全新企业级数据中心发展之路IT优化IBM云计算.docx
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全新企业级数据中心发展之路IT优化IBM云计算
全新企业级数据中心发展之路-IT优化
云计算篇
通过本章前几个部分的内容，我们了解到整个IT环境从最初的只需要满足简单的电子化到今天，已经发展到了以服务为中心的IT管理架构，然后我们讨论了服务都包含哪些组成部分以及如何设计和管理服务级别。
那么当我们讨论了这些理论架构之后，在想把这个IT架构变成现实的时候，首先需要将IT基础架构进行整合和虚拟化，然后将企业和IT的管理流程化，最后需要一个统一的服务管理平台，将整个IT架构和IT资源纳入到服务管理平台的管理之下，按照规划好的流程搭建基于自己的管理方式的独一无二的管理平台。
云计算可以作为这样的一个管理平台。
云计算是一种新兴的商业计算模型。
简单地将，云计算是一种共享IT基础架构的方法，它可以将巨大的系统池连接起来提供IT服务。
云计算让企业数据中心的运行更加类似互联网，通过安全和可扩展的方式让计算资源可以像虚拟资源一样被访问和共享。
可见，云计算并不是一个现成的软件或者硬件产品，并不是任何用户拿来安装上就可以使用的。
每个用户的IT架构和环境都是不尽相同的，使用的服务器、存储、网络、操作系统和软件等各有差异，另外不同用户的管理流程也是不一样的，针对这种需求各异的情况，一个现成的产品是无法满足所有用户的要求的。
我们可以将云计算平台理解为一个基于服务的产品，需要服务供应商和用户紧密配合，充分了解用户的IT环境，理解用户的管理流程，根据用户的需求将云计算平台所需的各种组件有机的组织连接在一起，只有这样才能真正搭建出一个满足用户需求的平台，通过这样的平台用户才能感受到云计算带来的好处。
通常云计算平台基于以下三个主要部分：
∙整合
服务器、存储、网络和数据的整合为虚拟化和自动化提供必要的基础。
而云计算平台也需要提供整合的IT资源、服务、人员等管理功能。
∙虚拟化
通过隐藏底层硬件和系统软件的详细信息来简化部署并提高计算资源的使用，有适应需求改变的能力。
∙自动化
克服系统管理的复杂性，更好的使用资产，提高可用性和弹性，根据业务策略和目标降低成本。
图5-4云计算平台概览
云计算平台的价值在于能够动态的将业务流程和策略与分配IT资源连接在一起。
在云计算平台中，资源的分配和管理不需要人为干预，以业务需求为基础，这些资源会被最有效的使用。
拥有灵活、动态的业务流程提高了成长和管理业务变化的能力。
图5-5云计算主要组件
5.4.1云计算平台蓝图
自动化是在很少或没有人为干预的情况下动态进行部署、监控、管理和保护IT基础架构来满足业务需求的一种能力。
客户可以参考自动化蓝图来规划他们自己的云计算平台，将云计算的各项任务变为一种自动化的能力，这样客户就可以不再关注IT方面的问题，而只需关注他们自己的业务需求和目标。
图5-6自动化蓝图
在蓝图的最底部是基础部分。
本身具有自动化能力的软件和系统资源，为更高级别的自动化功能服务。
这些资源中的很多都可以虚拟化。
为了达到最高级别的随需应变的自动化，资源必须被虚拟化，只有这样才能按照业务策略的需要将这些资源进行动态的部署。
倒数第二层显示了主要的自动化能力：
∙可用性：
保证系统能够使用。
∙安全性：
保护系统免受威胁，为大量用户提供访问他们需要的应用和数据的功能，同时阻止不受欢迎的用户。
∙优化：
提供工具保证各种资源运行在最高的性能和工作效率上，保证最大化的投资回报率。
∙部署：
关注在自我配置和动态分配IT基础架构中独立的要素，以便可以根据业务需求正确地部署相关部分。
上面的一层叫做基于策略的流程编制（Policy-BasedOrchestration），它帮助客户自动控制我们刚才讨论的四个部分的功能，以便整个IT基础架构可以根据定义好的业务策略来动态响应变化的情况。
编制建立在客户共同IT经验总结出来的最佳方法上，保证复杂的部署能够快速并且高质量的完成。
