華為：下一代云計(jì)算平臺 融合基礎(chǔ)設(shè)施

　　何謂“融合基礎(chǔ)設(shè)施”？一個(gè)最簡單的定義是把數(shù)據(jù)中心的基本要素：服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、甚至虛擬化軟件平臺，以預(yù)集成的方式提供給用戶。融合的概念始于2009年，并經(jīng)過數(shù)年的高速增長，已經(jīng)成為IT的發(fā)展趨勢之一。

　　融合是云數(shù)據(jù)中心的大勢所趨

　　人類社會的發(fā)展一直伴隨著不同階段不同層次的社會化分工，其本質(zhì)是讓生產(chǎn)活動更加專業(yè)化、高效化，從而提高社會的整體生產(chǎn)力。人類社會未來的發(fā)展也必定遵循同樣的規(guī)律，而云計(jì)算就是在這個(gè)規(guī)律作用下對未來的宏觀預(yù)見。在云計(jì)算所經(jīng)歷的不同階段，不論是私有云、公有云或是混合云，都將面臨云數(shù)據(jù)中心建設(shè)的關(guān)鍵問題：如何提高數(shù)據(jù)中心的資源利用率、如何降低整體成本、優(yōu)化管理、如何應(yīng)對業(yè)務(wù)的快速變化、如何伸縮自如，等等等等，這些都是數(shù)據(jù)中心建設(shè)者們殫精竭慮在思考的問題。

　　目前數(shù)據(jù)中心的建設(shè)多奉行分開采購的策略，即服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、平臺及應(yīng)用軟件等各自獨(dú)立采購，而后再集成的方式，這在一定程度上降低了數(shù)據(jù)中心的初始購置成本。然而，隨著云數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴(kuò)大，業(yè)務(wù)需求不斷變化，IT技術(shù)日趨復(fù)雜，企業(yè)將在后續(xù)運(yùn)維/運(yùn)營上消耗過多的人力物力，而IT效率低下也終將阻礙業(yè)務(wù)發(fā)展的步伐。

　　打個(gè)比方，二十年前個(gè)人電腦DIY，消費(fèi)者首先找到分銷商，提出各自的需求，評估不同類型的部件，并最終確認(rèn)一款配置。而后由分銷商負(fù)責(zé)提供/訂購部件，甚至集成。二十年后的今天，DIY只成了少數(shù)發(fā)燒友保留的一種IT生活方式。絕大多數(shù)的企業(yè)以及個(gè)人消費(fèi)者都選擇購買品牌PC機(jī)，從廠商預(yù)集成好的幾款服務(wù)于不同目的的產(chǎn)品中做選擇，到貨即可用。這個(gè)趨勢背后的必然性歸結(jié)為摩爾定律導(dǎo)致的硬件價(jià)格不斷下降，以及全球范圍的人力資源成本不斷上升。理性消費(fèi)者將不再把昂貴的人力資源用于定制/組裝以及管理相對廉價(jià)的硬件設(shè)施。

　　現(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心建設(shè)何嘗不像二十年前的PC DIY呢？可以預(yù)見，未來企業(yè)IT希望購買到的是一個(gè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施整體方案，未來企業(yè)IT希望更多聚焦于IT技術(shù)對業(yè)務(wù)的響應(yīng)，為公司業(yè)務(wù)提供增值，由傳統(tǒng)的成本中心轉(zhuǎn)為利潤中心。于是乎，融合基礎(chǔ)設(shè)施就順理成章地進(jìn)入IT管理者的視野。近年來融合基礎(chǔ)設(shè)施市場的快速增長也印證了這一趨勢。根據(jù)Gartner預(yù)測，到2015年，有將近30%的數(shù)據(jù)中心將采用融合基礎(chǔ)設(shè)施。

　　深度融合

　　目前，業(yè)界融合基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展模式之一以集成為主，比較常見于IT廠商之間形成的聯(lián)盟。他們根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和最佳實(shí)踐，將來自不同廠商的產(chǎn)品預(yù)先集成在一起以構(gòu)建融合基礎(chǔ)設(shè)施，有些廠商還會集成一套定制化的統(tǒng)一管理平臺。這無疑是在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)之上邁出了關(guān)鍵的一步，為客戶從繁瑣的IT日常管理運(yùn)維中減負(fù)。其不足之處則在于，基礎(chǔ)部件來自各個(gè)廠商，無法實(shí)現(xiàn)高效拉通；統(tǒng)一管理平臺對于不同廠商產(chǎn)品的管理也存在局限；運(yùn)維管理仍然要求具備各個(gè)廠商設(shè)備的技術(shù)知識及技術(shù)認(rèn)證；售后以及故障診斷過程中存在廠商間的互相推諉；等等。

