虚拟化正向面向服务的基础设施过渡

虚拟化正在日益成为一个重要的概念，不仅对于IT人员是如此，而且对于首席信息官和业务经理也是如此。“新经济”对虚拟化需求做出的贡献包括很多方面，如分布在全球各地的员工用户希望更多地控制自己何时和如何工作，以及越来越多地强调服务、全球竞争和“无边界企业”的概念。在无边界的企业中，员工、客户和合作伙伴共享大量的信息和商务流程。另一个贡献因素是IT复杂性。这包括电源和冷却限制、资产利用率低、人工配制、内部和外部安全以及基于网络的应用程序等。

　　要解决这些不断扩大的变化，IT基础设施需要从一个提供基本连接的“随意架构”发展成为一个在灵活、有弹性和自适应的架构中增加堡垒式屏障的竖井式的部门，通过集成的团队和整个企业范围协作的服务级协议提供服务的编排。然后，IT将成为一个提供改善企业的服务的业务部门，而不是一个耗费开支的企业负担。

　　要发展成为一个面向服务的基础设施，虚拟化仅仅是朝着实现全自动化和基于政策的自适应的基础设施方向发展的多阶段旅程的一部分。机构一般都首先进行某种水平的存储整合、数据中心整合、服务器标准化和分支机构整合。所有这些整合能够直接改善资产的利用率和效率。虚拟化已经超过了早期应用阶段，特别是在服务器虚拟化方面。企业正在开始把监视程序应用于生产系统，并且试验使用这种技术把应用程序透明地从一个物理环境转移到另一个物理环境的方法。据市场研究公司Gartner称，在接受2007年IT基础设施调查的企业中，有一半企业的基础设施整合工作进行得很好。IDC进行的调查显示，虚拟化在未来几年将成为一个主流的技术。

　　同时，企业正在认识到需要更高级的工具和流程来保证虚拟化技术能够在日益复杂的生产环境中实施。虽然虚拟化能够带来许多好处，但是，虚拟化也给IT人员带来了新的操作难题。服务编排解决方案解决了一些与维护单独的物理的和虚拟化运行领域有关的难题，同时还方便了向更自动化的面向服务的基础设施(图1)发展的进程。

图１

　　虚拟化：之前和之后

　　让我们考察一下一个典型的企业在实施虚拟化之前的状况。这个企业在这里的选择是要共享一切或者什么都没有。如果只使用一个物理应用交换机，应用程序肯定要争夺资源，对一个应用程序做出的修改能够影响到其它应用程序。这个设备的设置过于复杂了。增加更多的物理交换机会产生应用程序隔离不充分的状况，导致设备运行缓慢、资源利用不充分和升级的复杂性等问题。

　　相反，采用虚拟化架构，提取和分区功能可让一个交换机提供多个虚拟的环境，为隔离的、安全的应用程序提供有保证的资源和基于任务的访问。这将显著减少配置的周期，运营开支和电源的需求。

　　我们可以把数据网络和互联网的进化与新的虚拟化的IT进行一下比较。在数据网络和广域网通讯的初期，这个问题是不同种类的“网络竖井”组成了完全不同的传输和操作系统。包括ATM、FDDI、Ethernet、Token Ring、AppleTalk、Banyan Vines、Novell Netware和DECnet在内的各种协议成本高、复杂并且很难升级。Internet 1.0协议能够在IP网络上传输信息，以标准的协议为全球通讯和共享信息提供了一个普遍的中立媒介。

　　同样，在企业内部，这个问题是存在不同种类的“基础设施竖井”，包括存储网络、应用程序、网络设备、服务器和互联技术。这些基础设施一般都分散在各个部门和不同的地点，成本高、复杂并且很难升级。这个解决方案是Internet 2.0，或者称作“infrastructure over IP”(IP网络上的基础设施)。Internet 2.0为协作、共享资源和降低成本提供一个普遍的中立媒介、标准的协议和内置的高级功能。

