軟件定義的數(shù)據(jù)中心 (Software-Defined Data Center, SDDC) 是一種新興市場(chǎng)趨勢(shì)，描繪了如何在軟件中定義 IT 資源、根據(jù)策略配置 IT 資源以及通過(guò) API 集成交付 IT 資源。SDDC 的目標(biāo)是加快向用戶和應(yīng)用程序所有者提供服務(wù)的速度，削減成本并降低復(fù)雜性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，數(shù)據(jù)中心的作用不能停留在執(zhí)行基本的配置任務(wù)上，而是應(yīng)該能夠快速地交付跨越基礎(chǔ)架構(gòu)的集成服務(wù)。您必須在軟件中定義和管理計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)，才能創(chuàng)建一個(gè)按照策略執(zhí)行、由應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)并且完全自動(dòng)化的數(shù)據(jù)中心。

聽起來(lái)是否讓人難以置信?事實(shí)上，Cisco 和 NetApp 在提供這些功能方面已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，F(xiàn)lexPod® 融合基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)就是最好的證明。

在本文中，我們將了解一些硬件要求(包括計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ))以及軟件定義的數(shù)據(jù)中心的管理和業(yè)務(wù)流程需求。同時(shí)，我還將說(shuō)明如果現(xiàn)在朝著軟件定義的數(shù)據(jù)中心方向發(fā)展，需要注意哪些問(wèn)題。

助力構(gòu)建 SDDC

不嚴(yán)格地說(shuō)，能否成功構(gòu)建軟件定義的數(shù)據(jù)中心主要取決于以下兩項(xiàng)關(guān)鍵功能：

易管理性： 這不僅需要緊密集成底層硬件，而且還要求您能夠通過(guò) API 自定義管理并且自行選擇偏愛的工具。

可編程性：應(yīng)用程序必須能夠根據(jù)需要直接從 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)配置和訪問(wèn)服務(wù)。

在理想環(huán)境中，您能夠?qū)?SDDC 功能應(yīng)用于所有底層硬件，但是就目前情況而言，SDDC 取得成功的關(guān)鍵是，必須選擇能夠達(dá)到所需易管理性和可編程性級(jí)別的底層設(shè)備。

這意味著，您在整個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)中必須保持一定程度的一致性。如果管理軟件無(wú)法與存儲(chǔ)進(jìn)行通信，或者交換機(jī)缺少開放式 API，您就會(huì)陷入困境。下面將詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)要素的要求。

盡管完全可以通過(guò)整合基礎(chǔ)架構(gòu)實(shí)現(xiàn) SDDC，但在許多情況下，融合基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案(尤其是 FlexPod 平臺(tái))才是通向成功的捷徑。

計(jì)算

一提到計(jì)算，很容易得出這樣的結(jié)論：服務(wù)器和桌面虛擬化足以滿足 SDDC 計(jì)算要求;而事實(shí)上，將虛擬化等同于 SDDC 是一種非常普遍的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

雖然虛擬化的變革意義毋庸置疑，但是經(jīng)過(guò)深入了解后，您會(huì)發(fā)現(xiàn) SDDC 計(jì)算還需要滿足以下兩點(diǎn)要求：

硬件層控制：在虛擬化環(huán)境中，與 BIOS 版本、固件和處理器指令集固件和處理器指令集相關(guān)的硬件難題似乎總是層出不窮。不兼容會(huì)帶來(lái)諸多限制或復(fù)雜性。如果曾經(jīng)嘗試過(guò)對(duì)未正確設(shè)置 BIOS 或固件的服務(wù)器執(zhí)行 vMotion® 操作，就會(huì)對(duì)此有深切的體會(huì)。有時(shí)，僅僅一個(gè)固件配置差異就足以阻止在服務(wù)器之間執(zhí)行 vMotion 活動(dòng)。

