【文章內(nèi)容簡介】 ........ 89 第 10 章 附錄：新一代數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品介紹 ................................................................................... 90 CISCO NEXUS 7000 系列 10 插槽交換機介紹 ...................................................................... 90 CISCO NEXUS 5000 / 2020 系列交換機介紹 ......................................................................... 91 CISCO NXOS 數(shù)據(jù)中心級操作系統(tǒng)簡介 ........................................................................... 93 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設方案 4 第 1章 總述 為進一步推進 ADC 公司 信息化建設，以信息化推動 ADC 公司 股份有限公司業(yè)務工作的改革與發(fā)展，需要在新建的西單華能集團新大樓內(nèi)建設 ADC 公司 股份公司 的 新一代綠色高效能數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)絡 。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)絡 建設需求 傳統(tǒng) 架構(gòu) 存在的 問題 ADC 公 司 現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)絡 采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術構(gòu)建，隨著各類業(yè)務應用對 IT 需求的深入發(fā)展，業(yè)務部門 對資源的需求正以幾何級數(shù)增長，傳統(tǒng)的 IT 基礎 架構(gòu) 方式給管理員和未來業(yè)務的擴展帶來巨大挑戰(zhàn)。 具體而言存在如下問題 ： ? 維護管理難： 在傳統(tǒng)構(gòu)架的 網(wǎng)絡中進行業(yè)務擴容、遷移或增加新的服務功能越來越困難，每一次變更都將牽涉相互關聯(lián)的、不同時期按不同初衷建設的多種物理設施，涉及多個不同領域、不同服務方向，工作繁瑣、維護困難，而且容易出現(xiàn)漏洞和差錯。比如數(shù)據(jù)中心新增加一個業(yè)務類型，需要調(diào)整新的 應用訪問控制需求， 此時 管理員不僅要了解 新 業(yè)務 的 邏輯訪問策略，還要精通物理的防火墻實體的 部署、 連接、安裝，要 考慮是增加新的防火墻端口、還是需要添置新的 防火墻 設備 ，要 考慮如何以及何處接入，有沒有相應的 接口 ，如何跳線，以及隨之而來的 VLAN、路由等等 ，如果 網(wǎng)絡中還有諸如地址轉(zhuǎn)換、 7 層交換等等服務與之相關聯(lián)，那將是非常繁雜的任務 。當這樣的 IT 資源需求在短期內(nèi)累積，將極易在使得系統(tǒng)維護的質(zhì)量和穩(wěn)定性下降，同時反過來減慢新業(yè)務的部署，進而阻礙公司業(yè)務的推進和發(fā)展。 ? 資源利用率低： 傳統(tǒng)架構(gòu)方式對底層資源的投入 與在上層業(yè)務所收到的效果 很難 得到 同比發(fā)展 ， 最普遍的現(xiàn)象就 是忙的設備不堪重負，閑的設備資源儲備過多，二者相互之間又無法借用和共用。這是由于對底層網(wǎng)絡建設是以功能單元為中心進行建設的，并不考慮上層業(yè)務對底層資源調(diào)用的優(yōu)化，這 使得 對網(wǎng)絡的 投入往往無法取得同樣的業(yè)務 應用效果的改善，反而浪費了較多的資源和維護成本 。 ? 服務策略不一致： 傳統(tǒng)架構(gòu)最嚴重的 問題是這種以 孤立的設備功能為中心 的 設計思路 無法真正從整個系統(tǒng)角度制訂統(tǒng)一的服務策略，比如安全策略、高可用性策略、業(yè)務優(yōu)化策略等等，造成 跨平臺策略 的不一致性，從而難以 將所投入的產(chǎn)品能力形成合力為 上層業(yè)務提供強大的服務支撐。