IT發(fā)展趨勢與軟件定義的數(shù)據(jù)中心

IT發(fā)展趨勢與軟件定義的數(shù)據(jù)中心楊軍

資深系統(tǒng)顧問VMwareInc.今天，所有公司都會涉及軟件業(yè)務(wù)專用軟件正在取代數(shù)據(jù)中心內(nèi)的專用硬件

大型機(jī)PC/客戶機(jī)-服務(wù)器Web云云計(jì)算將轉(zhuǎn)變IT服務(wù)的交付和消費(fèi)方式虛擬化

IT的發(fā)展與變遷云計(jì)算的關(guān)鍵特性對于IT運(yùn)維管理而言：整合數(shù)據(jù)中心規(guī)模（高效池化）；提高業(yè)務(wù)連續(xù)性服務(wù)要求；實(shí)現(xiàn)快速部署，提供靈活度；提高資源利用率；降低運(yùn)維成本；多租戶以及彈性增長；提高IT基礎(chǔ)架構(gòu)安全性；提高服務(wù)水平；減少復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)；幫助實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)模式和理念的轉(zhuǎn)變；其它。。對最終用戶而言：降低用戶端負(fù)載，輕量化終端；可以將應(yīng)用的開發(fā)與基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)相對分離；動(dòng)態(tài)調(diào)整資源分配；按需擴(kuò)展計(jì)算資源；快速部署應(yīng)用；應(yīng)用具有高可用性；按使用付費(fèi)；可以實(shí)現(xiàn)自助化服務(wù)；云終端的安全性；其它。。最終目的：降低總體擁有成本（TCO）。混合云自動(dòng)化虛擬化系統(tǒng)整合私有云公有云云計(jì)算的通用發(fā)展路程社區(qū)云基礎(chǔ)架構(gòu)的改造計(jì)算資源的池化同質(zhì)性或一致性大規(guī)模的擴(kuò)展能力彈性計(jì)算能力廣泛的網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)架構(gòu)的改造結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用架構(gòu)的改造現(xiàn)有應(yīng)用的遷移新應(yīng)用平臺的選擇快速的應(yīng)用彈性低成本的軟件管理體系的變更分散管理到集中管理先進(jìn)的安全技術(shù)面向服務(wù)地理上的分布服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變提供產(chǎn)品到提供服務(wù)按件計(jì)費(fèi)到按使用計(jì)費(fèi)購買到租賃可量化的服務(wù)在軟件定義的數(shù)據(jù)中心…所有基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)均以

軟件形式交付

并且，此類數(shù)據(jù)中心的

控制完全由軟件驅(qū)動(dòng)VMware的顛覆性創(chuàng)新Workstation1999ESX2001vMotion

2003Distributed

Resource

Scheduler

2006StoragevMotion2007vSphereDistributedSwitch2009StorageDRS2011DeliveringonSDDCandHybridCloud

20132013年福布斯世界最具創(chuàng)新公司軟件定義的數(shù)據(jù)中心軟件定義的數(shù)據(jù)中心所有基礎(chǔ)架構(gòu)都被虛擬化作為服務(wù)提供通過軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化三大趨勢正在推動(dòng)數(shù)據(jù)中心的演變硬件成本所有硬件組件的虛擬化新的應(yīng)用程序架構(gòu)

管理云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬化軟件定義數(shù)據(jù)中心能力框架軟件定義的計(jì)算和內(nèi)存安全的多租戶軟件定義的數(shù)據(jù)中心的服務(wù)的安置與負(fù)載平衡軟件定義的存儲軟件定義的網(wǎng)絡(luò)連接軟件定義的可用性可延展性軟件定義的安全性云之間的

應(yīng)用遷移自動(dòng)調(diào)配運(yùn)營管理混合云接口使用第三方系統(tǒng)進(jìn)行編排終端用戶計(jì)算終端用戶云門戶終端設(shè)備管理虛擬桌面技術(shù)虛擬桌面運(yùn)維管理云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬化軟件定義數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品框架vSphere5.5vCloudDirectorVSANNSXSRM可延展性vCloudConnectorvCAC(AutomationCenter)vCops(OperationManager)/LoginsightvCloudAPIvCenterOrchestrator終端用戶計(jì)算WorkspaceMirageViewvCopsforView軟件定義的計(jì)算

