F5開啟云計算之門 |
發(fā)布時間: 2012/8/2 16:03:13 |
一.概述 F5公司作為全球應(yīng)用交付領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,首次提出了以應(yīng)用交付為目標(biāo)的云計算理念,通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化,服務(wù)器虛擬化,存儲虛擬化,數(shù)據(jù)中心虛擬化等先進(jìn)技術(shù),確保了應(yīng)用能夠在云計算平臺上被安全,快速,高可用的成功發(fā)布。 目前全球16大云計算服務(wù)提供商已經(jīng)有14家都采用了F5的解決方案。F5希望能夠憑借我們在云計算領(lǐng)域里的豐富經(jīng)驗幫助中國企業(yè)搭建出一個穩(wěn)定可靠,高效,靈活,安全的云計算平臺。 二.云計算架構(gòu) 云計算根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)模式的不同劃分為IAAS,PAAS,SAAS等三種類型。各種類型所采用的架構(gòu)也有很大不同。對于一般企業(yè)來說,建議采用分步部署原則,首先從建設(shè)IAAS平臺開始,在此基礎(chǔ)上再逐步建設(shè)PAAS和SAAS平臺。本文也將主要討論IAAS平臺的建設(shè)部署。 云計算架構(gòu)最終會部署成為跨廣域網(wǎng)的多數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。但在討論最終整體云計算架構(gòu)前,需要首先定義單個數(shù)據(jù)中心下的技術(shù)特點,以便滿足未來多數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的技術(shù)要求,同時符合分步實施原則。 2.1 單數(shù)據(jù)中心云計算架構(gòu) 單數(shù)據(jù)中心云計算架構(gòu)中包括3個主要組成部分,分別是資源池,管理系統(tǒng)和表現(xiàn)層。資源池包括了云計算平臺中必須包括的各種服務(wù)器,存儲設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和應(yīng)用軟件等。管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對資源池內(nèi)的資源進(jìn)行管理,包括負(fù)責(zé)資源管理,用戶管理,任務(wù)管理,安全管理等。表現(xiàn)層負(fù)責(zé)將管理系統(tǒng)分配好的資源集中統(tǒng)一展現(xiàn)給最終用戶。可以根據(jù)業(yè)務(wù)要求和最終用戶訪問壓力的大小,與管理系統(tǒng)交互,動態(tài)調(diào)整對外服務(wù)的資源。 在這種架構(gòu)下,用戶的訪問流程如下: 1.某業(yè)務(wù)部門需要發(fā)布某個業(yè)務(wù)到云計算平臺里,首先對管理系統(tǒng)發(fā)送請求,通知管理系統(tǒng)發(fā)布業(yè)務(wù)需要多少帶寬資源,硬件資源,軟件資源等。 通過這種架構(gòu),云數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)了以下特點: (1)按需使用 可以按部門需求進(jìn)行資源配置,業(yè)務(wù)部門只需申請滿足要求的CPU、內(nèi)存和存儲等資源,而且可以根據(jù)實際資源使用情況調(diào)整。 (2)彈性擴(kuò)展 能夠根據(jù)用戶需求的變化對用戶使用的資源進(jìn)行擴(kuò)展,擴(kuò)展的過程中對上層應(yīng)用是透明的,用戶無需對此進(jìn)行軟件和操作系統(tǒng)的復(fù)雜配置。 (3)自動化管理 虛擬IT基礎(chǔ)設(shè)施的管理由管理系統(tǒng)自動完成,管理系統(tǒng)具有系統(tǒng)監(jiān)控、性能管理、服務(wù)質(zhì)量管理和故障報警等能力。當(dāng)物理或虛擬資源出現(xiàn)故障時,管理系統(tǒng)能夠通過遷移等手段將虛擬機(jī)調(diào)度到正常的物理設(shè)備上運行,還能通過虛擬機(jī)備份等手段保證虛擬機(jī)服務(wù)的持續(xù)性。所有這些管理可以無需用戶參與,根據(jù)策略自動完成。 (4)快速部署 傳統(tǒng)的IT設(shè)施需要經(jīng)過軟硬件的購買、安裝和配置等復(fù)雜的過程,而在此架構(gòu)中建立虛擬IT資源只需簡單提交資源需求,瞬間即可完成虛擬IT設(shè)施的建立,不但成本低,而且迅速便捷,大大縮短了TTM(Time To Market)。 