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設方案 5 因此， 按 傳統(tǒng)底層基礎設施所提供的服務能力 已 無法適應當前業(yè)務急劇擴展所需的資源要求 ， 本次數(shù)據(jù)中心建設必須 從根本上改變 傳統(tǒng) 思路，遵照一種嶄新的體系結(jié)構(gòu)思路來構(gòu)造新的 數(shù)據(jù)中心 IT 基礎架構(gòu)。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 目標架構(gòu) 面向服務的設計思想已經(jīng)成為 下解決來自業(yè)務變更、業(yè)務急劇發(fā)展所帶來的資源和成本壓力的最佳途徑。從業(yè)務層面上主流的 IT 廠商如 IBM、 BEA 等就提出了摒棄傳統(tǒng)的“面向組件（ Component）”的開發(fā)方式，而 轉(zhuǎn)向“面向服務”的開發(fā)方式，即應用軟件應當看起來是由相互獨立、松耦合的服務構(gòu)成，而不是對 接口要求嚴格、變更復雜、復用性差的緊耦合組件構(gòu)成， 這樣可以以最小的變動、最佳的需求溝通方式來適應不斷變化的業(yè)務需求增長。 鑒于此， ADC 公司 數(shù)據(jù)中心業(yè)務應用正在 朝“面向服務的架構(gòu) Service Oriented Architecture（ SOA） ”轉(zhuǎn)型 。 與業(yè)務的 SOA 相適應，ADC 公司 提出支撐業(yè)務運行的底層基礎設施也應當向“面向服務”的設計思想轉(zhuǎn)變，構(gòu)造“面向服務的數(shù)據(jù)中心”（ Service Oriented Data Center， SODC）。 傳統(tǒng)組網(wǎng)觀念是根據(jù)功能需求的變化實現(xiàn)對應的硬件功能盒子堆砌而構(gòu) 建企業(yè)網(wǎng)絡的，這非常類似于傳統(tǒng)軟件開發(fā)的組件堆砌，被已經(jīng)證明為是一種較低效率的資源調(diào)用方式，而如果能夠?qū)⒄麄€網(wǎng)絡的構(gòu)建看成是由封裝完好、相互耦合松散、但能夠被標準化和統(tǒng)一調(diào)度的“服務”組成，那么業(yè)務層面的變更、物理資源的復用都將是輕而易舉的事情。 SODC 就是要求 當 SOA 架構(gòu)下 業(yè)務 的 變更，導致軟件部分的服務模塊的組合變化時，松耦合的網(wǎng)絡服務也 能 根據(jù)應用的變化自動實現(xiàn)重組以適配 業(yè)務變更所帶來的資源要求的變化，而盡可能少的減少復雜硬件的相關性，從運行維護、資源復用效率和策略一致性上徹底解決傳統(tǒng)設計帶來的頑疾。 具 體而言 SODC 應形成這樣的資源調(diào)用方式： 底層資源對于上層 應用就象 由服務構(gòu)成的 “資源池” ，需要什么服務就自動的會由網(wǎng)絡調(diào)用相關物理資源來實現(xiàn)，管理員和業(yè)務用戶不需要或幾乎可以看不見物理設備的相互架構(gòu)關系以及具體存在方式。SODC 的框架原型應如下所示： ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設方案 6 在圖中，隔在物理架構(gòu)和用戶之間的“交互服務層”實現(xiàn)了向上提供服務、向下屏蔽復雜的物理結(jié)構(gòu)的作用，使得網(wǎng)絡使用者看到的網(wǎng)絡不是由復雜的基礎物理功能實體構(gòu)成的，而是一個個智能服務 —— 安全服務、移動服務、計算服務、存儲服務??等等，至于這些服務是由哪些實際存在的物 理資源所提供，管理員和上層業(yè)務都無需關心，交互服務層解決了一切資源的調(diào)度和高效復用問題。 SODC 和 SOA 構(gòu)成的數(shù)據(jù)中心 IT 架構(gòu)必將是整個數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展的趨勢，雖然實現(xiàn)真正理想的 SODC 和 SOA 融合的架構(gòu)將是一個長期的歷程，但在向該融合框架邁進的每一步實際上都將會形成對網(wǎng)絡靈活性、網(wǎng)絡維護、資源利用效率、投資效益等等方面的巨大改善。因此 ADC 公司 本次數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡建設，要求盡可能的遵循如上所述的新一代面向服務的數(shù)據(jù)中心設計框架。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 設計目標 在基于 SODC 的設計框架下， ADC 公司 新一代數(shù) 據(jù)中心應實現(xiàn)如下設計目標： ? 