探索基础架构云
数据中心基础架构云计算解决方案
数据中心基础架构云计算解决方案1项目目标和总体计划1.1项目目标和总体计划数据中心生产和开发测试环境主要包含了IBM小型机、SUN小型机、PC服务器、SAN存储、Weblogic中间件、WAS中间件等。
本项目作为基础架构云，将对生产环境和开发测试环境涉及的服务器、存储、中间件进行统一规划，在利旧和新购设备的基础上，实现基础架构云的主要功能，达到节能增效、提升业务支撑能力、提升IT运维能力的目标。
数据中心现有的基础设施环境主要存在如下问题：设备利用率不高、应用上线周期长、缺乏专门的开发测试环境。
为解决这些问题，公司将搭建基础架构云，实现如下收益：1.搭建专门的开发测试环境，节约800万人工成本，并减少安全隐患：新的开发测试环境将使开发测试资源申请和部署周期从现有的2周压缩到2天。
以一年开发测试100个项目、每个项目10个开发测试人员为估计，相当于节约8000个人天，也就是节约800万人民币的人工成本。
同时，也避免开发测试过程中对生产系统的影响，提升了系统整体可靠性。
2.提高设备利用率，相当于多增加20%的设备：目前CPU利用率不到5%，新方案部署后，CPU利用率至少可达6%，也就是多增加20%的设备。
3.改善运维管理水平：通过管理自动化、平台标准化、资源可视化和使用人性化等措施很大程度改善油田数据中心的运维管理水平，同时，为下一步IT基础架构的变革打下良好基础。
4.绿色节能：方案技术先进性实现的20%设备增加，无需消耗新的能源、机房空间等，可节约20%的能源。
1.2双方工作范围本方案公司主要工作范围包括：1.设计并建设云管理平台、用户自服务平台；2.设计并建设被管理资源池：被管理资源池将分成生产和开发测试两大部分，包含利旧和新购的全部的设备；3.系统迁移：将部分现有应用和新建项目迁移到新的云平台上，并提供迁移手册给油田；4.设备供货：新购软件和设备的产品提供。
油田主要工作范围包括：1.基础设施准备：包括准备机房环境，小机及存储设备，网络等。
云计算基础架构介绍
云计算基础架构介绍引言随着互联网技术的发展和普及，云计算作为一种新兴的技术架构，正在逐渐改变着我们的生活方式和工作方式。
云计算基础架构作为云计算的核心组成部分，对于云计算的高效、稳定和安全运行至关重要。
本文将详细介绍云计算基础架构的定义、组成部分、类型以及优势，以便读者更好地了解和掌握这一技术。
概述云计算基础架构是指为云计算提供基础支持的一套技术架构，包括硬件、软件和网络等方面。
它为上层云计算服务提供了稳定、高效和安全的基础设施，使得各种云计算服务能够更好地满足用户的需求。
云计算基础架构通常包括计算、存储、网络、安全和管理等方面，其中每个方面都有其特定的技术和工具。
云计算基础架构的类型根据不同的分类标准，可以将云计算基础架构分为以下几种类型：1、云平台：云平台是一种提供基础设施即服务（IaaS）的云计算基础架构。
它为用户提供虚拟的计算资源、存储资源和网络资源，用户可以在这些资源上构建自己的云计算环境。
常见的云平台包括亚马逊AWS、微软Azure和阿里云等。
2、云服务：云服务是一种提供软件即服务（SaaS）的云计算基础架构。
它为用户提供基于云端的软件服务，用户可以通过互联网访问和使用这些服务。
常见的云服务包括云邮箱、云存储和云桌面等。
3、云应用：云应用是一种将云计算技术和传统应用软件相结合的云计算基础架构。
它为用户提供基于云端的、定制化的应用软件服务，用户可以在各种终端设备上使用这些服务。
常见的云应用包括在线办公系统、在线CRM系统和在线HR系统等。
云计算基础架构的优势云计算基础架构具有以下优势：1、成本：云计算基础架构使得企业无需购买和维护昂贵的硬件设备，降低了IT成本。