此外，有不少數(shù)據(jù)中心仍在混合使用虛擬化服務(wù)器和裸機(jī)服務(wù)器。理想情況下，軟件定義的數(shù)據(jù)中心可以像管理虛擬服務(wù)器那樣靈活地管理裸機(jī)服務(wù)器，并同等支持所有工作負(fù)載。

提供可在物理層使用并且能與虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)協(xié)同工作的服務(wù)配置文件是 Cisco® UCS™ 的一項(xiàng)核心功能。服務(wù)配置文件能夠確保對(duì)于在服務(wù)器上運(yùn)行的一切 — 無(wú)論是一個(gè)虛擬機(jī)管理程序、多個(gè)虛擬機(jī)管理程序，還是裸機(jī)操作系統(tǒng)安裝 — 都可以相應(yīng)地配置底層服務(wù)器環(huán)境。

多個(gè)虛擬機(jī)管理程序： 即便您目前的情況不是這樣，在未來(lái)幾年內(nèi)，您也很有可能在數(shù)據(jù)中心內(nèi)運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)管理程序。例如，在 Microsoft 虛擬化環(huán)境中運(yùn)行 Microsoft® Exchange 是一種非常普遍的做法。如果您使用一家供應(yīng)商的應(yīng)用程序和虛擬化產(chǎn)品，那么當(dāng)需要支持時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)這是一件非常簡(jiǎn)單的事情。Oracle® Database 和 Oracle VM 的情形與此類似。這種多個(gè)虛擬機(jī)管理程序模式意味著，您的底層硬件和管理必須越來(lái)越獨(dú)立，也就是說(shuō)受虛擬機(jī)管理程序的限制越來(lái)越少。

Cisco 將不斷擴(kuò)展 UCS 功能和 UCS Manager 軟件，從而提高 UCS 的靈活性、易管理性和對(duì)軟件定義的模式的適應(yīng)性。適用于該環(huán)境的所有 API 都面向大眾公開，并且 UCS(無(wú)論是作為 FlexPod 解決方案的一部分，還是作為單獨(dú)的產(chǎn)品)不受虛擬機(jī)管理程序限制，還可以與來(lái)自 VMware、Microsoft、Oracle、Citrix 和 Red Hat 的任何虛擬機(jī)管理程序配合使用。UCS 管理可以進(jìn)行縱向擴(kuò)展，因而通過(guò) UCS Central 可以管理 10,000 多臺(tái)服務(wù)器。

網(wǎng)絡(luò)

其實(shí)，軟件定義的網(wǎng)絡(luò)以 VLAN 和其他網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的形式已經(jīng)存在 20 多年的時(shí)間。最新的進(jìn)展包括融合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和虛擬化交換機(jī)。在軟件定義的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的主要要求如下：

多協(xié)議支持： 主要是指支持?jǐn)?shù)據(jù)中心(無(wú)論是不是軟件定義的數(shù)據(jù)中心)需要的各種 SAN 和 NAS 協(xié)議的能力。其中包括支持 SAN 的光纖通道和(或)以太網(wǎng)光纖通道 (Fibre Channel over Ethernet, FCoE)，以及支持 iSCSI 和 NAS 協(xié)議(如 NFS 和 CIFS)的 IP 網(wǎng)絡(luò)。

與計(jì)算一樣，這實(shí)際上與底層硬件的功能和限制有關(guān)。NetApp 和 Cisco 不僅在業(yè)內(nèi)大力推廣 FCoE，而且還提供從存儲(chǔ)到主機(jī)的端到端 FCoE 支持。這意味著，您只需要使用一根纜線連接服務(wù)器和存儲(chǔ)，就可以支持應(yīng)用程序需要的任何 NAS 或 SAN 協(xié)議。您僅需布線一次，即可使用軟件來(lái)定義通過(guò)該線纜傳輸?shù)牧髁�。因此，您的基礎(chǔ)架構(gòu)無(wú)需進(jìn)行任何物理更改便可滿足所有要求，這也是“軟件定義的”這一名稱的應(yīng)有之義。