　　為克服以上不足，華為推出了具備深度融合的一體化基礎(chǔ)設(shè)施—FusionCube。這也是業(yè)界首款真正做到把計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)以及虛擬化平臺有機(jī)融合在統(tǒng)一的架構(gòu)之下。隨之而來的好處是：提高集成密度，節(jié)省機(jī)房空間；減少設(shè)備間連線，降低故障概率；同一廠商部件易于端到端拉通，提升軟硬件的整體性能，同時(shí)提高統(tǒng)一管理的效率；售后技術(shù)支持的體驗(yàn)更佳。

　　特別值得一提，該產(chǎn)品同時(shí)榮獲Frost&Sullivan頒發(fā)的2013年全球最具創(chuàng)新云基礎(chǔ)設(shè)施獎項(xiàng)，而其中最具創(chuàng)新的部件當(dāng)屬分布式融合存儲引擎—FusionStorage，它為FusionCube深度融合提供了技術(shù)保障。FusionStorage本質(zhì)上是一套軟件，它被安裝于每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)之上，以接管每個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地硬盤。然后通過高速的背板以及融合網(wǎng)絡(luò)，把離散的各個(gè)本地硬盤整合成針對所有計(jì)算節(jié)點(diǎn)的虛擬SAN存儲。通過這種方式，F(xiàn)usionCube繞過了傳統(tǒng)SAN存儲的硬件限制，做到了深度融合，并同時(shí)帶來諸多好處，如提升I/O性能、增強(qiáng)數(shù)據(jù)保護(hù)、架構(gòu)易于伸縮等優(yōu)勢。

　　精簡IT

　　從上述討論的發(fā)展趨勢可以看出，融合基礎(chǔ)設(shè)施的核心理念是要簡化IT，聚焦業(yè)務(wù)。華為公司長期致力于提供端到端的ICT解決方案，構(gòu)筑了全面的企業(yè)IT系列產(chǎn)品。既有服務(wù)器、存儲、安全、網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備，又有虛擬化服務(wù)器、分布式存儲、云計(jì)算平臺、云計(jì)算管理等軟件。在此基礎(chǔ)上，華為推出了軟硬件深度融合的FusionCube一體機(jī)。該一體機(jī)定位于企業(yè)一體化云平臺，對IT系統(tǒng)進(jìn)行整合與簡化，幫助企業(yè)聚焦主營業(yè)務(wù)，精簡IT。

　　在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)方式下，企業(yè)在進(jìn)行IT基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮服務(wù)器選型、軟硬件兼容性驗(yàn)證，耗時(shí)耗力。而在FusionCube一體機(jī)中，企業(yè)看到的不再是單獨(dú)的服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)，而是一個(gè)軟硬件資源深度整合的融合基礎(chǔ)設(shè)施，所有部件通過虛擬化技術(shù)被池化后形成標(biāo)準(zhǔn)化的資源。企業(yè)只需關(guān)心需要預(yù)留多少資源已滿足企業(yè)應(yīng)用。由此減少方案設(shè)計(jì)的工作量，降低方案設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。

　　在建設(shè)環(huán)節(jié)，F(xiàn)usionCube一體機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)軟硬件的預(yù)集成、預(yù)安裝和預(yù)驗(yàn)證，可一次性完成安裝，改變了以往不同廠商多次現(xiàn)場安裝設(shè)備的方式，降低了人力資源的成本，現(xiàn)場安裝時(shí)間也由原來的7天縮短為1小時(shí)，實(shí)現(xiàn)“家電式”安裝。同時(shí)，針對FusionCube的一系列預(yù)驗(yàn)證方案也被固化成模板后內(nèi)置于IT系統(tǒng)。用戶可以通過在服務(wù)目錄中選擇相應(yīng)的應(yīng)用模板，通過一鍵式部署輕輕松松實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的部署，允許系統(tǒng)在后臺自動處理各種基礎(chǔ)而耗時(shí)的工作，從而將IT應(yīng)用部署的時(shí)間從數(shù)天縮短為數(shù)小時(shí)。

