【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(jī)介紹 ...................................................................... 90 CISCO NEXUS 5000 / 2020 系列交換機(jī)介紹 ......................................................................... 91 CISCO NXOS 數(shù)據(jù)中心級(jí)操作系統(tǒng)簡介 ........................................................................... 93 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案 4 第 1章 總述 為進(jìn)一步推進(jìn) ADC 公司 信息化建設(shè)，以信息化推動(dòng) ADC 公司 股份有限公司業(yè)務(wù)工作的改革與發(fā)展，需要在新建的西單華能集團(tuán)新大樓內(nèi)建設(shè) 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(luò) 。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)絡(luò) 建設(shè)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(luò) 采用傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建，隨著各類業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì) IT 需求的深入發(fā)展，業(yè)務(wù)部門 對(duì)資源的需求正以幾何級(jí)數(shù)增長，傳統(tǒng)的 IT 基礎(chǔ) 架構(gòu) 方式給管理員和未來業(yè)務(wù)的擴(kuò)展帶來巨大挑戰(zhàn)。 具體而言存在如下問題 ： ? 維護(hù)管理難： 在傳統(tǒng)構(gòu)架的 網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行業(yè)務(wù)擴(kuò)容、遷移或增加新的服務(wù)功能越來越困難，每一次變更都將牽涉相互關(guān)聯(lián)的、不同時(shí)期按不同初衷建設(shè)的多種物理設(shè)施，涉及多個(gè)不同領(lǐng)域、不同服務(wù)方向，工作繁瑣、維護(hù)困難，而且容易出現(xiàn)漏洞和差錯(cuò)。比如數(shù)據(jù)中心新增加一個(gè)業(yè)務(wù)類型，需要調(diào)整新的 應(yīng)用訪問控制需求， 此時(shí) 管理員不僅要了解 新 業(yè)務(wù) 的 邏輯訪問策略，還要精通物理的防火墻實(shí)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(shè)備 ，要 考慮如何以及何處接入，有沒有相應(yīng)的 接口 ，如何跳線，以及隨之而來的 VLAN、路由等等 ，如果 網(wǎng)絡(luò)中還有諸如地址轉(zhuǎn)換、 7 層交換等等服務(wù)與之相關(guān)聯(lián)，那將是非常繁雜的任務(wù) 。當(dāng)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(hù)的質(zhì)量和穩(wěn)定性下降，同時(shí)反過來減慢新業(yè)務(wù)的部署，進(jìn)而阻礙公司業(yè)務(wù)的推進(jìn)和發(fā)展。 ? 資源利用率低： 傳統(tǒng)架構(gòu)方式對(duì)底層資源的投入 與在上層業(yè)務(wù)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(shè)備不堪重負(fù)，閑的設(shè)備資源儲(chǔ)備過多，二者相互之間又無法借用和共用。這是由于對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是以功能單元為中心進(jìn)行建設(shè)的，并不考慮上層業(yè)務(wù)對(duì)底層資源調(diào)用的優(yōu)化，這 使得 對(duì)網(wǎng)絡(luò)的 投入往往無法取得同樣的業(yè)務(wù) 應(yīng)用效果的改善，反而浪費(fèi)了較多的資源和維護(hù)成本 。 ? 服務(wù)策略不一致： 傳統(tǒng)架構(gòu)最嚴(yán)重的 問題是這種以 孤立的設(shè)備功能為中心 的 設(shè)計(jì)思路 無法真正從整個(gè)系統(tǒng)角度制訂統(tǒng)一的服務(wù)策略，比如安全策略、高可用性策略、業(yè)務(wù)優(yōu)化策略等等，造成 跨平臺(tái)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(wù)提供強(qiáng)大的服務(wù)支撐。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案 5 因此， 按 傳統(tǒng)底層基礎(chǔ)設(shè)施所提供的服務(wù)能力 已 無法適應(yīng)當(dāng)前業(yè)務(wù)急劇擴(kuò)展所需的資源要求 ， 本次數(shù)據(jù)中心建設(shè)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(chǔ)架構(gòu)。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 目標(biāo)架構(gòu) 面向服務(wù)的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)成為 下解決來自業(yè)務(wù)變更、業(yè)務(wù)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(wù)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(wù)”的開發(fā)方式，即應(yīng)用軟件應(yīng)當(dāng)看起來是由相互獨(dú)立、松耦合的服務(wù)構(gòu)成，而不是對(duì) 接口要求嚴(yán)格、變更復(fù)雜、復(fù)用性差的緊耦合組件構(gòu)成， 這樣可以以最小的變動(dòng)、最佳的需求溝通方式來適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求增長。 鑒于此， ADC 公司 數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)應(yīng)用正在 朝“面向服務(wù)的架構(gòu) Service Oriented Architecture（ SOA） ”轉(zhuǎn)型 。 與業(yè)務(wù)的 SOA 相適應(yīng)，ADC 公司 提出支撐業(yè)務(wù)運(yùn)行的底層基礎(chǔ)設(shè)施也應(yīng)當(dāng)向“面向服務(wù)”的設(shè)計(jì)思想轉(zhuǎn)變，構(gòu)造“面向服務(wù)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(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的硬件功能盒子堆砌而構(gòu) 建企業(yè)網(wǎng)絡(luò)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€(gè)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建看成是由封裝完好、相互耦合松散、但能夠被標(biāo)準(zhǔn)化和統(tǒng)一調(diào)度的“服務(wù)”組成，那么業(yè)務(wù)層面的變更、物理資源的復(fù)用都將是輕而易舉的事情。 