2.2 多數(shù)據(jù)中心云計算架構(gòu) 在多數(shù)據(jù)中心架構(gòu)下,云計算同樣建議包含3個組成部分,分別是全局表現(xiàn)層,全局管理系統(tǒng)和由多個云數(shù)據(jù)中心組成的數(shù)據(jù)中心資源池。同樣全局管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)對資源池內(nèi)的資源也就是各個云數(shù)據(jù)中心進(jìn)行調(diào)度管理,包括負(fù)責(zé)資源管理,用戶管理,任務(wù)管理,安全管理等。全局表現(xiàn)層負(fù)責(zé)將全局管理系統(tǒng)分配好的資源集中統(tǒng)一展現(xiàn)給最終用戶?梢愿鶕(jù)業(yè)務(wù)要求和最終用戶訪問壓力的大小,與管理系統(tǒng)交互,動態(tài)調(diào)整對外服務(wù)的資源。 在這種架構(gòu)下,用戶的訪問流程如下: 1.某業(yè)務(wù)部門需要發(fā)布某個全國性業(yè)務(wù)到多數(shù)據(jù)中心的云計算平臺里,首先對全局管理系統(tǒng)發(fā)送請求,通知全局管理系統(tǒng)發(fā)布業(yè)務(wù)需要多少帶寬資源,硬件資源,軟件資源以及這些資源如何分布在不同的數(shù)據(jù)中心等。 通過這種架構(gòu),云計算進(jìn)一步實現(xiàn)了更多特點: (1)業(yè)務(wù)連續(xù)性 業(yè)務(wù)連續(xù)性可以解決數(shù)據(jù)中心的安全性和高可用性,保證在數(shù)據(jù)中心遭受災(zāi)難時可以有災(zāi)備中心繼續(xù)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù),使各種業(yè)務(wù)應(yīng)用保持正常運轉(zhuǎn)。 (2) 用戶智能調(diào)度 多數(shù)據(jù)中心為全國乃至全球用戶提供服務(wù),用戶訪問可以被智能的,基于就近性原則定位到性能最優(yōu),速度最快的數(shù)據(jù)中心,從而提高客戶體驗,提高整體云計算平臺的使用效率。 (3) 彈性擴(kuò)展 全局表現(xiàn)層和子表現(xiàn)層設(shè)備會將用戶發(fā)送流量的多少等信息通知全局管理系統(tǒng)。如果發(fā)現(xiàn)一個數(shù)據(jù)中心已無法滿足要求時,會由全局管理系統(tǒng)自動在其他數(shù)據(jù)中心分配相應(yīng)的資源,然后通過全局表現(xiàn)層發(fā)布出去,從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的自動彈性擴(kuò)展。 全局表現(xiàn)層將獲取到的用戶信息,包括地理位置,行為特征,響應(yīng)速度等,實時地通知給管理系統(tǒng)。管理系統(tǒng)會根據(jù)這些信息,動態(tài)的對資源池中的資源進(jìn)行調(diào)整,例如將南中心的虛機(jī)遷移到北中心,以滿足北方用戶的訪問需要,從而實現(xiàn)整個云計算平臺的資源的自動遷移和集中調(diào)度。 (4) 資源集中調(diào)度 物理(虛擬)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲都被組織成資源池的形式,資源池根據(jù)上層應(yīng)用的需求集中調(diào)度,統(tǒng)一管理,保證資源在全局范圍內(nèi)高效使用。 三.云計算演變步驟 3.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向云數(shù)據(jù)中心 現(xiàn)在很多企業(yè)已經(jīng)在部署了數(shù)據(jù)中心,未來還有可能建設(shè)更多,更大的數(shù)據(jù)中心。如何能夠把傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)成為動態(tài)的云數(shù)據(jù)中心呢?根據(jù)我們的經(jīng)驗,一般需要解決3個問題:1.資源的虛擬化。2.服務(wù)的高可用。3.自動化彈性擴(kuò)展。 資源虛擬化 虛擬化是云計算中不可或缺的一部分。采用了虛擬化技術(shù)后,云內(nèi)的資源才能靈活,動態(tài)的根據(jù)業(yè)務(wù)需要進(jìn)行調(diào)整。虛擬化技術(shù)主要分為兩大類,分別是可以將一臺物理設(shè)備虛擬成多個虛擬設(shè)備的“一分多”技術(shù);或者是將多個物理或虛擬設(shè)備整合到一起成為一個大的虛擬設(shè)備的“多合一”技術(shù)。那么如何將數(shù)據(jù)中心內(nèi)的資源虛擬化呢?