同时，按需付费的方式也使得企业能够更好地控制成本。
2、运维：云计算基础架构的自动化管理和维护减少了IT人员的运维工作量，提高了运维效率和质量。
3、安全：云计算基础架构提供了完善的安全措施，如数据加密、多层次防火墙等，保障了用户数据的安全性。
云存储基础架构剖析
云存储基础架构剖析云存储基础架构剖析
云存储基础架构剖析
模型，功能和内部机制
以目前数据增长的速度来看，云存储越来越流行不足为奇。增长速度最快的数据
是归档数据，鉴于很多因素它是云存储的理想之选，这些因素包括成本、访问频
率、保护和可用性。但是并非所有云存储都是相同的。一家提供商可能主要关注
有一些有趣而新颖的方案可用于解决可用性，比如信息传播。一家提供私有云存
储的公司 Cleversafe（稍后介绍）使用 Information Dispersal Algorithm (IDA)
来在发生物理故障和网络中断的情况下实现更高的可用性。IDA 是由 Michael
Rabin 最初为电信系统而创建的一种算法，它支持使用 Reed-Solomon 代码对数
于成本，而另一家提供商关注于可用性或性能。没有一个架构具有单一侧重点，
但是一个架构实现给定特征的程度定义了其市场和适当的使用模型。 常用缩略词
常用缩略常用缩略词
常用缩略词 ? API：应用程序编程接口 ? FTP：文件传输协议 ? HTTP：超文本传输协议 ? HTTPS: 通过安全套接字层的 HTTP ? JFS: 日志文件系统 ? NFS：网络文件系统 ? NIC：网络接口卡 ? RAID：独立磁盘冗余阵列 ? REST：具象状态传输 ? SAN：存储区域网络 ? SCSI：小型计算机系统接口 ? SLA：服务级别协议 ? TCP：传输控制协议 ? UDP：用户数据报协议 ? WAN：广域网 不从效用角度谈论架构是很难的。我的意思是，通过各种特征度量一个架构，包
云存储的可扩展性
在内部，一个云存储架构必须能够扩展。服务器和存储必须能够在不影响用户的
云计算基础架构
云计算基础架构云计算，作为一种新兴的计算模式，正在迅速改变着企业和个人的计算方式。
而云计算的基础架构，是实现云计算的关键。
本文将对云计算基础架构进行探讨，探究其组成和作用。
一、云计算基础架构的概述云计算基础架构是指构建和管理云计算环境所需的硬件和软件基础设施。
云计算基础架构可以分为三个层次：云服务模型、云平台和云基础设施。
1. 云服务模型云服务模型是云计算基础架构的最高层，也是用户接触到的最直接的层次。
云服务模型包括三种类型：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
IaaS提供虚拟化的计算、存储和网络资源，PaaS提供开发、测试和部署应用程序的平台，SaaS则是直接提供给用户使用的应用程序。
2. 云平台云平台是云计算基础架构的中间层，主要负责提供云服务的运行环境。
云平台包括操作系统、虚拟化管理软件、容器技术以及其他必要的中间件和服务，用于管理和调度底层资源的分配和使用。
3. 云基础设施云基础设施是云计算基础架构的底层，是整个云计算环境的物理基础。
云基础设施包括服务器、存储设备、网络设备等，并通过虚拟化技术将这些物理设备抽象为虚拟资源，供上层的云平台和云服务模型使用。
二、云计算基础架构的核心技术云计算基础架构的搭建离不开一些核心的技术支持，其中包括虚拟化、分布式计算和自动化管理等。
1. 虚拟化技术虚拟化技术是云计算基础架构的核心技术之一。
通过虚拟化技术，可以将物理资源（如计算、存储、网络等）抽象为虚拟资源，并通过虚拟机管理软件（如VMware、KVM等）将其分配给不同的用户或应用。
2. 分布式计算分布式计算是云计算基础架构的关键技术之一。