軟件定義的數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)WindowsLinux數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵應(yīng)用高性能運(yùn)算大數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)的豎井式數(shù)據(jù)中心…抽象化池化自動(dòng)化WindowsLinux數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵應(yīng)用高性能運(yùn)算大數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)／安全性計(jì)算存儲／可用性向軟件定義的數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型軟件定義的數(shù)據(jù)中心虛擬數(shù)據(jù)中心虛擬數(shù)據(jù)中心虛擬數(shù)據(jù)中心虛擬數(shù)據(jù)中心虛擬數(shù)據(jù)中心軟件定義的數(shù)據(jù)中心服務(wù)WindowsLinux數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵應(yīng)用高性能運(yùn)算大數(shù)據(jù)抽象化池化自動(dòng)化向軟件定義的數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型vSphere6.0將繼續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新遠(yuǎn)距離vMotion遷移跨vCenter進(jìn)行vMotion遷移跨虛擬交換機(jī)的vMotion遷移復(fù)制輔助的vMotion遷移多處理器容錯(cuò)即時(shí)克隆跨vCenter克隆跨vCenter遷移VirtualVolumes保密資料16業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的功能特性云計(jì)算應(yīng)用和關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用需要擴(kuò)展17vSphere5.5vSphere6.0每個(gè)集群32臺主機(jī)每個(gè)集群64臺主機(jī)每個(gè)集群4000個(gè)虛擬機(jī)每個(gè)集群6000個(gè)虛擬機(jī)每臺主機(jī)320個(gè)CPU每臺主機(jī)480個(gè)CPU每臺主機(jī)4TBRAM每臺主機(jī)6TBRAM每臺主機(jī)512個(gè)虛擬機(jī)每臺主機(jī)1024個(gè)虛擬機(jī)每個(gè)虛擬機(jī)64個(gè)虛擬CPU每個(gè)虛擬機(jī)128個(gè)虛擬CPU每個(gè)虛擬機(jī)1TB虛擬RAM每個(gè)虛擬機(jī)4TB虛擬RAM您希望在vSphere6.0上運(yùn)行什么？18縱向擴(kuò)展應(yīng)用/

關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用橫向擴(kuò)展應(yīng)用桌面虛擬化容器IntegratedOpenStackvSphere是適用于現(xiàn)有和新版應(yīng)用的最佳平臺適用于所有應(yīng)用工作負(fù)載的可擴(kuò)展性增強(qiáng)功能

（虛擬機(jī)和集群）*BigDataExtensions和PivotalCF(PaaS)支持桌面虛擬化–2D/3D圖形、即時(shí)克隆*在vSphere上運(yùn)行OpenStack=成功*Linux容器支持概述提高了可擴(kuò)展性和性能SAPHana–相比RDBMS性能提高400%，規(guī)劃負(fù)載

時(shí)間減少到1/9在幾秒內(nèi)快速部署桌面虛擬機(jī)比以前版本的部署速度快10倍提高了應(yīng)用開發(fā)人員的工作效率和可移植性提供體系結(jié)構(gòu)選擇自由優(yōu)勢/使用情形*vSphere6.0的新增功能軟件定義的網(wǎng)絡(luò)及安全性推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型以加速業(yè)務(wù)創(chuàng)新數(shù)分鐘+數(shù)天交換機(jī)路由器防火墻負(fù)載平衡器傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式計(jì)算虛擬化傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接以設(shè)備為中心靜態(tài)配置不能識別應(yīng)用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接方式是實(shí)現(xiàn)IT敏捷性的障礙利用NSX實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化虛擬機(jī)的操作模式API第3層