最后，业务服务管理（BusinessServicesManagement）能力提供管理服务级别的工具，计量系统的使用情况，并根据使用情况出具账单。
同时进行建模、整合、连接、监控和管理端到端的业务流程，完成IT和业务流程的完全结合。
5.4.2基于策略的编制
每个独立的IT系统要素可以响应变化是一个很好的开始，但是最后，要真正实现随需应变的业务就需要将系统中的多个要素自动化编制，以使整个IT基础架构都能够响应业务策略和条件的变化。
例如，如果一个客户的订单录入应用突然遇到负载的高峰，只分配更多的CPU是不够的，他可能还需要更多的存储、更多的网络能力，甚至更多的服务器和新的用户来处理增加的工作。
所有这些变化都需要被编制，以便无缝的同时动态分配多种资源要素。
自动化部署平台提供了计算资源自动化分配和回收的功能。
但这些功能不是独立存在和运行的。
自动化功能要基于企业的策略和管理流程。
通过一次性开发而固化的自动化流程显然无法适应不断变化的业务流程。
基于策略的流程编制是在自动化工具的基础上使用流程引擎将企业策略中所定义的任务通过流程的编制实现。
这样可以实现灵活的业务变更。
基于策略的编制是随需应变自动化战略的基础。
它让客户更有效地利用资源来支持业务，主动感应并响应需求的高峰，根据业务策略自动分配IT资源到最重要的流程中去：
∙编制可以根据定义好的业务策略实时对IT环境进行管理，完成期望的业务目标。
∙编制感应资源的变化，自动触发操作在整个系统中重新分配资源（例如硬件、软件和应用）。
∙编制提供了一种级别的自动化，可以智能协调安全性、可用性、部署和优化，保证整个IT环境能够满足业务目标。
∙编制提供的主要竞争优势包括：
o软件产品适应现有的硬件、软件、构架和流程。
o将定义好的策略、工作流程和脚本打包做成可重复运行的任务
o感应和响应变化的自动化技术
o灵活适应客户的情况
编制使数据中心可以从“以防万一”的部署（提供足够的资源满足高峰的需求，通常导致较低的资源使用率）向即时的部署转变，实现基础构架的自动化，使用可重复的方式执行配置变更，消除人为执行错误。
图5-7显示了一个典型的数据中心运行了三个应用，其中一个应用根据用户的需求要加入更多的资源，而另外两个应用分配了足够甚至多余的资源。
传统的手工部署方式很难从一个应用中移动资源到另一个应用中来满足短期的高峰需求。
图5-7“以防万一”的部署方式
编制解决方案将传统的手工部署流程、性能评估、容量规划和基础构架实施自动化。
编制进行自动化资源需求预报，根据预先定义的服务级别目标和协议，自动进行基础构架的部署，保证每个应用都有他所需要的资源，而不会分配过量的资源。
任何应用可以在任何时间分配到任何服务器上，一个服务器可以根据应用的需求进行部署，并且在应用不再需要的时候将资源释放出来。
图5-8即时部署方式
在即时部署的解决方案中，IT基础架构不再是传统的专用服务器只给一个应用，而是将计算资源整合到一个资源池中，可以给数据中心内的所有应用使用，同时保持每个应用环境的安全。
5.4.3云计算平台的功能
云计算平台使企业可以更有效地利用其IT硬件和软件投资。
企业可以通过该基础结构打破相互隔离的系统中固有的物理障碍，对系统群的管理犹如对单个实体那样自动进行。
对于提供信息服务、降低IT管理复杂性、促进创新、以及通过实时工作负载均衡来提高响应能力而言，云计算平台都是最好的选择。
下面我们通过几个场景来看看使用云计算平台之后的情况：
1）当你需要使用服务资源的时候：
用户可以通过一个简单的Web界面联机提交使用服务资源的申请。
他们可以为自己的项目指定期望的开始日期和结束日期。
数据中心管理员可以批准或拒绝这个申请。
批准后自动化服务管理平台就会从可用的资源池中选择适合的服务器、存储、操作系统和软件等资源，并且根据所申请的资源配置要求对这些资源进行部署。
用户只需在等待很短的时间后就会收到平台自动发送的信息，告知用户所需求的资源已经部署完毕，可以使用。