簡化管理： 使 上層業(yè)務的變更 作用于物理設施 的復雜度降低 ， 能夠 最低限度的減少了物理資源的直接調(diào)度， 使 維護管理的難度和成本大大降低 。 ? 高效復用： 使得物理資源可以按需調(diào)度， 物理資源得以最大限度的重用，減少建設成本，提高使用效率 。 即能夠?qū)崿F(xiàn) 總硬件資源占用量降低了，而每個業(yè)務得到的服務反而更有充分的資源保證了。 ? 策略一致： 降低具體 設備個體 的策略復雜性，最大程度的在設備層面以上建立統(tǒng)一、 抽象 的 服務，每一個被充分抽象的服務都按找上層調(diào)用的目標進行統(tǒng)一 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設方案 7 的規(guī)范和策略化，這樣整個 IT 將可以達到理想的服 務規(guī)則和策略的一致性。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 技術 需求 SODC 架構(gòu) 是一種 資源調(diào) 度的全新方式，資源被調(diào)用方式是 面向 服務 而非 象以前一樣 面向復雜的物理底層設施進行設計的 ，而其中 交互服務層 是基于服務調(diào)用的關鍵環(huán)節(jié)。交互服務層的形成 是由網(wǎng)絡智能化進一步發(fā)展而實現(xiàn)的 ，它是 底層的物理網(wǎng)絡通過其內(nèi)在的智能服務功能， 使得其上的業(yè)務層面看不到底層復雜的結(jié) 構(gòu)，不用關心資源的物理調(diào)度，從而最大化的實現(xiàn)資源的共享和復用。 要形成 SODC 要求的交互服務層，必須對網(wǎng)絡提出以下要求： 整合能力 SODC 要求將數(shù)據(jù)中心所需的各種資源實現(xiàn)基于網(wǎng) 絡的 整合 ，這是后續(xù)上層業(yè)務能看到底層網(wǎng)絡提供各類 SODC 服務的基礎。整合的概念不是簡單的功能增多，雖然整合化的一個體現(xiàn)是很多獨立設備的功能被以特殊硬件的方式整合到網(wǎng)絡設備中，但其真正的核心思想是將資源盡可能集中化以便于跨平臺的調(diào)用，而物理存在方式則可自由的根據(jù)需要而定。 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡所必須提供的資源包括： ? 智能業(yè)務網(wǎng)絡所必須的智能功能，比如服務質(zhì)量保證、安全訪問控制、設備智能管理等等； ? 數(shù)據(jù)中心的三大資源網(wǎng)絡：高性能計算網(wǎng)絡；存儲交換網(wǎng)絡；數(shù)據(jù)應用網(wǎng)絡。 這兩類資源的整合將是檢驗新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡 SODC 能 力的重要標準。 虛擬化能力 虛擬化 其實 就 是把已整合的資源以一種與物理位置、物理存在、物理狀態(tài)等無關的方式進行調(diào)用，是從物理資源到服務形態(tài)的質(zhì)變過程 。虛擬化是實現(xiàn)物理資源復用、降低管理維護復雜度、提高設備利用率的關鍵，同時也是為未來自動實現(xiàn)資源協(xié)調(diào)和配置打下基礎。 新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡要求能夠提供多種方式的虛擬化能力，不僅僅是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡虛擬化（比如 VLAN、 VPN 等），還必須做到： ? 交換 虛擬化 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設方案 8 ? 智能服務虛擬化 ? 服務器虛擬化 自動化能力 自動化是 SODC 架構(gòu)中上層自動優(yōu)化的實現(xiàn)服務調(diào)用必須條件。在高度整合化和虛擬 化的基礎上，服務的部署完全不需要物理上的動作，資源在虛擬化平臺上可以與物理設施無關的進行分配和整合，這樣我們只需要將一定的業(yè)務策略輸入給智能網(wǎng)絡的策略服務器，一切的工作都可以按系統(tǒng)自身最優(yōu)化的方式進行計算、評估、決策和調(diào)配實現(xiàn)。 這部分需要做到兩方面的自動化： ? 網(wǎng)絡管理的自動化 ? 業(yè)務部署的自動化 綠色數(shù)據(jù)中心要求 當前的能源日趨緊張，能源的價格也飛揚直上； 綠地（ Green Field） 是我們每個人都關心的議題。 