開放式管理和可編程性： 軟件定義的網(wǎng)絡(luò) (Software-Defined Networking, SDN) 引發(fā)了廣泛的討論和爭(zhēng)議。新興的 SDN 框架非常適合某些環(huán)境，但是有些環(huán)境還需要采用其他方案，對(duì)于已在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)上投入大量資金的環(huán)境尤為如此。

Cisco 開發(fā)了 Cisco 開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 (Open Network Environment, ONE) 框架，通過(guò)這種方法來(lái)構(gòu)建更加開放、更易于編程且以應(yīng)用程序?yàn)橹鲗?dǎo)的網(wǎng)絡(luò)。ONE 整合了 SDN 以及其他網(wǎng)絡(luò)部署模式。

圖 1) Cisco 開放式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境整合了 SDN 和眾多其他網(wǎng)絡(luò)部署模式。

Cisco ONE 框架支持您利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，同時(shí)還能夠不斷引入新技術(shù)和服務(wù)，抓住新機(jī)遇。它將底層網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)和服務(wù)與應(yīng)用程序環(huán)境全面集成，支持應(yīng)用程序與基礎(chǔ)架構(gòu)通信，并且基礎(chǔ)架構(gòu)可以更加快速地響應(yīng)應(yīng)用程序請(qǐng)求。這不僅推動(dòng)了新業(yè)務(wù)模式的發(fā)展，而且還支持開發(fā)人員直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，而無(wú)需了解所有復(fù)雜的底層技術(shù)和子系統(tǒng)。

有關(guān) Cisco ONE 的詳細(xì)信息，請(qǐng)閱讀 ONE 白皮書或者此博文。

存儲(chǔ)

對(duì)于軟件定義的數(shù)據(jù)中心而言，易管理性和可編程性在存儲(chǔ)層的重要性不亞于其在計(jì)算層和網(wǎng)絡(luò)層的重要性。

圖 2) NetApp®) 存儲(chǔ)通過(guò)虛擬化存儲(chǔ)服務(wù)、對(duì)多供應(yīng)商硬件的支持以及應(yīng)用程序自助服務(wù)來(lái)滿足 SDDC 需求。

NetApp 致力于實(shí)現(xiàn)軟件定義的存儲(chǔ) (Software-Defined Storage, SDS)，其中包括：

虛擬化存儲(chǔ)服務(wù)： NetApp 集群模式 Data ONTAP® 操作系統(tǒng)通過(guò) Storage Virtual Machine (SVM) 提供存儲(chǔ)服務(wù)。SVM 的功能與虛擬機(jī)和服務(wù)器虛擬機(jī)管理程序的功能類似。這些功能為提高靈活性、實(shí)現(xiàn)基于角色的訪問(wèn)控制和委托授權(quán)管理，以及通過(guò)預(yù)定義的數(shù)據(jù)保護(hù)、可用性和性能特征創(chuàng)建存儲(chǔ)服務(wù)的功能奠定了基礎(chǔ)。

多平臺(tái)支持： NetApp 不僅致力于支持 NetApp FAS 硬件，通過(guò) NetApp V 系列支持第三方存儲(chǔ)陣列，而且還支持商用硬件以及與云服務(wù)提供商的集成。

應(yīng)用程序集成和自助服務(wù)： 在最廣泛的基礎(chǔ)架構(gòu)、管理和應(yīng)用程序合作伙伴之間實(shí)現(xiàn)集成，可實(shí)現(xiàn)互操作性;在運(yùn)行 Data ONTAP 的所有平臺(tái)上標(biāo)準(zhǔn)化一套開放式 API

FlexPod 解決方案可提供上述所有存儲(chǔ)功能，包括使用 NetApp V 系列開放式存儲(chǔ)控制器整合第三方存儲(chǔ)的功能。有關(guān) NetApp 如何構(gòu)建軟件定義的存儲(chǔ)的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參閱以前的一篇 Tech OnTap® 文章。

