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软件定义的数据中心:您的基础架构准备就绪了吗?
Joel McKelvey
高级营销经理
Mike Andren
Cisco 高级产品经理

软件定义的数据中心 (Software-Defined Data Center, SDDC) 是一种新兴市场趋势,描绘了如何在软件中定义 IT 资源、根据策略配置 IT 资源以及通过 API 集成交付 IT 资源。SDDC 的目标是加快向用户和应用程序所有者提供服务的速度,削减成本并降低复杂性。

为了实现上述目的,数据中心的作用不能停留在执行基本的配置任务上,而是应该能够快速地交付跨越基础架构的集成服务。您必须在软件中定义和管理计算、网络及存储,才能创建一个按照策略执行、由应用程序驱动并且完全自动化的数据中心。

听起来是否让人难以置信?事实上,Cisco 和 NetApp 在提供这些功能方面已经取得了长足的进步,FlexPod® 融合基础架构平台就是最好的证明。

在本文中,我们将了解一些硬件要求(包括计算、网络和存储)以及软件定义的数据中心的管理和业务流程需求。同时,我还将说明如果现在朝着软件定义的数据中心方向发展,需要注意哪些问题。

助力构建 SDDC

不严格地说,能否成功构建软件定义的数据中心主要取决于以下两项关键功能:

  • 易管理性: 这不仅需要紧密集成底层硬件,而且还要求您能够通过 API 自定义管理并且自行选择偏爱的工具。
  • 可编程性:应用程序必须能够根据需要直接从 IT 基础架构配置和访问服务。

在理想环境中,您能够将 SDDC 功能应用于所有底层硬件,但是就目前情况而言,SDDC 取得成功的关键是,必须选择能够达到所需易管理性和可编程性级别的底层设备。

这意味着,您在整个基础架构中必须保持一定程度的一致性。如果管理软件无法与存储进行通信,或者交换机缺少开放式 API,您就会陷入困境。下面将详细说明每个基础架构要素的要求。

尽管完全可以通过整合基础架构实现 SDDC,但在许多情况下,融合基础架构解决方案(尤其是 FlexPod 平台)才是通向成功的捷径。

计算

一提到计算,很容易得出这样的结论:服务器和桌面虚拟化足以满足 SDDC 计算要求;而事实上,将虚拟化等同于 SDDC 是一种非常普遍的错误认识。

虽然虚拟化的变革意义毋庸置疑,但是经过深入了解后,您会发现 SDDC 计算还需要满足以下两点要求:

  • 能够更好地控制硬件
  • 支持多个虚拟机管理程序

硬件层控制

在虚拟化环境中,与 BIOS 版本、固件和处理器指令集固件和处理器指令集相关的硬件难题似乎总是层出不穷。不兼容会带来诸多限制或复杂性。如果曾经尝试过对未正确设置 BIOS 或固件的服务器执行 vMotion® 操作,就会对此有深切的体会。有时,仅仅一个固件配置差异就足以阻止在服务器之间执行 vMotion 活动。

此外,有不少数据中心仍在混合使用虚拟化服务器和裸机服务器。理想情况下,软件定义的数据中心可以像管理虚拟服务器那样灵活地管理裸机服务器,并同等支持所有工作负载。

提供可在物理层使用并且能与虚拟基础架构协同工作的服务配置文件是 Cisco® UCS™ 的一项核心功能。服务配置文件能够确保对于在服务器上运行的一切 — 无论是一个虚拟机管理程序、多个虚拟机管理程序,还是裸机操作系统安装 — 都可以相应地配置底层服务器环境。

多个虚拟机管理程序: 即便您目前的情况不是这样,在未来几年内,您也很有可能在数据中心内运行多个虚拟机管理程序。例如,在 Microsoft 虚拟化环境中运行 Microsoft® Exchange 是一种非常普遍的做法。如果您使用一家供应商的应用程序和虚拟化产品,那么当需要支持时,您会发现这是一件非常简单的事情。Oracle® Database 和 Oracle VM 的情形与此类似。这种多个虚拟机管理程序模式意味着,您的底层硬件和管理必须越来越独立,也就是说受虚拟机管理程序的限制越来越少。