SODC 就是要求 當(dāng) SOA 架構(gòu)下 業(yè)務(wù) 的 變更，導(dǎo)致軟件部分的服務(wù)模塊的組合變化時(shí)，松耦合的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也 能 根據(jù)應(yīng)用的變化自動(dòng)實(shí)現(xiàn)重組以適配 業(yè)務(wù)變更所帶來的資源要求的變化，而盡可能少的減少復(fù)雜硬件的相關(guān)性，從運(yùn)行維護(hù)、資源復(fù)用效率和策略一致性上徹底解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來的頑疾。 具 體而言 SODC 應(yīng)形成這樣的資源調(diào)用方式： 底層資源對(duì)于上層 應(yīng)用就象 由服務(wù)構(gòu)成的 “資源池” ，需要什么服務(wù)就自動(dòng)的會(huì)由網(wǎng)絡(luò)調(diào)用相關(guān)物理資源來實(shí)現(xiàn)，管理員和業(yè)務(wù)用戶不需要或幾乎可以看不見物理設(shè)備的相互架構(gòu)關(guān)系以及具體存在方式。SODC 的框架原型應(yīng)如下所示： ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案 6 在圖中，隔在物理架構(gòu)和用戶之間的“交互服務(wù)層”實(shí)現(xiàn)了向上提供服務(wù)、向下屏蔽復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)的作用，使得網(wǎng)絡(luò)使用者看到的網(wǎng)絡(luò)不是由復(fù)雜的基礎(chǔ)物理功能實(shí)體構(gòu)成的，而是一個(gè)個(gè)智能服務(wù) —— 安全服務(wù)、移動(dòng)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)??等等，至于這些服務(wù)是由哪些實(shí)際存在的物 理資源所提供，管理員和上層業(yè)務(wù)都無需關(guān)心，交互服務(wù)層解決了一切資源的調(diào)度和高效復(fù)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(gè)數(shù)據(jù)中心未來發(fā)展的趨勢，雖然實(shí)現(xiàn)真正理想的 SODC 和 SOA 融合的架構(gòu)將是一個(gè)長期的歷程，但在向該融合框架邁進(jìn)的每一步實(shí)際上都將會(huì)形成對(duì)網(wǎng)絡(luò)靈活性、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、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(luò)建設(shè)，要求盡可能的遵循如上所述的新一代面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)框架。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 設(shè)計(jì)目標(biāo) 在基于 SODC 的設(shè)計(jì)框架下， ADC 公司 新一代數(shù) 據(jù)中心應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下設(shè)計(jì)目標(biāo)： ? 簡化管理： 使 上層業(yè)務(wù)的變更 作用于物理設(shè)施 的復(fù)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(hù)管理的難度和成本大大降低 。 ? 高效復(fù)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(shè)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(gè)業(yè)務(wù)得到的服務(wù)反而更有充分的資源保證了。 ? 策略一致： 降低具體 設(shè)備個(gè)體 的策略復(fù)雜性，最大程度的在設(shè)備層面以上建立統(tǒng)一、 抽象 的 服務(wù)，每一個(gè)被充分抽象的服務(wù)都按找上層調(diào)用的目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案 7 的規(guī)范和策略化，這樣整個(gè) IT 將可以達(dá)到理想的服 務(wù)規(guī)則和策略的一致性。 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 技術(shù) 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(wù) 而非 象以前一樣 面向復(fù)雜的物理底層設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)的 ，而其中 交互服務(wù)層 是基于服務(wù)調(diào)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。交互服務(wù)層的形成 是由網(wǎng)絡(luò)智能化進(jìn)一步發(fā)展而實(shí)現(xiàn)的 ，它是 底層的物理網(wǎng)絡(luò)通過其內(nèi)在的智能服務(wù)功能， 使得其上的業(yè)務(wù)層面看不到底層復(fù)雜的結(jié) 構(gòu)，不用關(guān)心資源的物理調(diào)度，從而最大化的實(shí)現(xiàn)資源的共享和復(fù)用。 要形成 SODC 要求的交互服務(wù)層，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)基于網(wǎng) 絡(luò)的 整合 ，這是后續(xù)上層業(yè)務(wù)能看到底層網(wǎng)絡(luò)提供各類 SODC 服務(wù)的基礎(chǔ)。整合的概念不是簡單的功能增多，雖然整合化的一個(gè)體現(xiàn)是很多獨(dú)立設(shè)備的功能被以特殊硬件的方式整合到網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(tái)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(luò)所必須提供的資源包括： ? 智能業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)所必須的智能功能，比如服務(wù)質(zhì)量保證、安全訪問控制、設(shè)備智能管理等等； ? 數(shù)據(jù)中心的三大資源網(wǎng)絡(luò)：高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)交換網(wǎng)絡(luò)；數(shù)據(jù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。 這兩類資源的整合將是檢驗(yàn)新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) SODC 能 力的重要標(biāo)準(zhǔn)。 