管理和業(yè)務(wù)流程

對(duì)于軟件定義的數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，管理和業(yè)務(wù)流程具有以下三種實(shí)現(xiàn)方式：

集成的融合基礎(chǔ)架構(gòu)管理器 (Converged Infrastructure Manager, CIM)： 這些管理器通過(guò)單一管理平臺(tái)管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)。

支持領(lǐng)先的管理工具： 包括云管理平臺(tái)、來(lái)自 Microsoft 和 VMware 等供應(yīng)商的工具以及對(duì) CA 和 BMC 等主要管理供應(yīng)商的支持。

端到端開放式 API： 支持您通過(guò)研發(fā)編程，構(gòu)建可以滿足所有需求的基礎(chǔ)架構(gòu)。

對(duì)于 SDDC，所有基礎(chǔ)架構(gòu)硬件必須至少支持其中兩種實(shí)現(xiàn)方式：支持領(lǐng)先的工具和開放式 API。如果無(wú)法通過(guò)自行選擇的工具或 API 管理您的所有設(shè)備，那么您會(huì)發(fā)現(xiàn)自己停滯不前。

大多數(shù)融合基礎(chǔ)架構(gòu)供應(yīng)商基本都傾向于第一種選擇，要求您使用他們的管理工具，無(wú)法提供實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用程序集成和編程控制所需的端到端 API。這正是 Cisco 與 NetApp 共同關(guān)注的領(lǐng)域之一，旨在提升 FlexPod 平臺(tái)及其組件的差別優(yōu)勢(shì)。FlexPod 涵蓋了前文所述的所有三個(gè)方面。

對(duì)于融合基礎(chǔ)架構(gòu)管理來(lái)說(shuō)，UCS Director(基于 Cisco 最近收購(gòu)的 Cloupia 構(gòu)建)可以用作 CIM，并面向 FlexPod 提供即裝即用功能。UCS Director 還支持?jǐn)?shù)據(jù)中心內(nèi)的其他要素，可簡(jiǎn)化從傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)向融合基礎(chǔ)架構(gòu)模式過(guò)渡的過(guò)程。此外，F(xiàn)lexPod 還附帶適用于每個(gè)基礎(chǔ)架構(gòu)層的要素管理器，包括 Cisco UCS Manager 和 NetApp OnCommand® System Manager。

Cisco 和 NetApp 一直在朝著實(shí)現(xiàn) FlexPod 開放式管理的戰(zhàn)略方向不斷努力，致力于支持最廣泛的管理選項(xiàng)組合，其中包括 OpenStack、CA、Cisco 云智能自動(dòng)化、Microsoft System Center 等常用解決方案。

同時(shí)，還針對(duì) FlexPod 的各個(gè)方面發(fā)布了 API，以及有關(guān) FlexPod 管理要求的詳細(xì)準(zhǔn)則。這意味著，獨(dú)立軟件供應(yīng)商和內(nèi)部開發(fā)人員可以利用該平臺(tái)提供的所有功能。

圖 3) FlexPod 憑借最廣泛的行業(yè)支持提供開放式管理生態(tài)系統(tǒng)。

您可能已經(jīng)注意到，F(xiàn)lexPod 已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)同，包括 2013 年度系統(tǒng)管理最佳 TechEd 大獎(jiǎng)和 Microsoft 2013 年度服務(wù)器平臺(tái)合作伙伴大獎(jiǎng)。(有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見邊欄內(nèi)容)。我們認(rèn)為，這充分證明了 FlexPod 平臺(tái)的可用性。

應(yīng)用集成

盡管 SDDC 的愿景是輕松集成任何應(yīng)用程序，但仍須構(gòu)建支持特定的常用企業(yè)應(yīng)用程序(如 Oracle Database、SAP® 以及 Microsoft Exchange、SQL Server® 和 SharePoint®)的基礎(chǔ)架構(gòu)。借助特定集成，可以在軟件定義的數(shù)據(jù)中心內(nèi)促進(jìn)這些應(yīng)用程序以及其他重要應(yīng)用程序的部署、管理和保護(hù)。