通过将计算任务分解为多个子任务，并将其分布到不同的计算节点上进行并行计算，可以提高计算效率和可靠性。
常见的分布式计算技术包括Hadoop、Spark 等。
3. 自动化管理自动化管理是云计算基础架构的重要技术之一。
通过自动化管理工具，可以实现对云基础设施和云平台的自动化配置、部署、监控和维护，提高管理效率和可靠性。
云数据中心基础架构建设方案探讨
云数据中心基础架构建设方案探讨一、前言互联网数据中心（简称：IDC，Internet Data Center,）在应用云计算技术的过程中，通常选择以建设IaaS （Infrastructure as a Service，基础设施即服务)作为主要切入点，逐渐扩展到PaaS（Platform as a Service，平台即服务）和SaaS（Software as a Service，软件即服务)层面, 以渐近的方式扩展IDC的云服务能力.二、云IDC基础架构IaaS模式云IDC由管理平台和多个资源池系统组成.资源池系统是由管理平台、资源相关系统或设备以及连接网络所组成的集群。
管理平台负责云IDC各种业务的运营和资源管理，并与网管等外部系统相连接。
资源池对外提供各类计算资源、网络资源以及存储资源。
计算资源由虚拟机系统以及服务器提供；存储资源由对象存储系统和块存储系统提供,包括对象存储资源、块存储资源；网络资源包括公网IP地址资源、虚拟防火墙资源、带宽资源、负载均衡资源等.计算资源、存储资源、网络资源之间资源相互协作对外提供完整的资源使用环境。
IaaS模式云IDC通过虚拟化技术将计算资源、存储资源和网络资源构建成动态的虚拟资源池，并使用虚拟资源管理技术实现云计算资源自动部署、动态扩展、按需分配,为用户提供按需和即付即用方式的服务。
三、计算资源虚拟化3.1虚拟化系统虚拟机系统是在物理服务器之上构建虚拟化抽象层，采用虚拟机监视器或虚拟化平台2种实现方式，负责服务器的抽象、资源的调度与管理,将不同的系统分别运行在独立的虚拟机之上,从而提高服务器的资源利用率。
虚拟化从结构上可以分为寄居架构和裸金属架构。
目前普遍采用的是裸金属架构。
裸金属架构是在计算机硬件上直接进行虚拟化，其将一个物理服务器划分为多个安全、可移植的虚拟机，每个虚拟机都呈现为一个完整的系统.在选择虚拟化技术时，应该综合考虑虚拟化效率、硬件管理、对异构的支持、迁移、资源管理、安全隔离以及经济成本等因素，进行最佳选择。
基础架构云平台建设方案
容器镜像管理
构建和优化容器镜像，降低容 器化应用的复杂度和大小。
资源隔离与管理
实现应用之间的资源隔离和资 源管理，确保各个应用在共享
资源时不会相互影响。
自动化部署工具
01
选择自动化部署工具
选择适合企业需求的自动化部署工具 ，如Jenkins、Travis CI等。
02
配置管理
通过自动化部署工具进行配置管理， 减少人工操作和错误。
高系统性能和可靠性。
云计算资源管理的优化
01
02
03
资源调度优化
通过优化计算、网络、存 储等资源的调度策略，提 高资源利用率和系统性能 。
资源分配优化
根据业务需求和优先级， 实现资源的动态分配和调 整，提高资源利用效率和 系统可靠性。
资源备份与恢复
建立健全的资源备份和恢 复机制，确保系统的高可 用性和数据的安全性。
硬件基础设施的优化
01
02
03
虚拟化技术
采用服务器虚拟化技术， 提高服务器资源利用率。
存储优化
使用分布式存储、缓存等 技术，提高存储性能和可 扩展性。
网络优化
采用负载均衡、CDN等 技术，加速网络访问速度 。
03
云计算资源管理
资源虚拟化
服务器虚拟化
通过将服务器物理资源虚 拟化为多个逻辑资源，实 现服务器的灵活扩展和高 效利用。
安全管理的优化
安全管理制度
安全培训
建立完善的安全管理制度，提高安全管理水 平。