虚拟化的好处

　　伴随虚拟化的一个重要好处是减少了电源消耗。考虑一下一个典型的企业需要每秒10GB的负载平衡、每秒20GB的防火墙保护、10个虚拟环境和高可应用性。使用一个每小时耗电量为11千瓦的虚拟化的集成模块，这个企业的耗电量将减少85%，在三年的时间里能够节省9万多美元的运营开支。服务器机架的空间也能减少近30个机架占用的空间，从减少连接电缆线、端口消费和技术支持成本等方面也能节省许多开支。

　　配置也能得到极大的简化。要向现有的竖井技术设施中的一个Web农场增加一台服务器，需要多个部门采取的多个步骤和多种技能，如图2所示。由于协调的多个层面上都可能出现延迟，这个简单的扩展过程最多可用90天的时间。新服务的启用可能延长到180天以上。这种“串行工作流”的问题必须要消除以便流畅地进行新服务的配置。

                                                   
图2

　　使用虚拟服务模板和服务器、存储和网络设备的物理设备通过网络自动进行基础设施配置可完成以前由物理机构和人员做的一些步骤。见图3

图3

　　除了减少耗电量之外，通过网络实现的端对端的服务虚拟化还能在其它方面提供回报。其它的好处包括改善的利用率、拥有总成本、节省时间和灵活性。例如，让我们设想一下经历过25%的年增长率和效率提高20%的传统的数据中心。在应用的第二年，这个数据中心将达到耗电量和容量的极限，遭遇到资产利用率低和由于高运营开销产生的升级成本等问题，商业价值将下降。建立一个新的数据中心成本高达2.50亿美元，每年的运营开支将达2500万美元。

　　在应用虚拟化的时候会出现什么事情呢?使用思科在重新设计自己的数据中心时发现的指标，利用率提高到了60%，并且重新得到了丢失的容量。采用虚拟化技术，利用率显著提高，现有的数据中心的使用寿命能够延长4.5年。维护一个新的数据中心每年的成本是4000万美元。因此，在延长使用寿命的阶段可节省1.8亿美元。其它好处也是很明显的。这些好处包括推迟购买新的容量、改善的资产利用率、更节能和较低的拥有总成本。

分阶段实施

　　一个要向面向服务的网络基础设施过渡的企业采取分阶段实施的方法能够取得最大的成功。分阶段的方法能够逐步进行整合和虚拟化，最终实现自动化的目标。图4概要介绍了这个分阶段方法的关键要素。

图4

　　整合阶段：第一个进化的步骤是从孤立的资源岛屿和完全不同的网络开始，把这些计算和存储岛屿整合为企业范围的网络。一个方法是把数据中心资源整合到较少的物理位置。另一个方法是把存储资源整合为一个单一的存储局域网,使用虚拟的存储局域网(VSAN)把存储局域网岛屿整合为一个单一的结构，同时保证可升级性和安全。

　　虚拟化阶段：虚拟化允许使用不同的应用程序动态地分区、配置和分配计算、网络和存储资源。逻辑服务器分区、刀片式服务器部署和熟悉应用程序的负载均衡服务等都是这个阶段的一部分。存储资源将放在一个或者若干个共享的存储资源池。服务器处理器放在一个或者若干个共享的处理资源池。这种虚拟化改善了灵活性，让数据中心很容易跟上不断变化的商业环境。资源虚拟化要求得到智能网络的支持。智能网络熟悉应用程序并且能够对变化的应用程序做出反应，以便优化每一个应用程序的性能。内容交换和面向应用程序的网络是应用程序集成的例子。

　　自动化阶段：这个最后的阶段是灵活的服务自动化。灵活的服务自动化允许一个智能网络结构根据需要快速和自动地检测与回应应用程序变化的需求、配置过程以及存储和安全资源。自动的服务配置、自动的安全反应和自我修复系统是这个阶段的核心。实现这些流程的自动化不仅能加快企业对新的客户需求的反应，而且通过减少人工干预显著降低了拥有总成本，减少分配的处理和存储资源利用率不足的情况。通过减少复杂性和人类干预的需求，它还能提高可靠性。