路由器負(fù)載平衡器第2層

交換機(jī)防火墻利用NSX進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接VMVM虛擬化

管理程序虛擬化

管理程序VMVM立即開始實(shí)現(xiàn)交換機(jī)虛擬化虛擬化

管理程序虛擬化

管理程序NSX虛擬化

管理程序NSX虛擬化

管理程序VMVMVMVM利用NSX進(jìn)行交換虛擬化

管理程序虛擬化

管理程序VMVMVMVM立即開始實(shí)現(xiàn)路由器虛擬化NSX的路由方式VMVM采用NSX的虛擬化管理程序VMVM采用NSX的虛擬化

管理程序70%NSX的網(wǎng)絡(luò)安全性NSX的負(fù)載平衡方式vCenterOperations

MgmtvCloudAutomationCenter

IaaSPaaSDaaSApplicationDirectorMgmtvCloudDirector/ConnectorvCenter

SiteRecovery

ManagervSphereCloud

ServiceProvidersHyper-

visorsCMSNSX

IaaS

PaaS

DaaS支撐任意的應(yīng)用(無需修改)虛擬網(wǎng)絡(luò)VMwareNSX網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺邏輯交換網(wǎng)絡(luò)任意網(wǎng)絡(luò)硬件架構(gòu)云管理平臺（vCAC,OpenStack,Cloudstack）邏輯防火墻邏輯負(fù)載均衡邏輯路由網(wǎng)絡(luò)邏輯VPNX86虛擬化層NSX軟件定義的虛擬化網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)NSX

forvSphere功能組件消費(fèi)自服務(wù)門戶云管理平臺vCloudAutomationCenter管理平面NSXManager單點(diǎn)配置RESTAPI和UI接口vCenterServer控制平面NSXControllerManagesLogicalnetworksRun-timestateDoesnotsitintheDataPathControl-PlaneProtocolNSXLogicalRouterControlVMUserWorldAgent數(shù)據(jù)平面NSXEdgeServicesGatewayESXiVDSHypervisorKernelModulesFirewallDistributedLogicalRouterVXLANNSXvSwitchNSXEdgeVMformfactorDataPlaneforNorthSouthtrafficRoutingandAdvancedservicesNSXvSwitch分布式網(wǎng)絡(luò)邊緣線速性能

VMwareNSX邏輯交換應(yīng)用、多租戶隔離

VM在線遷移需要二層網(wǎng)絡(luò)大的二層物理網(wǎng)絡(luò)蔓延帶來的問題–STP問題二層廣播風(fēng)暴問題VLAN數(shù)量限制等可擴(kuò)展的多租戶網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)L2overL3Overlay架構(gòu)

基于Overlay的技術(shù)VXLAN,STT,GRE,etc,邏輯交換網(wǎng)絡(luò)可以跨主機(jī)、交換機(jī)以及物理路由器挑戰(zhàn)好處邏輯交換–ScaletheNetworkSegment10000XAnimatedSlideVMwareNSXLogicalSwitch1LogicalSwitch2LogicalSwitch3VMtoVMRoutedTrafficFlowVMwareNSX邏輯路由網(wǎng)絡(luò):分布式，多功能數(shù)據(jù)中心東西向流量對傳統(tǒng)的集中式路由模式帶來挑戰(zhàn)VM漂移帶來的挑戰(zhàn)多租戶路由復(fù)雜度Traffichair-pins在Hypervisor層實(shí)現(xiàn)分布式路由動(dòng)態(tài)的,基于API的配置動(dòng)態(tài)路由–OSPF,BGP,IS-ISLogicalRouter支持多租戶支持與物理路由器之間跑動(dòng)態(tài)路由挑戰(zhàn)好處分布式路由–靈活實(shí)現(xiàn)多租戶網(wǎng)絡(luò)控制器集群NSX管理器L2L2租戶A租戶BL2L2L2租戶CL2L2L2AnimatedSlideCMPVMwareNSX防火墻:分布式、高性能、可擴(kuò)展的安全防護(hù)集中式處理模式人工配置安全策略基于IP五元組性能最多大概40Gbps無法感知虛擬網(wǎng)絡(luò)上的流量分布在HypervisorLevel動(dòng)態(tài)的,可基于API的配置模式可支持基于VM名稱,用戶ID的安全策略每臺主機(jī)線速轉(zhuǎn)發(fā)，15Gbps基于VM的vNIC級別管控，感知VM任意流量挑戰(zhàn)好處性能與擴(kuò)展能力–1,000+Hosts30TbpsofFirewall物理安全模式NSX分布式防火墻防火墻管理AnimatedSlideVMwareNSXAPICMPVMwareNSX負(fù)載均衡應(yīng)用（工作負(fù)載）移動(dòng)性多租戶人工配置，管理復(fù)雜按需部署負(fù)載均衡服務(wù)支持各種部署方式–one-armorinlineLayer7,SSL,…挑戰(zhàn)好處負(fù)載均衡–支持多租戶部署環(huán)境AnimatedSlideL2租戶AVM1VM2VM1VM3VM2L2L2L3租戶BNSX