定期对员工进行安全培训，提高员工的安全 意识和技能。
安全漏洞扫描与修复
审计与监控
定期进行安全漏洞扫描和修复工作，消除安 全隐患。
对系统进行审计和监控，及时发现和处理安 全事件，保证系统的安全性。
云基础架构的图解解释
云基础架构的图解解释云基础架构是云计算的核心，是实现云计算的基础设施。
它是由虚拟化技术、分布式系统技术、网络技术等多种技术构成的。
云基础架构的本质是提供一种优化的资源管理方式和服务交付模式。
这种形式的优化是基于云计算本身的特点，即资源共享、弹性伸缩、按需服务。
为了更好地理解云基础架构的概念，我们可以从以下三个主要方面来进行阐述。
1. 云计算的体系结构云计算是一种服务交付模式，它的运作可以分为三个层次：基础设施层、平台层和应用层。
云基础架构就是云计算中的基础设施层。
云计算的基础设施层包括两个主要的基础设施：虚拟化平台和管理平台。
虚拟化平台提供了虚拟化的资源，包括CPU、内存、存储等。
管理平台则负责管理和维护这些虚拟化的资源。
2. 云基础架构的核心技术虚拟化技术是云基础架构的核心技术之一。
它可以将物理资源抽象为虚拟资源，提供给应用程序使用。
这个过程包括三个主要的步骤：分区、复制和隔离。
分区是指将物理资源划分为多个虚拟资源。
复制是指在每个分区中建立多个相同的虚拟资源，以保障应用的高可用性。
隔离则是指使用虚拟化技术实现不同用户之间的安全隔离。
分布式系统技术也是云基础架构的核心技术之一。
分布式系统技术可以将一个大型的服务拆分成多个小服务，通过网络连接起来，从而提高系统的扩展性和可靠性。
网络技术也是云基础架构的核心技术之一。
网络技术可以实现虚拟化网络和物理网络的无缝连接，从而保证应用程序的可访问性和高速度。
3. 云基础架构的部署模式云基础架构的部署模式可以分为三个主要类型：公共云、私有云和混合云。
公共云是指由云服务提供商提供的云基础架构，例如亚马逊AWS、微软Azure等。
公共云模式可以减少企业的基础设施投入，提高资源的共享和利用率。
私有云是指企业内部部署的云基础架构。
私有云模式可以提高企业的安全性和数据隐私性，同时也可以提供更多的定制化服务。
混合云是指既有公共云也有私有云的部署模式。
混合云可以将公共云和私有云的优势结合起来，提供更好的灵活性和弹性。
云基础环境框架设计与应用
云基础环境框架设计与应用1.硬件设施设计与优化：云基础环境框架需要根据不同的应用场景和需求，设计和优化计算节点、存储节点和网络节点等硬件设施。
其中，计算节点需要具备高性能的计算能力和内存容量，存储节点需要具备高容量、高可靠性和高可扩展性，网络节点需要具备高带宽、低延迟和灵活配置的特点。
2.软件基础设施设计与实现：云基础环境框架需要构建一套完善的软件基础设施，包括操作系统、虚拟化技术、分布式存储系统、网络管理系统等。
其中，虚拟化技术是云基础环境框架的核心技术之一，可以将物理资源抽象为虚拟资源，并提供高效的资源共享和隔离能力。
3.弹性和可扩展性设计与实现：云基础环境框架需要具备弹性和可扩展性的特点，能够根据用户的需求，动态分配和回收计算、存储和网络资源。
其中，弹性计算需要根据负载情况自动扩容或缩容计算资源，弹性存储需要根据数据量自动调整存储容量，弹性网络需要根据网络流量动态调整带宽和延迟。
4.安全和隐私保护设计与实现：云基础环境框架需要提供安全和隐私保护的功能，包括身份认证、访问控制、数据加密、网络隔离等。
其中，身份认证和访问控制是保护云计算资源安全的重要手段，数据加密是保护用户数据隐私的重要手段，网络隔离是保护用户网络流量安全的重要手段。
1.云计算平台：云基础环境框架提供了构建和管理云计算平台的基础设施，包括计算资源池、存储资源池和网络资源池等。