虛擬化能力 虛擬化 其實(shí) 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(guān)的方式進(jìn)行調(diào)用，是從物理資源到服務(wù)形態(tài)的質(zhì)變過程 。虛擬化是實(shí)現(xiàn)物理資源復(fù)用、降低管理維護(hù)復(fù)雜度、提高設(shè)備利用率的關(guān)鍵，同時(shí)也是為未來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)資源協(xié)調(diào)和配置打下基礎(chǔ)。 新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(shè)方案 8 ? 智能服務(wù)虛擬化 ? 服務(wù)器虛擬化 自動(dòng)化能力 自動(dòng)化是 SODC 架構(gòu)中上層自動(dòng)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用必須條件。在高度整合化和虛擬 化的基礎(chǔ)上，服務(wù)的部署完全不需要物理上的動(dòng)作，資源在虛擬化平臺(tái)上可以與物理設(shè)施無關(guān)的進(jìn)行分配和整合，這樣我們只需要將一定的業(yè)務(wù)策略輸入給智能網(wǎng)絡(luò)的策略服務(wù)器，一切的工作都可以按系統(tǒng)自身最優(yōu)化的方式進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估、決策和調(diào)配實(shí)現(xiàn)。 這部分需要做到兩方面的自動(dòng)化： ? 網(wǎng)絡(luò)管理的自動(dòng)化 ? 業(yè)務(wù)部署的自動(dòng)化 綠色數(shù)據(jù)中心要求 當(dāng)前的能源日趨緊張，能源的價(jià)格也飛揚(yáng)直上； 綠地（ Green Field） 是我們每個(gè)人都關(guān)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(shí)現(xiàn)高性能、高穩(wěn)定性的服務(wù)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(shè)方案 9 第 2章 ADC 公司 數(shù)據(jù)中心 技術(shù)實(shí)現(xiàn) 根據(jù)以上 新一代數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求，必須對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所使用的常規(guī)以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行革新，數(shù)據(jù)中心級(jí)以太網(wǎng)（ Data Center Ether，簡稱 DCE）技術(shù)由此誕生。 DCE 之前也被一些廠商稱為匯聚型增強(qiáng)以太網(wǎng)技術(shù)（ 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(duì)其進(jìn)行全面革新的一系列標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的總稱。 因此，為達(dá)到 ADC 公司 的新一代數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)，必須摒棄傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)，而采用 新一代的 DCE（ CEE）技術(shù)進(jìn)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(shù)， 可以 達(dá)到以下的技術(shù)目標(biāo)。 整合能力 一體化交換技術(shù) DCE 技術(shù)的重要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心最大程度的資源整合 ，從而實(shí)現(xiàn)面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心 SODC 的最終目標(biāo)。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中存在三種網(wǎng)絡(luò)：使用光纖存儲(chǔ)交換機(jī)的存儲(chǔ)交換網(wǎng)絡(luò)（ Fiber Channel SAN），便于實(shí)現(xiàn) CPU、內(nèi)存資源并行化處理的高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)（多采用高帶寬低延遲的 InfiniBand 技術(shù)），以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)局域網(wǎng)。DCE 技術(shù)將這三種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在統(tǒng)一的傳輸 平臺(tái)上，即 DCE 將使用一種交換技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程并行計(jì)算處理和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能。這樣才能最大化的實(shí)現(xiàn)三種資源的整合，從而便于實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的資源調(diào)度和虛擬化服務(wù)，提高投資的有效性，同時(shí)還降低了管理成本。 ADC 公司 業(yè)務(wù)的特點(diǎn)不需要超級(jí)計(jì)算功能，因此本次項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)合一，使用 DCE 技術(shù)實(shí)現(xiàn)二者的一體化交換。 當(dāng)前在以太網(wǎng)上融合傳統(tǒng)局域網(wǎng)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)唯一成熟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是 Fiber Channel Over Ether 技術(shù)（ FCoE），它 已在標(biāo)準(zhǔn)上給出了如何 把存儲(chǔ)網(wǎng) (SAN)的數(shù)據(jù)幀 封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的 相關(guān)技術(shù) 協(xié)議 。由于該項(xiàng)技術(shù)的簡單性、高效率、經(jīng)濟(jì)性，目前 已經(jīng)形成相對(duì)成熟的包括 存儲(chǔ)廠商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商、主機(jī)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(guān) Web Sites。 ( ) ADC 公司 數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案 10 本次數(shù)據(jù)中心建設(shè)將做好 FCoE 的基礎(chǔ)設(shè)施準(zhǔn)備，并將在下一階段完成基于 FCoE技術(shù)的雙網(wǎng)融合。 無丟棄以太網(wǎng)技術(shù) 為保證 一體化交換 的實(shí)現(xiàn) ， DCE 改變 了 傳統(tǒng) 以太網(wǎng)無連接、無保障的 B