我們從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心都會包含的存儲資源,計算資源,網(wǎng)絡(luò)資源分別闡述。 對于文件存儲虛擬化,我們可以采用F5的ARX文件存儲虛擬化解決方案。ARX可以部署在多個的文件存儲前端,它會把后臺的多個文件存儲設(shè)備整合到一起,對外發(fā)布一個虛擬文件路徑。前端的服務(wù)器的所有讀寫操作都發(fā)送到ARX設(shè)備,由ARX發(fā)送到后端具體的某臺文件存儲上。這樣通過ARX就實現(xiàn)了對文件存儲的虛擬化整合。可以在不中斷業(yè)務(wù)的情況下,靈活的在ARX后端添加或減少文件存儲設(shè)備。 對于服務(wù)器虛擬化,現(xiàn)在有很多成熟的解決方案可以實現(xiàn)“一分多”虛擬化,包括VMWARE,HYPERV,XEN等。這些技術(shù)通過細(xì)分物理服務(wù)器資源的方式,保證物理服務(wù)器資源能夠被高效的利用。但當(dāng)業(yè)務(wù)的壓力大到整臺物理服務(wù)器都無法滿足要求時,就需要將這些物理服務(wù)器或“一分多”后的虛擬服務(wù)器整合到一起,實現(xiàn)“多合一”的虛擬化,以提供更強(qiáng)大的業(yè)務(wù)服務(wù)能力。這恰恰是F5可以幫助用戶解決的問題。F5可以通過在這些服務(wù)器的前端部署負(fù)載均衡設(shè)備,將服務(wù)器所發(fā)布的業(yè)務(wù)整合到一起,形成一臺大的虛擬服務(wù)器,對外發(fā)布一個IP地址,然后根據(jù)服務(wù)器的負(fù)載狀況智能的將流量分配給這些服務(wù)器,保證這些服務(wù)器資源可以被靈活的調(diào)度和擴(kuò)展。 對于網(wǎng)絡(luò)虛擬化,許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,包括防火墻,IPS,VPN等都已經(jīng)支持自身的“一分多”虛擬化技術(shù)。同樣,要將這些物理或虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備整合到一起,實現(xiàn)“多合一”的虛擬化,F(xiàn)5是最好的選擇。通過在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備前端布署F5負(fù)載均衡設(shè)備,就可以把這些設(shè)備整合到一起,形成一臺大的虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,對外發(fā)布一個IP地址,而實際流量是被智能的發(fā)送到后面多臺物理或虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上,從而保證這些網(wǎng)絡(luò)資源可以被靈活的調(diào)度和擴(kuò)展。 同時F5設(shè)備自身也支持虛擬化,可以更靈活的與相應(yīng)的資源配合。 服務(wù)的可用性 F5負(fù)載均衡的基本功能就是可以保證后臺節(jié)點的高可用性。無論是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也好,服務(wù)器設(shè)備也好,存儲設(shè)備也好,如果任何一個節(jié)點出現(xiàn)了故障,F(xiàn)5都會發(fā)現(xiàn),并不再把用戶請求發(fā)送到故障的節(jié)點,從而保證節(jié)點的高可用性。 資源的自動化彈性擴(kuò)展 所謂資源的自動化彈性擴(kuò)展是指將IT資源可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求或用戶訪問行為,自動化的擴(kuò)展服務(wù)能力。自動化彈性擴(kuò)展服務(wù)能夠根據(jù)用戶需求的變化對用戶使用的資源進(jìn)行擴(kuò)展,擴(kuò)展的過程中對上層應(yīng)用是透明的,用戶無需對此進(jìn)行軟件和操作系統(tǒng)的復(fù)雜配置。 我們通過F5與VMWARE共同配合實現(xiàn)的自動化擴(kuò)展方案來了解方案細(xì)節(jié)。 在這個架構(gòu)里,F(xiàn)5的負(fù)載均衡設(shè)備和VMWARE共同構(gòu)建了一個前端服務(wù)器,應(yīng)用服務(wù)器,文件存儲組成的三層架構(gòu)系統(tǒng)。前端服務(wù)器,應(yīng)用服務(wù)器都使用VMWARE實現(xiàn)了虛擬化,F(xiàn)5分別部署在服務(wù)器和文件存儲的前端對外發(fā)布資源。平時只有3臺前端服務(wù)器和3臺應(yīng)用服務(wù)器對外提供服務(wù)。 