云计算平台可以提供各种云计算服务，如虚拟机服务、容器服务、函数计算服务等。
2. 大数据处理：云基础环境框架可以提供高性能的计算和存储资源，用于支持大数据处理。
通过云基础环境框架，可以快速搭建和扩展大数据处理平台，如Hadoop、Spark等。
3.异构计算：云基础环境框架可以支持异构计算，包括GPU计算、FPGA计算等。
通过云基础环境框架，可以充分利用异构计算资源，提高计算性能和能源效率。
4.边缘计算：云基础环境框架可以支持边缘计算，将计算和存储资源放置在离用户较近的地方，减少网络延迟和带宽消耗。
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探索基础架构：云也是建在地上的(1)
云的基本特征是动态、弹性、灵活，按需计算，传统的网络架构与技术虽然也能构筑云计算的基础平台，但是因此而形成的传统运行架构却无法支撑如此动态化的IT业务要求。
它必然要求一种新的IT运行模式，将大量的计算资源以动态、按需的服务方式供应和部署。
一、云计算的基础架构挑战
传统业务结构下，由于多种技术之间的孤立性(LAN与SAN)，使得数据中心服务器总是提供多个对外IO接口：用于数据计算与交互的LAN接口以及数据访问的存储接口，某些特殊环境如特定HPC(高性能计算)环境下的超低时延接口。
服务器的多个IO接口导致了数据中心环境下多个独立运行的网络同时存在，不仅使得数据中心布线复杂，不同的网络、接口形体造成的异构还直接增加了额外人员的运行维护、培训管理等高昂成本投入，特别是存储网络的低兼容性特点，使得数据中心的业务扩展往往存在约束。
由于传统应用对IT资源的独占性(如单个应用独占服务器)，使得数据中心的业务密度低，造成有限的物理空间难以满足业务快速发展要求，而已有的系统则资源利用效率低下。
而且，传统业务模式下，由于规模小，业务遵循按需规划，企业应用部署过程复杂、周期漫长，难以满足灵活的IT运行要求。
在云计算这种变革性运营与服务模式下，必须能够解决成本、弹性、按需增长的业务要求，并改进与优化IT运行架构。
因此：
云计算服务必然要求一种大规模的IT运行方式，在极大程度上降低云计算基础设施的单位建设成本，大幅降低运行维护的单位投入成本。
通过网络与IO的整合来消除数据中心的异构网络与接口环境，云计算中心需要优化、简化的布线与网络环境。
由于其业务集中度、服务的客户数量远超过传统的企业数据中心，导致了高带宽的业务流，如图1所示的亚马逊对外公布其2008年提供云计算服务后，云服务的带宽增长速度远高于其WEB服务的带宽增长。
总的来说，为满足云计算的业务要求，统一的基础网络要素必然包括：超高速交换、统一交换、虚拟化交换、透明化交换。
二、云的统一基础网络
1. 云计算的超高速网络
以太网技术迅速发展，10GE技术当前已经在数据中心的骨干广泛应用，图2显示了2010年的以太网技术40G/100G标准发布，表明基础网络将快速进入超高速时代。
图2 以太网的带宽提升
同样，服务器IO也由千兆向万兆快速发展，随着IO加速技术、IO虚拟化技术的不断提升以及服务器多路多核计算能力的提升，当前的服务器IO已经具备接近10GE线速的吞吐能力，这种来自网络接入层的高性能吞吐必然驱动云计算网络架构采用更高的性能，以满足能力的匹配(如图3所示)。
图3 数据中心网络的高带宽发展
2. 云计算的统一交换网络
以太网原本是以简单、高效为特质的常规技术，适用于常规网络通信的支撑，依赖于上层协议解决网络拥塞、丢包问题。
随着以太网技术的不断演进与提升，无损以太网技术(Lossless Ethernet)标准族开始确立。
