近幾年,彈性在數(shù)據(jù)中心,尤其是網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域里是高頻出現(xiàn)的詞語,彈性的特征是可大可小、可增可減。在物理學(xué)和機(jī)械學(xué)上,彈性理論描述一個(gè)物體在外力作用下如何運(yùn)動(dòng)或發(fā)生形變,在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,彈性往往指的是在面對(duì)環(huán)境極端以及人為錯(cuò)誤或故意破壞的情況下,維持?jǐn)?shù)據(jù)中心服務(wù)的能力,顯然數(shù)據(jù)中心需要更高水平的彈性設(shè)計(jì)。最近,數(shù)據(jù)中心認(rèn)證有了新標(biāo)準(zhǔn),Uptimer Institure的數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)原來分為Tier IV級(jí),有四個(gè)等級(jí),現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)又增加一級(jí)Tier V級(jí),一個(gè)數(shù)據(jù)中心的彈性和可靠性是Tier V級(jí)評(píng)價(jià)重要依據(jù)。對(duì)于數(shù)據(jù)中心,主要從以下四個(gè)方面來考察其彈性水平。
數(shù)據(jù)中心整體資源具有彈性,這指的是利用云計(jì)算、虛擬化、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)資源進(jìn)行整合,使用硬件級(jí)虛擬化和自動(dòng)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的各種資源統(tǒng)一管理、統(tǒng)一分配、統(tǒng)一部署和統(tǒng)一監(jiān)控,為用戶按需提供計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、備份、災(zāi)備等基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)彈性擴(kuò)容、運(yùn)維在線自動(dòng)化處理、提供按需服務(wù),按使用量付費(fèi)。彈性數(shù)據(jù)中心的終極目標(biāo)是通過一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營系統(tǒng),高效可靠地、統(tǒng)一地管理企業(yè)數(shù)據(jù)中心,簡化企業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的開發(fā)、部署難度,協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)中心各類資源(計(jì)算,存儲(chǔ),網(wǎng)絡(luò)等),確保各類資源隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求動(dòng)態(tài)調(diào)度。其實(shí)彈性、易擴(kuò)展等特點(diǎn)正是云計(jì)算技術(shù)所具有的特性,是云計(jì)算中公認(rèn)的從資源利用角度最重要的特點(diǎn),若能夠?qū)⒃朴?jì)算更好地在數(shù)據(jù)中心里使用起來,充分發(fā)揮云計(jì)算技術(shù)優(yōu)勢,就可以實(shí)現(xiàn)彈性數(shù)據(jù)中心。
計(jì)算服務(wù)是數(shù)據(jù)中心最重要的部分,是由數(shù)萬臺(tái)服務(wù)器形成的巨大計(jì)算資源池。彈性計(jì)算是指用戶根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)或者計(jì)算需要,靈活地購買計(jì)算資源。真正實(shí)現(xiàn)按需使用、按需交付和按需付費(fèi)。彈性計(jì)算一方面減少了小規(guī)模軟件開發(fā)人員對(duì)于集群系統(tǒng)的維護(hù),另一方面收費(fèi)方式簡單明了,用戶需要使用多少資源,只需要為這一部分資源付費(fèi)即可。彈性計(jì)算可以利用廉價(jià)的低可用服務(wù)器構(gòu)建高性能高可用的系統(tǒng),提升數(shù)據(jù)中心服務(wù)器利用率,節(jié)省數(shù)據(jù)中心資源。彈性計(jì)算還能夠?qū)崿F(xiàn)全時(shí)可用性,任意服務(wù)器節(jié)點(diǎn)故障都可以快速自動(dòng)排除,不影響業(yè)務(wù)運(yùn)行。用戶按需付費(fèi)使用,避免申請(qǐng)過多資源浪費(fèi),可以為用戶節(jié)省使用費(fèi)用。