Cisco 将不断扩展 UCS 功能和 UCS Manager 软件,从而提高 UCS 的灵活性、易管理性和对软件定义的模式的适应性。适用于该环境的所有 API 都面向大众公开,并且 UCS(无论是作为 FlexPod 解决方案的一部分,还是作为单独的产品)不受虚拟机管理程序限制,还可以与来自 VMware、Microsoft、Oracle、Citrix 和 Red Hat 的任何虚拟机管理程序配合使用。UCS 管理可以进行纵向扩展,因而通过 UCS Central 可以管理 10,000 多台服务器。

网络

其实,软件定义的网络以 VLAN 和其他网络虚拟化技术的形式已经存在 20 多年的时间。最新的进展包括融合网络结构和虚拟化交换机。在软件定义的数据中心内,对网络的主要要求如下:

  • 多协议支持
  • 开放式管理和可编程性

多协议支持: 主要是指支持数据中心(无论是不是软件定义的数据中心)需要的各种 SAN 和 NAS 协议的能力。其中包括支持 SAN 的光纤通道和(或)以太网光纤通道 (Fibre Channel over Ethernet, FCoE),以及支持 iSCSI 和 NAS 协议(如 NFS 和 CIFS)的 IP 网络。

与计算一样,这实际上与底层硬件的功能和限制有关。NetApp 和 Cisco 不仅在业内大力推广 FCoE,而且还提供从存储到主机的端到端 FCoE 支持。这意味着,您只需要使用一根缆线连接服务器和存储,就可以支持应用程序需要的任何 NAS 或 SAN 协议。您仅需布线一次,即可使用软件来定义通过该线缆传输的流量。因此,您的基础架构无需进行任何物理更改便可满足所有要求,这也是“软件定义的”这一名称的应有之义。

开放式管理和可编程性: 软件定义的网络 (Software-Defined Networking, SDN) 引发了广泛的讨论和争议。新兴的 SDN 框架非常适合某些环境,但是有些环境还需要采用其他方案,对于已在网络基础架构上投入大量资金的环境尤为如此。

Cisco 开发了 Cisco 开放式网络环境 (Open Network Environment, ONE) 框架,通过这种方法来构建更加开放、更易于编程且以应用程序为主导的网络。ONE 整合了 SDN 以及其他网络部署模式。

Cisco 开放式网络环境整合了 SDN 和众多其他网络部署模式。

图 1) Cisco 开放式网络环境整合了 SDN 和众多其他网络部署模式。

Cisco ONE 框架支持您利用现有网络基础架构,同时还能够不断引入新技术和服务,抓住新机遇。它将底层网络基础架构和服务与应用程序环境全面集成,支持应用程序与基础架构通信,并且基础架构可以更加快速地响应应用程序请求。这不仅推动了新业务模式的发展,而且还支持开发人员直接通过网络进行通信,而无需了解所有复杂的底层技术和子系统。

有关 Cisco ONE 的详细信息,请阅读 ONE 白皮书或者此博文

存储

对于软件定义的数据中心而言,易管理性和可编程性在存储层的重要性不亚于其在计算层和网络层的重要性。

存储通过虚拟化存储服务、对多供应商硬件的支持以及应用程序自助服务来满足 SDDC 需求。

图 2) NetApp®) 存储通过虚拟化存储服务、对多供应商硬件的支持以及应用程序自助服务来满足 SDDC 需求。

NetApp 致力于实现软件定义的存储 (Software-Defined Storage, SDS),其中包括:

  • 虚拟化存储服务: NetApp 集群模式 Data ONTAP® 操作系统通过 Storage Virtual Machine (SVM) 提供存储服务。SVM 的功能与虚拟机和服务器虚拟机管理程序的功能类似。这些功能为提高灵活性、实现基于角色的访问控制和委托授权管理,以及通过预定义的数据保护、可用性和性能特征创建存储服务的功能奠定了基础。
  • 多平台支持: NetApp 不仅致力于支持 NetApp FAS 硬件,通过 NetApp V 系列支持第三方存储阵列,而且还支持商用硬件以及与云服务提供商的集成。
  • 应用程序集成和自助服务: 在最广泛的基础架构、管理和应用程序合作伙伴之间实现集成,可实现互操作性;在运行 Data ONTAP 的所有平台上标准化一套开放式 API