如何 最大限度的利用能源、降低功耗 ，以最有效率方式實現(xiàn)高性能、高穩(wěn)定性的服務是新一代的數(shù)據(jù)中心必須考 慮的問題 。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設方案 9 第 2章 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 技術實現(xiàn) 根據(jù)以上 新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的技術要求，必須對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所使用的常規(guī)以太網(wǎng)技術進行革新，數(shù)據(jù)中心級以太網(wǎng)（ Data Center Ether，簡稱 DCE）技術由此誕生。 DCE 之前也被一些廠商稱為匯聚型增強以太網(wǎng)技術（ Converged Enhanced Ether，簡稱 CEE），是兼容傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議并 按新一代數(shù)據(jù)中心的傳輸要求， 對其進行全面革新的一系列標準和技術的總稱。 因此，為達到 ADC 公司 的新一代數(shù)據(jù)中心的建設目標，必須摒棄傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術，而采用 新一代的 DCE（ CEE）技術進行組網(wǎng)。 具體而言，本次 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心所采用的 DCE 技術， 可以 達到以下的技術目標。 整合能力 一體化交換技術 DCE 技術的重要目標是實現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心最大程度的資源整合 ，從而實現(xiàn)面向服務的數(shù)據(jù)中心 SODC 的最終目標。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中存在三種網(wǎng)絡：使用光纖存儲交換機的存儲交換網(wǎng)絡（ Fiber Channel SAN），便于實現(xiàn) CPU、內(nèi)存資源并行化處理的高性能計算網(wǎng)絡（多采用高帶寬低延遲的 InfiniBand 技術），以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)局域網(wǎng)。DCE 技術將這三種網(wǎng)絡實現(xiàn)在統(tǒng)一的傳輸 平臺上，即 DCE 將使用一種交換技術同時實現(xiàn)遠程存儲、遠程并行計算處理和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡功能。這樣才能最大化的實現(xiàn)三種資源的整合，從而便于實現(xiàn)跨平臺的資源調(diào)度和虛擬化服務，提高投資的有效性，同時還降低了管理成本。 ADC 公司 業(yè)務的特點不需要超級計算功能，因此本次項目要實現(xiàn)存儲網(wǎng)絡和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的雙網(wǎng)合一，使用 DCE 技術實現(xiàn)二者的一體化交換。 當前在以太網(wǎng)上融合傳統(tǒng)局域網(wǎng)和存儲網(wǎng)絡唯一成熟技術標準是 Fiber Channel Over Ether 技術（ FCoE），它 已在標準上給出了如何 把存儲網(wǎng) (SAN)的數(shù)據(jù)幀 封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)進行轉(zhuǎn)發(fā)的 相關技術 協(xié)議 。由于該項技術的簡單性、高效率、經(jīng)濟性，目前 已經(jīng)形成相對成熟的包括 存儲廠商、網(wǎng)絡設備廠商、主機廠商、網(wǎng)卡廠商 的生態(tài)鏈。 具體的協(xié)議發(fā)布可參見 FCoE 的相關 Web Sites。 ( ) ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設方案 10 本次數(shù)據(jù)中心建設將做好 FCoE 的基礎設施準備，并將在下一階段完成基于 FCoE技術的雙網(wǎng)融合。 無丟棄以太網(wǎng)技術 為保證 一體化交換 的實現(xiàn) ， DCE 改變 了 傳統(tǒng) 以太網(wǎng)無連接、無保障的 B