)調(diào)度提供支持。

        (三)私有云平臺的規(guī)劃及設(shè)計

        開行的金融云計算系統(tǒng)遵循當(dāng)今云計算建設(shè)的一般規(guī)律,先建設(shè)IaaS,再逐步構(gòu)建上層的PaaS/SaaS;先建設(shè)比較貼近現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)和運維要求的私有云,再向公有云參與的混合云/社區(qū)云過度。根據(jù)開行現(xiàn)狀,數(shù)據(jù)中心將采用企業(yè)私有云的部署方式。未來非核心、可外包應(yīng)用也可能會部分采用外部云服務(wù)的方式。開行私有云的建立力爭實現(xiàn)以下三大目標(biāo):

        >業(yè)務(wù)目標(biāo):通過云計算靈活、敏捷等新技術(shù)特性,實現(xiàn)IT服務(wù)對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的有利支撐。

        >管理目標(biāo):以綠色云計算數(shù)據(jù)中心概念為指引,進(jìn)一步提升IT管理能力和管理水平

        >建設(shè)目標(biāo):從云的能力發(fā)展角度,開行的最終目標(biāo)全面達(dá)到ITIL與IAAS結(jié)合的水平

        (四)下一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

        按照開行IT的總體規(guī)劃以及IT基礎(chǔ)設(shè)施的總體規(guī)劃,2016年開行將進(jìn)行稻香湖數(shù)據(jù)中心的建設(shè)工作。建設(shè)完成后的稻香湖中心將成為主數(shù)據(jù)中心,與懷柔同城數(shù)據(jù)中心,北豐機房以及未來西安異地數(shù)據(jù)中心形成兩地三中心的部署,支撐未來5-10年的業(yè)務(wù)發(fā)展。

        考慮到技術(shù)的快速發(fā)展,為了能實現(xiàn)支撐5-10年業(yè)務(wù)發(fā)展的目標(biāo)。稻香湖數(shù)據(jù)中心建設(shè)的目標(biāo)是構(gòu)建一個可持續(xù)發(fā)展的、新一代的面向云計算的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。將數(shù)據(jù)中心的IT資源池化,通過智能的業(yè)務(wù)調(diào)度機制、以可計量的方式按需、保質(zhì)的取用資源,滿足業(yè)務(wù)需求的同時屏蔽底層的復(fù)雜性,使用戶可以把更多精力投入到IT資源的優(yōu)化應(yīng)用上去。

        開行稻香湖數(shù)據(jù)中心將對傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化及調(diào)整,同時大力發(fā)展運維自動化,部署開發(fā)測試云、生產(chǎn)災(zāi)備云。以上的技術(shù)發(fā)展目標(biāo)均需要構(gòu)建強大、健壯、支持云技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的支持。

        四、總結(jié)

        金融業(yè)云計算數(shù)據(jù)中心作為支撐銀行云服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施,能夠通過自動化、虛擬化、資源整合以及能源管理等技術(shù)的應(yīng)用,解決目前數(shù)據(jù)中心普遍存在的成本快速增加、管理日益復(fù)雜等尖銳的問題,實現(xiàn)對業(yè)務(wù)服務(wù)的敏捷響應(yīng)和按需供應(yīng)。

        云計算的出現(xiàn),改變了傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施的使用方式和軟件部署模式,通過IT即服務(wù)的交付模式,大幅提高應(yīng)用部署速度,促進(jìn)了創(chuàng)新和成本降低,增強了IT運營的敏捷性,引發(fā)了信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的巨大變革。伴隨著云概念的不斷升溫以及云技術(shù)的快速普及,業(yè)界正在迎來云計算數(shù)據(jù)中心的建設(shè)高峰。對于高度依賴信息技術(shù)的國內(nèi)外銀行也開始逐步積極探索適用于金融業(yè)的云計算數(shù)據(jù)中心的模式、方式、途徑。

        綜合以上論述,要達(dá)到新一代數(shù)據(jù)中心所要求的高可靠性、高服務(wù)質(zhì)量和性能、自動化管理、統(tǒng)一架構(gòu)、高擴展性、技術(shù)先進(jìn)性和綠色環(huán)保,則必須摒棄傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計架構(gòu)和技術(shù),采用成熟且面向云計算的架構(gòu)進(jìn)行技術(shù)選型和部署,將架構(gòu)即服務(wù)(IaaS)作為本次私有云計算的基礎(chǔ)服務(wù),為將來平臺即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)等上層云服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

        (作者單位:國家開發(fā)銀行)

        參考文獻(xiàn):

        [1] 周洪波.云計算:技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)模式.電子工業(yè)出版社

        [2] 劉鵬.云計算(第二版).電子工業(yè)出版社.

        [3] John Rhoton.云計算企業(yè)實施手冊.機械工業(yè)出版社.

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