FlexPod 解决方案可提供上述所有存储功能,包括使用 NetApp V 系列开放式存储控制器整合第三方存储的功能。有关 NetApp 如何构建软件定义的存储的详细介绍,请参阅以前的一篇 Tech OnTap® 文章

管理和业务流程

对于软件定义的数据中心来说,管理和业务流程具有以下三种实现方式:

  • 集成的融合基础架构管理器 (Converged Infrastructure Manager, CIM): 这些管理器通过单一管理平台管理服务器、网络和存储。
  • 支持领先的管理工具: 包括云管理平台、来自 Microsoft 和 VMware 等供应商的工具以及对 CA 和 BMC 等主要管理供应商的支持。
  • 端到端开放式 API: 支持您通过研发编程,构建可以满足所有需求的基础架构。

对于 SDDC,所有基础架构硬件必须至少支持其中两种实现方式:支持领先的工具和开放式 API。如果无法通过自行选择的工具或 API 管理您的所有设备,那么您会发现自己停滞不前。

大多数融合基础架构供应商基本都倾向于第一种选择,要求您使用他们的管理工具,无法提供实现全面应用程序集成和编程控制所需的端到端 API。这正是 Cisco 与 NetApp 共同关注的领域之一,旨在提升 FlexPod 平台及其组件的差别优势。FlexPod 涵盖了前文所述的所有三个方面。

  • 对于融合基础架构管理来说,UCS Director(基于 Cisco 最近收购的 Cloupia 构建)可以用作 CIM,并面向 FlexPod 提供即装即用功能。UCS Director 还支持数据中心内的其他要素,可简化从传统基础架构向融合基础架构模式过渡的过程。此外,FlexPod 还附带适用于每个基础架构层的要素管理器,包括 Cisco UCS Manager 和 NetApp OnCommand® System Manager。
  • Cisco 和 NetApp 一直在朝着实现 FlexPod 开放式管理的战略方向不断努力,致力于支持最广泛的管理选项组合,其中包括 OpenStack、CA、Cisco 云智能自动化、Microsoft System Center 等常用解决方案。
  • 同时,还针对 FlexPod 的各个方面发布了 API,以及有关 FlexPod 管理要求的详细准则。这意味着,独立软件供应商和内部开发人员可以利用该平台提供的所有功能。

FlexPod 凭借最广泛的行业支持提供开放式管理生态系统。

图 3) FlexPod 凭借最广泛的行业支持提供开放式管理生态系统。

您可能已经注意到,FlexPod 已经获得了广泛的认同,包括 2013 年度系统管理最佳 TechEd 大奖和 Microsoft 2013 年度服务器平台合作伙伴大奖。(有关详细信息,请参见边栏内容)。我们认为,这充分证明了 FlexPod 平台的可用性。

应用集成

尽管 SDDC 的愿景是轻松集成任何应用程序,但仍须构建支持特定的常用企业应用程序(如 Oracle Database、SAP® 以及 Microsoft Exchange、SQL Server® 和 SharePoint®)的基础架构。借助特定集成,可以在软件定义的数据中心内促进这些应用程序以及其他重要应用程序的部署、管理和保护。

NetApp 与 Cisco 精诚合作,为贵公司业务所依赖的软件提供更加全面的支持。我们稳步推出了新的经过验证的 Cisco 设计、经过验证的 NetApp 架构和解决方案指南,为各种企业软件提供支持。借助这些工具,您可以在 FlexPod 上更加快速地部署企业应用程序,获得更好的效果。您可以阅读此 Tech OnTap 文章,了解 FlexPod 在应用程序和基础架构支持方面的最新改进以及其他 FlexPod 增强功能。有关经过验证的 Cisco FlexPod 设计的完整列表,请访问 Cisco FlexPod Design Zone 网站

