政务云构建超融合架构
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摘 要：探讨了政务数据中心的资源整合需求，介绍了政务云平台和虚拟化应用，探讨了超融合架构的特点，并提出新架构思路及掌握规划。
一、数据中心资源整合需求
政务数据中心建设过程中，需要根据业务的需要和申请的预算，为当前的任务需求招标采购服务器，网络和存储设备。由于每次中标的厂商可能都不同，长时间积累下来，政务数据中心内积累了大量不同的服务器，存储以及网络设备。很多新应用没有对各类硬件资源进行统一规划，机房的硬件设施在采购时很难做到统一标准规划，网络拓扑结构日益复杂。
不同业务应用划归使用不同的服务器、网络和存储，数据在数据中心内部形成了信息孤岛，不同厂家的设备也难以统一管理。当需要临时迅速启动一个高并发业务应用时，单一服务器往往力有未逮，尽管部分服务器硬件闲置率较高，却难以从原有配置中获得足够的服务器，网络和存储资源。容灾需求，很多政务部门的数据关系民生，不容有失，远程容灾刻不容缓，数据和应用的迁移和管理也是一项巨大的挑战。
二、政务云应用
云计算是推动信息技术能力实现按需供给、促进信息技术和数据资源充分利用的全新业态，是信息化发展的重大变革和必然趋势。政务云与大数据挖掘分析能充分发挥对数据资源的集聚作用，实现数据资源的融合共享，推动大数据挖掘、分析、应用和服务，能推动政府部门间数据共享，并提升社会管理和公共服务能力。
大数据的落地支撑是云平台。而云平台的构建则依赖于分布式计算、虚拟化以及海量存储系统的支持。虚拟化将多种硬件整合，为上层应用提供统一的硬件访问接口，海量存储系统则为各类数据的基础存储提供了性能保障。分布式计算集群则令计算性能的扩展成为可能。
政务系统的各类业务应用也开始逐步往虚拟化平台迁移，利用软硬件虚拟化技术，来降低管理难度，快速提供应急服务。服务器虚拟化只是云计算的一个组成部分，仅仅只有服务器虚拟化还不是云计算。还需要更多的组成部分，即使组建一个小规模的数据中心，也需要整合不同厂家的虚拟化软件，服务器、网络和存储，还需要整合不同的专业技术服务团队才能完成工作，甚至于出现问题会出现不同的维护部门间相互推诿。整个数据中心依然面临存储性能不够，存储费用昂贵，系统管理分散等一系列问题。
云计算数据中心应该是虚拟化计算和存储融合的数据中心，需要一个能整合所有服务器，存储，网络资源的虚拟化融合栈架构。由业务敏捷性驱动的业务需求已经从单一的计算能力、网络和存储架构往虚拟化和工作负载管理方向迁移。近年来，存储系统的容量和性能出现严重背离。盘数的大幅减少也就导致了系统能处理的随机IO数量大幅下降，导致资源间的严重不匹配。会出现容量和能耗达标，但是性能指标却严重不足的情况。在当前的实际应用中，存储空间已经不再是单一权重指标，面对大量的实时在线用户访问需求和日益增长的大数据分析处理需求，都对存储系统的随机IO处理能力提出了更大的挑战。
后端存储性能的短板在很大程度上限制了前端服务器对数据库、虚拟化、业务系统等的整体性能。在虚拟化及云计算技术大规模应用于数据中心的过程中，存储性能无疑是核心应用是否虚拟化、云化的关键指标之一。传统的做法是升级存储设备，但这没解决根本问题，性能和容量不能兼顾，并且解决不好设备利旧问题。因此，迫切需要一种大规模分布式存储管理软件，能充分利用已有硬件资源，在可控成本范围内提供最佳的存储性能，并能根据业务需求变化，从容量和性能两方面同时快速横向扩展。
超融合是一种新的构建数据中心的方式，通过这种方式构建数据中心能控制建设成本，提升横向扩展性，同时拥有良好的性能，可靠性和可用性。超融合架构将计算和存储资源整合至单一x86服务器上，并部署为可扩展集群形式。通过虚拟化方式，这些计算能力、存储和网络软件松开了原先与底层架构紧耦合的联系，取而代之地以各种软件定义的形式运行在了标准的x86服务器上。于是更多的工作负载运行在了虚拟架构上。超融合是SDDC-Software defined data center的实体化，依靠虚拟化技术实现了硬件资源的更新、扩充和管理。
超融合基础设施有以下显著优点：数据有效提高，架构可伸缩扩展，虚拟机集中管理，数据保护机制完善，虚拟机可移动性。超融合架构将传统的计算存储融合架构用于虚拟化环境中，组成计算存储合二为一的数据中心架构。将服务器与后端存储设备整合至同一设备上，简化IP，FC-SAN网络。这种系统构建方式可提供一个本地化单一资源池解决方式，有助于简化管理，加快硬件系统的部署上线。
将所需功能固化至单一基础设施堆栈上，X86弹性资源池将过去孤立存在的传统硬件堆栈服务层融合为一体，集成了更多新兴的功能需求，如：自动数据复制、备份，高速SSD阵列，高速SSD缓存阵列，应用复制，数据压缩重复数据删除等。弹性多副本，一份数据有多个副本，同时分布于不同的服务器上，即使有部分服务器出现故障、宕机或者下线，也不影响数据的可用性。自动监控数据副本的状态，可设定相关的副本阀值，如因为出现故障导致数据的可用副本数低于此设定的临界值时，将会自动触发对该数据副本的新建功能，确保数据的可靠性。可提供多种级别如文件系统，块设备，对象的数据访问接口，实现智能分层存储。可实现智能数据块校验，防止数据的突然损坏，确保数据完整性和有效性。
四、超融合架构应用展望
超融合架构可保障当前和将来的业务需求，实现硬件资源的弹性扩展，充分保护已有的硬件设备投资，通过软件更新即可完成硬件平台对新功能的支持，基于X86架构的硬件，更可降低整体构建成本。有助于政务数据中心向云平台的平滑过渡升级，利于政务应用的快速化服务实施。