　　在運(yùn)維環(huán)節(jié)，資源池化帶來的統(tǒng)一管理上的便利，F(xiàn)usionCube同時(shí)提供了統(tǒng)一的Portal以便對不同的資源進(jìn)行同步跟蹤和監(jiān)控。發(fā)生故障時(shí)，基于統(tǒng)一管理的自動預(yù)警和故障自動恢復(fù)功能，極大縮短故障解決時(shí)間，提高IT運(yùn)維的效率，減少近60%的運(yùn)維工作量。另外，由融合架構(gòu)以及分布式存儲引擎帶來的高擴(kuò)展性，配合自動發(fā)現(xiàn)、自動配置功能，把傳統(tǒng)架構(gòu)最頭疼的擴(kuò)容問題消失于無形。

　　優(yōu)化性能

　　融合基礎(chǔ)設(shè)施為企業(yè)IT帶來管理運(yùn)維上的便利以及業(yè)務(wù)敏捷性。除此之外，華為FusionCube一體機(jī)進(jìn)一步將軟硬件全面整合，提高業(yè)務(wù)軟件在一體機(jī)中運(yùn)行的性能，減少性能短木板對系統(tǒng)的影響。

　　傳統(tǒng)的IT架構(gòu)中，服務(wù)器與存儲分離導(dǎo)致計(jì)算節(jié)點(diǎn)只能通過機(jī)頭串行的方式訪問數(shù)據(jù)，效率較低。FusionCube一體機(jī)通過在刀片服務(wù)器中部署分布式存儲引擎，將計(jì)算節(jié)點(diǎn)串行訪問數(shù)據(jù)的方式改為并行訪問，由此能夠同時(shí)從多個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地存儲中獲取數(shù)據(jù)，減少訪問時(shí)延。而且，基于并行訪問的方式，F(xiàn)usionCube一體機(jī)得以進(jìn)一步在分布式的存儲設(shè)備中部署分布式Cache，使磁盤I/O吞吐量比傳統(tǒng)SAN存儲提升100%，有效容量提升200%，從而提高業(yè)務(wù)性能。在已部署的數(shù)據(jù)倉庫場景下，F(xiàn)usionCube實(shí)現(xiàn)了高達(dá)10倍的IOPS提升，多于5倍的數(shù)據(jù)交換，最終加速應(yīng)用查詢高達(dá)3~9倍。

　　在傳統(tǒng)服務(wù)器虛擬化環(huán)境中，VMM（Virtual Machine Monitor，虛擬機(jī)監(jiān)視器）必須對每個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行分類，并將其發(fā)送到對應(yīng)的虛擬機(jī)。這樣會占用大量的處理器周期，使網(wǎng)絡(luò)I/O成為瓶頸，在支撐那些對網(wǎng)絡(luò)流量要求高的業(yè)務(wù)（如在線計(jì)費(fèi)、視頻點(diǎn)播等）時(shí)有較大的局限性。而FusionCube利用獨(dú)特的“智能網(wǎng)卡”硬件技術(shù)配合“虛擬化多隊(duì)列直通”軟件技術(shù)，將數(shù)據(jù)包的分發(fā)處理下移到智能網(wǎng)卡上進(jìn)行，釋放了CPU的處理能力，在實(shí)現(xiàn)了較高的網(wǎng)絡(luò)I/O吞吐量的同時(shí)，保證了虛擬機(jī)的熱遷移等功能不受影響，從而提高所有虛擬機(jī)的I/O吞吐量及可靠性。

　　此外，F(xiàn)usionCube一體機(jī)集成的SSD加速卡，配合華為的高性能Cache算法，與傳統(tǒng)IT架構(gòu)相比，能將多數(shù)據(jù)、高并發(fā)訪問的業(yè)務(wù)運(yùn)行性能提高25%。
　　
　　融合基礎(chǔ)設(shè)施的成熟，將給數(shù)據(jù)中心帶來一個(gè)嶄新的應(yīng)用與管理模式，在使云計(jì)算時(shí)代的IT系統(tǒng)更加簡單、高效的同時(shí)，不斷提高系統(tǒng)性能，幫助企業(yè)減少投資，提升核心業(yè)務(wù)的運(yùn)作效率。對此我們充滿信心。