網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)中心的重要組成部分,也是數(shù)據(jù)中心是否具有很好彈性的重要體現(xiàn),距離云計(jì)算越近,對(duì)網(wǎng)絡(luò)彈性的要求也越高。與彈性數(shù)據(jù)中心類似,彈性網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)方面的體現(xiàn),一方面是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所具備的一種即使在系統(tǒng)遭受破壞的情況下也能正常安全運(yùn)行的能力。破壞可能來自外部的攻擊或者惡意破壞,也可能來自設(shè)備自身故障或者人為誤操作,彈性的網(wǎng)絡(luò)能夠抵抗無意的和目標(biāo)明確的攻擊或故障,具有足夠彈性。彈性網(wǎng)絡(luò)可以自適應(yīng)環(huán)境改變,實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵能力和數(shù)據(jù)的限制或隔離,從而降低損失,支持網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自適應(yīng)響應(yīng)。提高網(wǎng)絡(luò)彈性并不是追求建立一種完美無瑕的系統(tǒng)來對(duì)抗攻擊,而是綜合運(yùn)用防御、偵查、自適應(yīng)等技術(shù)來動(dòng)態(tài)響應(yīng)當(dāng)前及未來的網(wǎng)絡(luò)攻擊;另一個(gè)方面是網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度的彈性,彈性網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源可視、資源劃分和轉(zhuǎn)發(fā)控制的問題,最主要的就是SDN技術(shù)。SDN技術(shù)將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)平面和控制平面分離,將控制平面的功能集中放在控制器上實(shí)現(xiàn),通過集中式的控制器,以標(biāo)準(zhǔn)化的接口對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理和配置,實(shí)現(xiàn)可編程化的集中控制,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可以彈性部署。
彈性網(wǎng)絡(luò)也有它的一個(gè)子集,就是彈性IP,要知道數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)基本是以太網(wǎng)協(xié)議的天下,IP是以太網(wǎng)協(xié)議的重要組成部分,大部分以太網(wǎng)流量都要依靠IP地址來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。彈性IP是一種NAT IP,它位于云服務(wù)提供商的公網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上,通過NAT方式映射到了被綁定在云主機(jī)實(shí)例的私網(wǎng)網(wǎng)卡上,綁定了彈性公網(wǎng)IP的云主機(jī)可直接使用這個(gè)IP進(jìn)行公網(wǎng)通信,但是在它的私網(wǎng)網(wǎng)卡上并不能看到這個(gè)IP地址。使用彈性IP,用戶訪問的將永遠(yuǎn)是彈性IP地址,IP不一定是同一個(gè)云主機(jī)。彈性IP與用戶賬戶關(guān)聯(lián),而不是與云主機(jī)關(guān)聯(lián)的。云主機(jī)在每次啟動(dòng)時(shí)都會(huì)動(dòng)態(tài)分配一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)IP地址,該IP地址并沒有與云主機(jī)綁定,云主機(jī)每次啟動(dòng)后分配到的IP地址都可能不一樣。這對(duì)于云服務(wù)商來說,幫助他們節(jié)約了公網(wǎng)IP資源。對(duì)于使用者來說,以往根據(jù)使用應(yīng)用的不同,需要更換主機(jī),IP地址也要隨之更換,如果使用了彈性IP,在更換主機(jī)以后,只需要把我們申請(qǐng)的彈性IP分配到新的主機(jī)上,就可以了,不需要在域名服務(wù)商那里重新解析域名,對(duì)于服務(wù)穩(wěn)定性,有一定的好處。在公網(wǎng)IP分配越來越緊張的情況下,采用彈性IP可以暫時(shí)緩解,有了這些技術(shù),自然延緩了IPv6普及的時(shí)間。雖然IPv6具有海量的地址,但要得到普及,并在實(shí)際數(shù)據(jù)中心中得到廣泛部署還需要很長一段時(shí)間。
數(shù)據(jù)中心采用彈性的目的一方面是使用戶在使用數(shù)據(jù)中心應(yīng)用時(shí),不必?fù)?dān)心資源的過渡供給導(dǎo)致額外的使用開銷,亦不必?fù)?dān)心資源的供給不足導(dǎo)致應(yīng)用程序不能很好的運(yùn)行和滿足用戶需要,所有資源將以自適應(yīng)伸縮的方式來提供。另一方面,數(shù)據(jù)中心即使采用最好的設(shè)計(jì)和運(yùn)營也可能會(huì)發(fā)生故障,彈性對(duì)于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)管理和防止出現(xiàn)停機(jī)中斷都是至關(guān)重要的,數(shù)據(jù)中心可以從容面對(duì)來自各方面的威脅,自動(dòng)防護(hù),彈性運(yùn)行。
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