NetApp 與 Cisco 精誠(chéng)合作，為貴公司業(yè)務(wù)所依賴的軟件提供更加全面的支持。我們穩(wěn)步推出了新的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的 Cisco 設(shè)計(jì)、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的 NetApp 架構(gòu)和解決方案指南，為各種企業(yè)軟件提供支持。借助這些工具，您可以在 FlexPod 上更加快速地部署企業(yè)應(yīng)用程序，獲得更好的效果。您可以閱讀此 Tech OnTap 文章，了解 FlexPod 在應(yīng)用程序和基礎(chǔ)架構(gòu)支持方面的最新改進(jìn)以及其他 FlexPod 增強(qiáng)功能。借助SnapManager 產(chǎn)品套件 ，NetApp 可以更加輕松地在重要的應(yīng)用程序和基礎(chǔ)架構(gòu)上執(zhí)行數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)管理，此外您還可以將這些操作集成到 SDDC 框架中。Cisco 與 NetApp 最近還宣布 FlexPod 通過(guò)了 NetApp SnapProtect™ 備份和恢復(fù)技術(shù)的驗(yàn)證。借助 SnapProtect 的單一管理控制臺(tái)，您可以在磁盤到磁盤再到磁帶的復(fù)制過(guò)程中創(chuàng)建和管理應(yīng)用感知型 Snapshot 副本，并為其編制目錄，從而增強(qiáng)所部署應(yīng)用程序的功能，并以更高的服務(wù)水平向應(yīng)用程序用戶提供服務(wù)。

結(jié)論

現(xiàn)在構(gòu)建軟件定義的數(shù)據(jù)中心切實(shí)可行，但是您必須謹(jǐn)慎地選擇適當(dāng)?shù)姆��?wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)，才能獲得理想的效果。您選擇的硬件必須提供適當(dāng)?shù)墓δ�，并且能夠與自行選擇的管理工具和應(yīng)用程序配合使用。此外，您的所有硬件還必須提供開放式 API。因?yàn)殚_放式 API 不僅可以促進(jìn)與管理工具的集成，還支持您將基礎(chǔ)架構(gòu)與應(yīng)用程序相集成，所以非常重要。

目前，部署融合基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案是獲得 SDDC 功能最簡(jiǎn)單快捷的方式，即便如此，您今后還要注意易管理性和 API 支持。為了滿足各種 SDDC 要求，Cisco 與 NetApp 全力以赴，不斷完善 FlexPod 平臺(tái)。

所有基礎(chǔ)架構(gòu)要素都具有必要的底層功能。Cisco UCS 支持服務(wù)配置文件，從而可以簡(jiǎn)化應(yīng)用程序工作負(fù)載的部署和移動(dòng)。UCS 還支持各種各樣的虛擬機(jī)管理程序，有效地?cái)[脫了虛擬機(jī)管理程序的限制。FlexPod 環(huán)境通過(guò)適用的 Cisco Nexus® 7000 交換機(jī)支持端到端 FCoE，因此，您僅需布線一次，即可使用軟件來(lái)選擇該纜線所采用的存儲(chǔ)協(xié)議。NetApp 存儲(chǔ)可提供卓越的存儲(chǔ)虛擬化，并支持與各種應(yīng)用程序和管理工具的廣泛集成。最后，所有 FlexPod 組件都具有開放式 API，可以促進(jìn)直接應(yīng)用程序集成，并且我們提供經(jīng)過(guò)認(rèn)證或驗(yàn)證的設(shè)計(jì)，可進(jìn)一步加快常用企業(yè)應(yīng)用程序的部署。(本文作者：NetApp 虛擬化和云解決方案高級(jí)營(yíng)銷經(jīng)理 Joel McKelvey、Cisco Systems UCS 云解決方案高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理 Mike Andren)