2）当服务资源出现紧张的时候：
虚拟世界需要大量的计算能力，当虚拟空间扩大或登录用户增多时尤其如此。
大型多人在线网络游戏（MMPOG）就是超大型虚拟世界的典范。
一些商业化虚拟世界拥有多达几百万的注册用户，并且由数千台服务器提供支持。
托管虚拟世界的企业可以通过自动化服务管理平台中的实时监控器，显示当前基础结构的使用情况，或者显示虚拟世界的任何指定“区域”中客户的平均响应时间。
该企业发现A区域的用户数量大幅增加，导致资源使用增加，响应时间正在减缓，而此时X区域和Y区域的用户数量较少，负载较低。
于是，该企业可以在自动化服务管理平台中通过手动的方式重新平衡资源，（当然我们也可以预先在平台中定义好资源平衡使用的策略，这样在发生资源使用紧张的时候，管理平台就可以按照定义好的策略自动触发相应的操作）分别从X区域和Y区域分别撤出5台服务器，并将这10台服务器提供给A区域使用，用来缓解负载。
几分钟后，这10台服务器重新分配完成，而这个过程没有对任何区域中的任何用户造成影响，A区域的响应时间也恢复到可接受的水平。
该企业通过重新利用未充分使用的设备，极大地节省了成本，并保持了较高的客户满意度、避免了用户需要呼叫帮助中心来寻求帮助，并且在几分钟之内就完成了以前需要几天或几周时间来完成的工作。
用户对于云计算平台的主要需求包括：
∙云计算平台最好是一个基于Web的门户服务形式，用户可以很方便的登录并申请所需的资源。
∙平台应该可以通过自动或者半自动的方式发现数据中心中的可用资源并提供给用户选择使用。
∙平台应该可以得到流程引擎的支持，可以整合管理流程（例如ITIL），例如申请、批准、评审和审计等功能。
∙云计算平台的后端应该是一系列用来进行部署、监控、计费的系统，满足用户对于申请资源的要求。
自动化供应
用户通过基于角色的Web门户网站来实现自动化供应。
用户在门户网站填写一张表单来定义其硬件平台、CPU、内存、存储、操作系统、中间件和团队成员及其相关角色等信息。
整个过程大约需要5分钟。
通过门户网站提交请求之后，数据中心管理员会得到通知，并登录以批准、修改和/或拒绝该请求。
一旦批准，系统就会启动一个定义好的自动化工作流程来完成整个部署工作。
完全自动化的供应流程符合安全要求，减少了人为原因造成的错误，大大缩短了系统部署的时间。
预订和调度
在提交服务申请时，需要用户了解资源使用的时间情况。
因为在提交申请时需要用户填写服务的开始和结束时间，这样便于数据中心的管理人员对于资源使用情况有所了解。
在服务到达结束时间时，系统会自动将资源收回，以便可以给其他需要资源的服务来使用。
当然用户可以变更服务的结束时间，这也是管理平台的重要功能之一，我们将在下面的部分说明。
变更管理
在某些项目中可以能会面临开发延期或者新需求等有关的一些未知因素。
这些未知因素有时会使遵守合同规定的结束日期变得困难，当结束日期在项目延期之前几个月便得到确认时，这种情况尤其明显。
因此，系统允许用户请求延长其原定的合同结束日期。
经过授权的项目成员可以登录到平台门户网站，请求延长合同结束日期。
数据中心管理员从资源能力和业务合理性两方面对该请求进行评估。
管理员可以登录到Web界面来查看该请求，并进行审批操作。
新的日期一经批准，将会执行相应的任务，也会对合同进行更新以反映新的结束日期。
更改合同
云计算平台还提供对于服务申请资源的变更功能。
对于采用新技术或未经测试技术的高风险项目而言，经常需要变更服务器的操作系统、软件等资源。
云计算平台的合同变更功能非常灵活，用户可以在原有的系统中添加或删除软件组件或者连同操作系统完全重新部署。
用户也可以向现有合同中添加服务器或者去除服务器，或者在符合要求的硬件系统上，也可以选择增加或减少分配给一个或多个虚拟机的资源数量。
当变更申请提交后，整个系统的变更操作都是自动进行的，无需人工介入，系统可以在很短的时间内完成变更申请，提供给用户使用。
5.4.4如何搭建云计算平台
规划是构建云计算解决方案重要的第一步。