架構(gòu)擴(kuò)展性:廣泛的合作伙伴NSXControllerNSXAPI合作伙伴安全服務(wù)+CloudMgmtPlatforms網(wǎng)關(guān)服務(wù)應(yīng)用服務(wù)防火墻WAN

InternetvCenter計(jì)算集群基礎(chǔ)架構(gòu)集群

(存儲,vCenter和云管理平臺)Edge集群(邏輯路由器控制平面andNSXEdge)LeafSpineL3L2L3L2軟件定義的虛擬化網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)

ExternalNetworks

簡單,易復(fù)制，自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)多租戶云網(wǎng)絡(luò)

軟件定義的虛擬化網(wǎng)絡(luò)-敏捷性根據(jù)應(yīng)用需求利用vxlan技術(shù)按需定義應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)切片和邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(Web/App/DB)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的快速靈活部署可編程的創(chuàng)建,快照,保存,遷移,刪除,恢復(fù)

機(jī)房1:計(jì)算集群LeafL3L2機(jī)房N:計(jì)算集群SpineVLAN1–10.x.x.xVLAN2–172.16.x.xVLAN2–192.168.x.x

VirtualNetworkVirtualLayer2–88.33.x.x(whatever)利用VXLAN解決數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)存在的三大問題：Anyapplicationanywhere大二層架構(gòu)下存在的：MAC地址表、VLAN和二層Flooding三大問題數(shù)據(jù)復(fù)制支持unicast、hybrid和multicast模式解決目前vxlan沒有controlplane帶來的flooding問題軟件定義的虛擬化網(wǎng)絡(luò)-真正的AnyapplicationanywhereDataCenterPerimeter傳統(tǒng)的邊界防火墻已經(jīng)被證實(shí)為不足夠安全,而用傳統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)micro-segmentation基本上不可行對內(nèi)部流量不管控InternetInternet安全性不充分管理上不可能DataCenterPerimeter虛擬化網(wǎng)絡(luò)-傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)VMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMVMBenefits…安全策略直接部署到VM網(wǎng)絡(luò)端口No“ChokePoint”,nomorehairpin分布式處理,線速過濾,水平擴(kuò)展基于IP地址、虛擬機(jī)、邏輯交換機(jī)、portgroup、Cluster、datacenter支持基于用戶身份防火墻支持防ip地址欺騙攻擊

集中管控

軟件定義的虛擬化網(wǎng)絡(luò)-分布式防火墻Micro-SegmentationCONFIDENTIAL39NSX:Vxlan服務(wù)器機(jī)房NSXControllerNSXManagervCenterServer

機(jī)房1:計(jì)算集群LeafL3L2機(jī)房N:計(jì)算集群Spine網(wǎng)絡(luò)虛擬化之精細(xì)化安全管理和監(jiān)控安全策略直接部署到VM網(wǎng)絡(luò)端口No“ChokePoint”,nomorehairpin分布式處理,線速過濾,水平擴(kuò)展基于IP地址、虛擬機(jī)、邏輯交換機(jī)portgroup、Cluster、datacenter支持基于用戶身份防火墻支持防ip地址欺騙攻擊Policyrulesconstruct:RichdynamiccontainerbasedrulesapartfromjustIPaddresses.VCcontainersClustersdatacentersPortgroupsVXLANVMcontainersVMnamesVMtagsVMattributesIdentityADGroupsIPv6compliantIPv6addressIPv6setsServicesProtocolPortsCustomIPv6ServicesChoiceofPEP(Policy

EnforcementPoint)Clusters-VXLANvNICs…RuleIDRuleNameSourceDestinationServiceActionAppliedTo網(wǎng)絡(luò)虛擬化之精細(xì)化安全管理和監(jiān)控WAN