當(dāng)用戶訪問量增大時,6臺虛擬機(jī)已經(jīng)沒有辦法滿足用戶需求。此時F5作為表現(xiàn)層的設(shè)備,會把用戶訪問壓力狀況通知給管理軟件VCENTER,VCENTER會根據(jù)F5反映的壓力狀況對虛擬服務(wù)器資源作調(diào)整,再開啟6臺虛擬機(jī),并把新增的6臺虛擬機(jī)的ip,端口等信息反饋給F5。F5再把這些新添加的虛擬機(jī)部署到對外發(fā)布的服務(wù)器組里去,此時就有12臺虛擬機(jī)對外提供服務(wù),整個系統(tǒng)的服務(wù)能力就增加了。系統(tǒng)由原來的6臺虛擬機(jī)變成現(xiàn)在的12臺虛擬機(jī),整個的過程是完全自動化的。 同樣,當(dāng)用戶訪問量減少的時候,F(xiàn)5會把壓力狀況通知VCENTRE,VCENTER就會關(guān)閉一定數(shù)量的虛擬機(jī),并通知F5在對外發(fā)布的服務(wù)器組中去掉這些關(guān)閉的虛擬機(jī)。系統(tǒng)就由12臺虛擬機(jī)又變成了6臺虛擬機(jī)對外服務(wù),整個系統(tǒng)的服務(wù)能力就降低了。 通過這個案例可以看出,整個系統(tǒng)的服務(wù)能力可以自動化的隨著用戶訪問壓力的大小而調(diào)整,無需任何人工干預(yù),真正實現(xiàn)了資源的自動化彈性擴(kuò)展。 通過解決以上3個問題,傳統(tǒng)的,固化的數(shù)據(jù)中心也就轉(zhuǎn)變成了靈活,動態(tài)的云數(shù)據(jù)中心。 3.2 云數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)向云計算 在企業(yè)建設(shè)或轉(zhuǎn)換了各個云數(shù)據(jù)中心后,接下來就需要將多個云數(shù)據(jù)中心聚合到一起,形成多數(shù)據(jù)中心的云計算平臺。在這里一般需要解決4個問題:1.用戶的調(diào)度。2.數(shù)據(jù)中心間的帶寬瓶頸。3.數(shù)據(jù)中心的高可用性。4.數(shù)據(jù)中心的自動化彈性擴(kuò)展和資源的自動遷移。 用戶的調(diào)度 在多數(shù)據(jù)中心的情況下,某個用戶應(yīng)該訪問哪個數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)才是最優(yōu)的呢? 只有用戶訪問了最優(yōu)的數(shù)據(jù)中心資源,才能提升用戶體驗,并提升整個云計算平臺的資源利用率。 從下圖我們以某個業(yè)務(wù)為例,來看F5如何幫助企業(yè)解決用戶調(diào)度問題。
在每個數(shù)據(jù)中心里部署F5的GTM和LTM設(shè)備。LTM對服務(wù)器提供負(fù)載均衡并對外發(fā)布服務(wù)ip地址。GTM提供對業(yè)務(wù)域名www.abc.com的解析服務(wù),定義域名對應(yīng)每個數(shù)據(jù)中心里的LTM上的業(yè)務(wù)ip地址。 1.最終用戶要訪問業(yè)務(wù),發(fā)起對www.abc.com的dns解析請求。經(jīng)過一系列dns重定向,client將dns請求發(fā)送到GTM1,查詢www.abc.com對應(yīng)的ip地址。 通過這種方式,用戶的數(shù)據(jù)請求被定位到了速度最快的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理,從而提升了用戶體驗,并充分利用了云平臺里的多中心資源。 數(shù)據(jù)中心間的帶寬瓶頸 眾所周知,在云計算的環(huán)境下,各數(shù)據(jù)中心間的數(shù)據(jù)傳輸量極為龐大。其中包括數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)復(fù)制,虛機(jī)的遷移,應(yīng)用系統(tǒng)的image備份等。這些龐大的數(shù)據(jù)傳輸都會對固網(wǎng)資源產(chǎn)生很大的壓力,帶寬成本也會激增。 F5可以通過在每個數(shù)據(jù)中心里部署WOM設(shè)備來加速數(shù)據(jù)中心間廣域網(wǎng)的傳輸速度。在每對WOM設(shè)備間都會建立起廣域網(wǎng)加速通道,在通道內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以通過重復(fù)數(shù)據(jù)刪除,壓縮,TCP協(xié)議優(yōu)化,7層QOS等技術(shù)來得到3-5倍的速度提升。 