这一标准族称为数据中心以太网DCE或融合增强以太网CEE，包括基于优先级的流控(Priority-based flow control PFC; IEEE 802.1Qbb) 、增强传输选择技术(Enhanced transmission selection ETS; IEEE 802.1Qaz) 、拥塞通告(Congestion notification IEEE 802.1Qau) 、链路发现协议LLDP (IEEE 802.1AB)的扩展数据中心桥能力交换协议(Data Center Bridging Capability Exchange Protocol DCBX)。
以当前已经完全实现的PFC+DCBX 组合为例，如图4所示，在交换机端口的8个队列进行buffer的分配，形成了网络中8个虚拟化通道，数据流带上自身的通道标签(802.1q进行标识)，buffer大小使得各队列有不同的数据缓存能力，由DCBX协议交换不同网络单元的基本能力信息，以确定数据的突发能力。
图4 无丢包以太网
一旦出现瞬时拥塞，即某个设备的队列缓存消耗较快，超过一定阈值(可设定为端口队列的1/2、3/4等比例)，设备即向数据进入的方向(上游设备)发送反压信息，上游设备接收到反压信息，会根据反压信息指示停止发送或延迟发送数据，并将数据存储在本地端口buffer，如果本地端口buffer消耗超过阈值，则继续向上游反压，如此一级级反压，直到网络终端设备，从而消除网络节点因拥塞造成的丢包。
无损以太网的特性，可以完全满足存储业务对于丢包的敏感性，因此，FC存储数据承载在以太网上(FCoE)，基于DCE技术的支持，新一代以太网技术完全可以融合数据中心的存储网络形成全业务的统一交换。
在这样的技术支撑下，数据中心网络将实现合并，使得原本
多种异构的网络形态合并到一套网络，从而也实现了多个网络管理合并、简化成为一个管理视图(如图5所示)。
图5 数据中心统一交换网络
以太网带宽的增长使得在兼容后续FC更高带宽8G、16G的FCoE技术成为可能，如图6所示，当前的10GE DCE技术支撑的FCoE可完全支持4G/8G FC向10G FCoE的融合，有些网卡的FC-FCoE映射就是直接将4G/8G FC载入以太网进行转发。
对于后续更高带宽的40G以太网技术会延续和完善DCE特性，因此可对更高的FC带宽16G进行融合。
图6 FCoE的融合趋势
统一交换网络提供对云计算的支撑，可提供单一数据中心网络，实现云计算上层应用对数据交换、传送通道与IO的简化统一操作，同质的底层网络提供超高容量数据吞吐支撑、提供广泛兼容的云应用升级与扩展能力。
3. 云计算的虚拟化交换网络
虚拟化技术是云计算的关键技术之一，将一台物理服务器虚拟化成多台逻辑虚拟机VM，不仅可以大大提升云计算环境IT计算资源的利用效率、节省能耗，同时虚拟化技术提供的
动态迁移、资源调度，使得云计算服务的负载可以得到高效管理、扩展，云计算的服务更具有弹性和灵活性。
从网络角度看虚拟化的计算资源，，一个VM完全等效于一台物理服务器在运行，而VM 的动态机制，则与物理服务器的位置搬迁是完全不一样的，对于VM迁移带来的网络配置、统计、策略控制等复杂管理工作，使得当前网络运维难度增大，因此，网络支持虚拟交换技术，对于迁移的VM而言，网络总可以跟随VM的动态变化提供按需交换(配置、统计、监控、管理)，能够极大强化云计算的虚拟化服务功能(如图7所示)。
图7 虚拟化交换网络
一种新的网络虚拟化技术EVB(Edge Virtual Bridging：IEEE 802.1Qbg)标准正在制订，这种技术使得虚拟化后服务器上VM的虚拟网卡标准化，并以扩展的LLDP标准协议与网络交换VM信息。
EVB要求所有VM数据的交换(即使位于同一物理服务器内部)都通过外部网络进行，即外部网络能够支持虚拟交换功能，对于虚拟交换网络范围内VM动态迁移、调度信息，均通过LLDP扩展协议得到同步以简化运维。