借助SnapManager 产品套件 ,NetApp 可以更加轻松地在重要的应用程序和基础架构上执行数据保护和数据管理,此外您还可以将这些操作集成到 SDDC 框架中。Cisco 与 NetApp 最近还宣布 FlexPod 通过了 NetApp SnapProtect™ 备份和恢复技术的验证。借助 SnapProtect 的单一管理控制台,您可以在磁盘到磁盘再到磁带的复制过程中创建和管理应用感知型 Snapshot 副本,并为其编制目录,从而增强所部署应用程序的功能,并以更高的服务水平向应用程序用户提供服务。

结论

现在构建软件定义的数据中心切实可行,但是您必须谨慎地选择适当的服务器、网络和存储,才能获得理想的效果。您选择的硬件必须提供适当的功能,并且能够与自行选择的管理工具和应用程序配合使用。此外,您的所有硬件还必须提供开放式 API。因为开放式 API 不仅可以促进与管理工具的集成,还支持您将基础架构与应用程序相集成,所以非常重要。

目前,部署融合基础架构解决方案是获得 SDDC 功能最简单快捷的方式,即便如此,您今后还要注意易管理性和 API 支持。为了满足各种 SDDC 要求,Cisco 与 NetApp 全力以赴,不断完善 FlexPod 平台。

所有基础架构要素都具有必要的底层功能。Cisco UCS 支持服务配置文件,从而可以简化应用程序工作负载的部署和移动。UCS 还支持各种各样的虚拟机管理程序,有效地摆脱了虚拟机管理程序的限制。FlexPod 环境通过适用的 Cisco Nexus® 7000 交换机支持端到端 FCoE,因此,您仅需布线一次,即可使用软件来选择该缆线所采用的存储协议。NetApp 存储可提供卓越的存储虚拟化,并支持与各种应用程序和管理工具的广泛集成。最后,所有 FlexPod 组件都具有开放式 API,可以促进直接应用程序集成,并且我们提供经过认证或验证的设计,可进一步加快常用企业应用程序的部署。

 对 SDDC 有任何见解?

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作者:NetApp 虚拟化和云解决方案高级营销经理 Joel McKelvey、Cisco Systems UCS 云解决方案高级产品经理 Mike Andren

Joel 经常撰写技术和战略白皮书,其中涵盖虚拟化、存储和数据中心基础架构等各种话题;曾参与编写了两本技术参考书。他还在国际性场合中发表关于虚拟化和 IT 转型的演讲。Joel 在工程、营销和战略定位方面拥有 20 多年的行业经验。他获得了 Cisco 和 VMware 认证,拥有哥伦比亚大学和加州大学伯克利分校的硕士学位,并且任职于多家公益性和营利性企业。在 NetApp,Joel 负责 FlexPod 和相关产品的综合营销。

Mike 与 Cisco 合作伙伴密切合作,制定关于云部署和持续云管理的解决方案。自 2008 年以来,他一直从事云管理方面的工作。在 Surgient 任职期间,他针对公司在市场上推出的第一套云管理平台中的一款产品,领导开展了产品管理工作;在 Quest Software 收购 Surgient 之后,他负责多款云监控和管理产品的工作。Mike 是斯坦福大学的研究生,拥有经济学和通信双学位。

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在 2013 年,FlexPod 荣获众多重量级奖项:

Best of TechEd 2013

Microsoft FlexPod 私有云荣获 2013 年度系统管理最佳 TechEd 大奖。最佳 TechEd 大奖由 Microsoft 和 Windows IT Pro 联合赞助,旨在表彰提供创新产品和服务的 Microsoft 合作伙伴。

Microsoft partners

NetApp 之所以被评选为 Microsoft 2013 年度服务器平台合作伙伴,是因为“FlexPod 能够帮助客户轻松部署高度可扩展的 Microsoft 私有云解决方案”。

ING Direct:一体化银行

为了加快测试/开发流程,ING DIRECT 团队有一个愿景,那就是:以尽可能低的成本、出于任何目的随时为任何人提供银行的副本,其中包括银行的一整套应用程序、服务和配置以及 5.5 TB 数据。

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软件定义的存储在您的未来蓝图中占有一席之地吗?Vaughn Stewart 在上月刊载的一篇 Tech OnTap 文章中详细介绍了 NetApp 在 SDS 领域的发展,其中包括虚拟化存储服务、多平台支持和应用程序自助服务。

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