如何搭建私有云计算平台

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云计算已经成为当前最流行的IT概念之一，越来越多的大型企业开始考虑如何用云计算平台来构建自己的信息系统。云计算平台具有高可扩展性、超大规模、高可用性、成本低廉等特点，因此如何利用云计算搭建企业信息化平台成为当前的热门话题。但是对于云计算如何落地、企业如何利用云计算平台，特别是大型企业可利用哪些云计算搭建企业信息化平台，并没有一个清晰的答案。本文依据云计算的基本概念，特别是私有云的建设，以虚拟化为基础，以构建企业级计算虚拟化池和存储虚拟化池为目标，搭建企业云计算平台，并给出了当前比较成熟的几个厂商的解决方案。
私有云也有前景
云计算（Cloud Computing）并没有一个严格的定义，不同的公司出于不同的目的，都给出了不同的概念。一般来说，云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等计算机技术和网络技术发展融合的产物。云计算是一种新的应用模式，按照通常的定义，云计算不仅仅是技术上的新模式，还包括商务上的新模式，比如用户可以不用再购买设备，而是仅仅购买服务就可以支撑IT信息系统需要。当前大家关注得比较多的是这种可购买服务的公共云的建设，公共云油服务提供商为客户提供，用户的计算应用可像日常生活中的自来水和电一样即开即用，而不需要自己去修建自来水厂和发电厂。
对于中小企业来说，公共云是一个不错的选择，云计算服务提供商提供晕计算平台，中小企业不需要自己建设数据中心，不用关心虚拟化、网格等方面的技术难点，只要选择一个信得过的云计算服务提供商就可以了。但是对那些想利用云计算平台特性、对安全性要求比较高、不想把应用外包的大型企业来说，构建自己的企业云计算平台（私有云）就成为一个新的发展方向。不同于公共云可以直接使用最终的产品，私有云更多的是考虑“云”本身的建设，更关注构建云平台的技术，建设企业的私有云，就要求企业把自己的数据中心构建成一个高可扩展性、超大规模、高可用性、成本低廉的数据中心。通话虚拟化、网格计算、自动化管理等云计算技术，逐步把企业内部的数据中心建设成面向企业内部系统的具有公共云平台特性的云计算平台。
公共云对于大型企业来说也并非毫无关系，从未来的发展来看，根据不同业务系统的需要，建立一个由公共云和私有云组成的混合云平台是趋势。
用两个虚拟池构建企业私有云平台
私有云计算平台的建设，当前比较成熟的方案主要是从虚拟化角度考虑，虚拟化是对物理资源（CPU、内存、网络等）的逻辑表示，以降低物理资源不同层次之间的耦合程度，使系统所需资源不受物理资源的限制，从而获得高性能，高可扩展性等特性。当前企业主机和存储设施往往与应用系统直接绑定，无法实现主机和存储资源扩系统共享，这就会导致资源综合利用率较低，同时由于主机和存储设备日益增多，使得对这些设施的管理日益复杂。通过应用虚拟化技术，实现主机和存储资源的一体化整合、主机和存储资源的共享利用，提高资源利用率、降低成本，也有利于降低管理的复杂性，避免出现上一套系统就要购置主机、存储设备。
当前比较成熟的虚拟化方案主要从两个层面进行虚拟化，建立两个虚拟化池：计算虚拟化池和存储虚拟化池。计算虚拟化池主要实现应用虚拟化，包含服务器虚拟化和应用中间件虚拟化两种方案。存储虚拟化池主要实现数据存储虚拟化，包含存储硬件架构虚拟化和存储软件虚拟化两种方案。通过计算虚拟化池、春初虚拟化池以及自动化管理平台，特别是通过自动化管理平台，使得应用和数据最大程度共享，从而获得更高的敏捷性、运营效率、经济效益和可管理性、并节省成本。



图1 企业私有云平台技术方案
搭建企业私有云平台的技术方案
在计算虚拟化池和存储虚拟化池构件技术方案上，不同的厂商出于不同的商业目的，在结合自己原有产品优势的基础上，提出了不同的解决方案。
l 计算虚拟化池：计算资源层面，包含服务器虚拟化和应用中间件虚拟化

服务器虚拟化

操作系统运行中虚拟机上，服务器本身是虚拟化的，虚拟化的服务器跟正常的物理服务器是一样的，可以安装任何的应用。服务器虚拟化并不是什么最新的技术，很早就应用于小型机的虚拟化分区。服务器虚拟化软件品牌有VMWare、KVM、微软（Hyper-V）等。通过服务器虚拟化，可以将一台服务器当做N台服务器来使用，这样对于计算能力要求不高的系统，可以实现多个系统在一台物理服务器上运行而不会互相影响，大大减少了硬件的投资。
对于计算能力要求高的系统，通过自动化管理平台，能够把正在运行中的虚拟机从一台物理服务器上，或者另外增加系统1的虚拟机而减少系统2的虚拟机，使系统1获得更多的计算资源，从而实现跨物理服务器动态调整计算资源，共享相互分离的物理服务器，有限保证具有优先级的系统业务需求，实现资源利用最大化。比较典型的应用是白天运行业务系统，晚上运行数据处理任务，这样保证了计算资源利用的最大化。


图2 服务器虚拟化示意图



图3 虚拟机迁移示意图

应用中间件虚拟化

基于应用中间件的虚拟化，不同于服务器虚拟化在操作系统层面的虚拟化，而是中间件层面的虚拟化。应用中间件虚拟化的优势是能够更好地利用各种平台，对原有的设备可以有效利用，不像服务器虚拟化对CPU等有特殊要求。

存储虚拟化池：在数据存储层面，包含存储硬件架构虚拟化和存储软件架构虚拟化

存储软件构架虚拟化主要是通过数据库软件的集群技术实现，如Oracle提供的技术包括集群（RAC）、内存数据库，IBM提供的是数据库分区技术。存储硬件架构虚拟化则包含Oracle提供的软硬一体化、IBM提供的XIV存储等。

l 自动化管理平台
自动化管理平台是实现支持动态规模扩展和动态负载均衡集群的关键。通过自动化管理平台，实时监控各个虚拟机的运行状况，并增加或者减少分配的资源。自动化管理平台需要结合不同的实现技术，当前都是由相应的虚拟化厂商提供的。比如VMWare可以通过设置服务级别（网络带宽、计算资源份、存储I/O等）和设置负载平衡及优化规则，实现动态资源调度，实现最大化资源利用。
对于大型企业来说，构建企业云计算平台在技术上已经成熟，在企业内部搭建高可扩展性、超大规模、高可用性、成本低廉的私有云平台已经成为未来信息化建设的发展方向。