在规划时，需要对当前数据中心资产和运行流程创建完整的文档，需要描述数据中心中现有的设备之间的关系并考虑如何部署未来的新设备。
由于环境十分复杂，企业会指派不同的人员维护数据中心中不同的数据。
需要了解所有不同角色与数据中心设备之间的交互过程，角色之间责任重叠。
企业的高层决策者需要参与整个计划的过程并做出决策。
∙数据中心的完整资产信息
数据中心中包括大量的服务器和设备，首先需要收集这些硬件资产的信息，以及这些资产之间的关系。
资产之间的关系对于计划非常重要。
这里举例来看一个服务器和网络之间的关系：
o通过一个逻辑定义的IP地址访问服务器
o必须在操作系统中定义一个网络接口才能定义IP地址
o服务器中必须有一个物理网卡来支持操作系统中定义的网络接口
o网卡具有特定的属性，例如MAC地址，用来通过物理链路和数据中心内的其他设备连接
o网卡必须连接到交换机的一个端口上
o交换机也拥有自己的关系，例如端口属于哪一个模块，交换机之间的连接关系
上述的资产信息需要被收集起来。
图5-9展示了一个数据中心的例子：
图5-9数据中心范例
∙绘制业务数据流
在将设备逻辑关系文档化后，为了确定可以实现自动化部署的部分，正确理解配置这些设备的流程非常重要。
另外了解设备在业务功能上的用途也很重要。
根据这些信息，我们基本可以确定数据中心的基础构架，例如路由器、交换机、数据库服务器和负载均衡器这些设备的变动比较少，而且配置方式比较特殊，因此不适合使用自动化部署。
而应用服务器通常使用相同的硬件并且经常发生变动，根据我们收集的信息分析来看比较适合使用自动化部署。
下图是一个业务数据流的例子：
图5-10数据中心范例的数据流
自动化部署完成后，可以在没有人工干预的情况下将一台服务器从裸机开始到操作系统部署到应用部署完成，而后还能够将这台新的应用服务器加入应用服务器群集，并开始对外提供服务。
∙了解手工部署流程
将数据中心设备当前的结构和使用情况文档化后，还要将管理数据中心的IT流程文档化。
这样就可以将设备从抵达到进入数据中心需要进行的工作整理为一个步骤列表。
这个列表包括上架和接电等手工步骤以及可以融入自动化管理平台的自动化步骤。
部署流程通常是跨组织角色的，并且应该和现有的自动化技术结合组成完整的解决方案。
通过这种文档化之后，你就可以理解一个数据中心的那些部分可以使用自动化管理。
每个组织在实施自动化管理时有一套独特的步骤，并且每个步骤都有不同的需求，因此这样的自动化管理平台并不是一成不变就可以解决所有问题的。
针对每个用户不同的环境、不同的流程，我们都需要对这个云计算平台进行定制化。
这样才能满足不同用户的需求。
∙组织结构
自动化部署涉及到很多复杂的步骤，包括物理基础架构、操作系统、网络基础架构、应用程序部署、监控、项目管理以及和其他部门的协调。
一般日常的服务器部署不需要和其他部门协调就可以完成，除非存在组织上的、安全上的或其他方面的原因。
在很多组织中，架构中很多部分被认为对业务是非常关键的。
例如，网络架构部门需要满足网络可用性以及变更管理和安全性问题的服务级别协议。
而云计算平台通常需要改变IT文化，要更好的使用这个平台，就需要将组织中的每个部门都融入到其中。
∙标准化
很多组织的IT环境都是异构的，这使云计算平台的实施变得更加复杂。
因此最好的方法就是数据中心的设备都使用标准的硬件配置，使硬件类型最少化。
例如针对应用程序服务器层，使用统一的硬件平台可以减少对每台服务器的手动配置的工作量。
∙和当前的自动化流程整合
很多组织都已经在IT基础构架的不同层次使用了自动化部署，例如启动服务器、软件分发包、系统管理软件和用来运行日常任务的定制化脚本等技术。
但是这些自动化技术都是针对于某一个子系统或者局部的，在部署整个系统的过程中还是需要很多的人工介入来完成。
云计算平台并不会完全替代现有的这些技术，而是依赖于这些自动化技术和流程来实现更高层次的、全局性的自动化管理。
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