數(shù)據(jù)中心的高可用性 容災(zāi)是多數(shù)據(jù)中心環(huán)境下必須考慮的問題,穩(wěn)定可靠的容災(zāi)技術(shù)可以解決數(shù)據(jù)中心的安全性和高可用性,保證在數(shù)據(jù)中心遭受災(zāi)難時可以有災(zāi)備中心繼續(xù)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù),使各種業(yè)務(wù)應(yīng)用保持正常運轉(zhuǎn)。但容災(zāi)方案需要解決多方面問題,包括數(shù)據(jù)庫復(fù)制,應(yīng)用復(fù)制等一系列準(zhǔn)備工作,而上文提到的廣域網(wǎng)加速也為這些數(shù)據(jù)中心間的數(shù)據(jù)傳輸提供了方便之門,在企業(yè)準(zhǔn)備好了數(shù)據(jù)級容災(zāi)后,F(xiàn)5可以為企業(yè)提供成熟可靠的業(yè)務(wù)級容災(zāi)方案。而且該方案與用戶調(diào)度完美的結(jié)合到一起。 業(yè)務(wù)對外發(fā)布的域名為www.abc.com。業(yè)務(wù)主要部署在兩個數(shù)據(jù)中心,分別是IDC1和 IDC2。 訪問流程如下: 1.用戶向全局表現(xiàn)層的F5 GTM設(shè)備發(fā)送dns解析請求,查詢www.abc.com的ip地址。 通過這種方式,F(xiàn)5保證了數(shù)據(jù)中心的高可用性。
自動化彈性擴(kuò)展 數(shù)據(jù)中心的自動化彈性擴(kuò)展包括兩個方面。1.在某個數(shù)據(jù)中心自身的資源無法滿足用戶訪問的情況下,全局表現(xiàn)層可以通知全局管理系統(tǒng),將其它數(shù)據(jù)中心的資源加入進(jìn)來,以滿足用戶訪問需求。2.當(dāng)某個數(shù)據(jù)中心的資源不適合為用戶提供服務(wù)時,例如南中心資源不適合為大量的北方用戶提供流媒體服務(wù)。這時,全局表現(xiàn)層可以通知全局管理系統(tǒng),自動將南中心的虛擬資源遷移到北中心來為用戶提供服務(wù),從而實現(xiàn)資源的自動化遷移。 其具體流程如下: 1.數(shù)據(jù)中心自動擴(kuò)展 在這個架構(gòu)里,F(xiàn)5的GTM與LTM設(shè)備和VMWARE共同構(gòu)建了多數(shù)據(jù)中心的環(huán)境。 當(dāng)用戶訪問量增大時,一個數(shù)據(jù)中心已經(jīng)沒有辦法滿足用戶需求。此時F5 GTM作為全局表現(xiàn)層的設(shè)備,會把用戶訪問壓力狀況通知給管理軟件VCENTER,VCENTER會根據(jù)F5反映的壓力狀況對虛擬服務(wù)器資源作調(diào)整,將其它數(shù)據(jù)中心的更多的虛擬機(jī)ip地址和端口等信息反饋給F5。F5 GTM再把這些虛擬機(jī)部署到對外發(fā)布的域名里去,這樣整個系統(tǒng)的服務(wù)能力就增加了,而且整個的過程是完全自動化的。 通過這個案例可以看出,整個系統(tǒng)的服務(wù)能力可以自動化的隨著用戶訪問壓力的大小而調(diào)整,無需任何人工干預(yù),真正實現(xiàn)了資源的自動化彈性擴(kuò)展。 2.數(shù)據(jù)中心間資源自動遷移 在這個案例里,企業(yè)有兩個數(shù)據(jù)中心,原來的業(yè)務(wù)都通過vmware部署在site A,虛擬機(jī)通過F5 LTM提供應(yīng)用交付,通過GTM對外發(fā)布域名。現(xiàn)在企業(yè)希望將業(yè)務(wù)自動遷移到site B,F(xiàn)5與vmware共同配合完成了這個壯舉。 1.site A和site B內(nèi)的LTM/WOM建立起廣域網(wǎng)加速通道iSession。 通過這種方式,F(xiàn)5與vmware共同配合實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心間的虛擬資源自動化遷移。 通過解決以上4個問題,企業(yè)逐步將多個云數(shù)據(jù)中心聯(lián)系到一起,最終部署成為多數(shù)據(jù)中心的整體云平臺。 總結(jié) 如果把云計算比作一間房子,F(xiàn)5就恰如房子的大門,可以智能,靈活,安全的把用戶引導(dǎo)進(jìn)云計算的廣闊空間里。F5憑借靈活開放的系統(tǒng)架構(gòu)和在應(yīng)用交付領(lǐng)域里的多年成功經(jīng)驗,與眾多云領(lǐng)域的友商配合,共同幫助企業(yè)建立起云計算的高樓大廈。 本文出自:億恩科技【www.yaz797.com】 服務(wù)器租用/服務(wù)器托管中國五強(qiáng)!虛擬主機(jī)域名注冊頂級提供商!15年品質(zhì)保障!--億恩科技[ENKJ.COM] |