　　面向服务的网络架构

　　把企业从一个老式的竖井式的基础设施转变为一个面向服务的基础设施的一个重要因素是使用一个架构式的框架指导这个实施。思科的面向服务的网络架构(SONA)是一个详细说明一套通用服务的框架。这些在网络中应用的通用的服务将消除以前介绍的资源与应用程序之间的鸿沟。这样，SONA将说明如何在企业建立一个智能的信息框架。

　　SONA包括三层：网络系统层、集成的网络服务层和应用层。

　　在底层，连接到网络的基础设施，也就是网络系统层，代表IT环境的资本基础设施，包括路由和交换基础设施、存储、服务器和设备。下面介绍的许多服务都是在这些设备上托管的，或者采用软件方式或者采用增加的刀片式服务器。在SONA框架中，有一套单独的架构、蓝图、配置指南以及适用于园区、数据中心和分支机构地点的案例研究。

　　集成的网络服务层利用连续数据保护、多协议信息路由、嵌入式服务质量、I/O虚拟化、服务器复杂均衡、SSL VPN、身份、位置以及基于IPv6的服务等技术优化应用程序与服务之间的通讯。这一层有三种类型的服务：

　　1.基础设施服务。基础设施服务是一种面向内部的服务，帮助消除早些时候介绍的资源鸿沟。这类服务包括安全、移动性、存储、语音以及协作、计算、身份和网络基础设施虚拟化服务。这些服务能够让机构优化其基础设施的效率，有利于把正确的资源分配给正确的商业流程和应用程序。许多服务中使用的一种通用技术是虚拟化。虚拟化有两个关键的功能：能够让许多资源看起来像一个资源(或者让一个资源看起来像许多资源);能够在一个逻辑的而不是物理的基础上处理资源。从历史上看，网络对于虚拟化一直是很重要的。现在，虚拟化正在从网络扩展到服务器和存储等其它IT资源。

　　2.应用程序服务是向上的服务，通过基于网络的服务实现应用程序整合、交付、升级和优化。这类服务包括两个主要的组件：面向应用程序的网络(AON)和应用程序交付。AON能够让网络采用应用程序的语言：

　　例如，采购订单等信息。这将让网络智能地发挥路由、转换、记录、通知或者验证商业级对象等功能。由于大多数应用程序在设计时都没有考虑到网络优化问题，在水平网络框架上增加应用程序交付服务能够实现端对端的交付、升级和应用程序数据优化以及控制整个企业、用户、供应商和合作伙伴的信息。

　　3.自适应管理服务包括三个组件：基础设施管理(自动管理设备集)、服务管理(管理集成的设备)和高级分析与决策支持。这些服务是通过连接到基础设施的其它部分的API(应用程序编程接口)实施的，使网络共享信息和控制IT基础设施所有的层的信息。

　　应用层分为两类：实现通讯和协作的协作应用程序；CRM(客户关系管理)、ERP(企业资源规划)和SCM(供应链管理)等商业应用程序。通过集成的服务层提供的通用服务，网络目前在实现这些应用程序及其相关的商务流程方面将发挥直接的和重要的作用。

　　最后，让我们看一下SONA是如何与面向服务的架构(SOA)相关联的。SOA是应用程序设计、集成和交付的一种方法，能够重复利用应用程序和显著减少集成成本。这是通过采用以商业服务为基础的模块实现的。这些商业服务采用松散耦合的商业逻辑，而不是采用目前占主导地位的单独的、紧密耦合的应用程序。SONA通过实现面向服务的基础设施使SOA更加完美。目前通过采用思科的SONA，机构能够从效率更高和更有效的IT基础设施中收获直接的好处。通过应用这些新的应用程序和资源服务，企业将为向SOA发展奠定基础。

　　结论

　　网络是实现虚拟化的唯一合格的IT资源，能够提供一个向面向服务的基础设施和SOA发展的可编程的应用途径。使用SONA框架，机构能够收获端对端的虚拟化和政策驱动的服务编排的好处。这种共享的服务结构能够实现灵活性和灵敏性，同时理顺资源和减少运营开支。