Internet計(jì)算集群基礎(chǔ)架構(gòu)集群

(存儲,vCenter和云管理平臺)Edge集群(邏輯路由器控制平面andNSXEdge)LeafSpineL3L2L3L2按需的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)－負(fù)載均衡WEB邏輯交換機(jī)APP邏輯交換機(jī)DB邏輯交換機(jī)LBLBLB數(shù)分鐘+數(shù)天傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式交換機(jī)路由器防火墻負(fù)載平衡器X數(shù)分鐘虛擬化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方式VMwareNSX的優(yōu)勢利用軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接智能采用與計(jì)算虛擬化相同的運(yùn)營模式增加任何現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)的價(jià)值???軟件定義的存儲和可用性面向軟件定義數(shù)據(jù)中心的完全

抽象化、池化和自動(dòng)化的存儲VMware的軟件定義存儲45vSphereStoragePolicy-BasedMgmtVirtualSANStoragePolicy-BasedMgmtSAN/NASvSphereVirtualVolumesVirtualDatastoreVMwareSoftware-DefinedStorageVirtualDatastore把虛擬化所特有的高效率運(yùn)作模式帶到存儲及數(shù)據(jù)可靠性領(lǐng)域VSAN橫向擴(kuò)展存儲–極其簡單vSphereVSAN硬盤硬盤SSDSSD硬盤SSDVSAN聚合數(shù)據(jù)存儲硬盤SSD硬盤SSDvSphereVSANVSAN聚合數(shù)據(jù)存儲vSphereVSANVSAN聚合數(shù)據(jù)存儲vSphereVSAN2014-3VSAN5.5,2015-2VSAN6.0introducedinChina企業(yè)級的可擴(kuò)展性和性能48Enhancementsin6.0Hosts/Cluster326464VMs/Host100150200+IOPS/Host20K40K100KVirtualSAN5.5VirtualSAN6.0HybridVirtualSAN6.0All-FlashNote:Allperformancenumbersaresubjecttofinalbenchmarkingresults.PleaserefertoguidancepublishedatGAVSAN方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)一定要選擇和VSAN適配的硬件（HCL）特別注意對controller的挑選，queueDepth，內(nèi)置caching等特性要注意屏蔽，支持的配置模式（passthru或raid0，或都支持），嚴(yán)格遵守HCL企業(yè)級SSD和HDD節(jié)點(diǎn)配置：最少3節(jié)點(diǎn)推薦始終追加一節(jié)點(diǎn)，以始終保持最佳的可用性計(jì)算方式：（2n+1）+1,nisfailurestotolerant.磁盤組1DG:1SSD+nMDs1host:1DG~upto5DGs正確替換故障磁盤或SSD網(wǎng)絡(luò)需求至少1gb且專用，10gb推薦(可共享)共享使用10gb網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可利用NIOC確保VSANtraffic

–VDS許可通過VSANlicense可激活支持NICteaming，但用途是HA,不是loadbalancingMulticast是必須項(xiàng).MTU/Jumboframes都要一致管理和自動(dòng)化

面向軟件定義的數(shù)據(jù)中心的

智能策略驅(qū)動(dòng)型管理和自動(dòng)化云計(jì)算自動(dòng)化管理–vCloudAutomationCenter按需訪問任意基礎(chǔ)架構(gòu)或應(yīng)用服務(wù)針對審批、回收、成本概況和透明度的全面治理初始調(diào)配和生命周期管理針對物理、虛擬和云計(jì)算調(diào)配端點(diǎn)的廣泛支持，以及軟件機(jī)制通過與現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)和可自定義工作流集成來

實(shí)現(xiàn)可延展性通過快速交付IT服務(wù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)敏捷性通過管理調(diào)配操作的執(zhí)行者、對象和位置來

提供IT控制力通過靈活的自動(dòng)化解決方案擴(kuò)展現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)、流程和環(huán)境優(yōu)勢概述自助服務(wù)IaaSPaaSDaaSXaaSCloudAutomationCenter異構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)基于策略的治理，具有自動(dòng)交付功能對服務(wù)的按需、自助式訪問云計(jì)算運(yùn)維監(jiān)控管理–vCenterOperationsManagementSuite通過預(yù)構(gòu)建的可配置運(yùn)營控制面板，可以實(shí)時(shí)

洞悉基礎(chǔ)架構(gòu)的行為自學(xué)式性能分析和動(dòng)態(tài)閾值可及早檢測出問題基于策略的配置管理可確保持續(xù)合規(guī)性容量管理可優(yōu)化資源