【摘要】如果放在 5 年以前，各大企業(yè)的信息中心在上云之前難免需要開幾次專家討論會(huì)，然后再繞請(qǐng)為數(shù)不多的幾個(gè)主流云計(jì)算廠商做 POC 測(cè)試，無(wú)論是云計(jì)算技術(shù)還是大家對(duì)云計(jì)算的理解都不夠成熟。而現(xiàn)在，云計(jì)算模式已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)眾多行業(yè)的 IT 架構(gòu)首選解決方案，云計(jì)算技術(shù)得到大規(guī)模應(yīng)用。如今，云模式下的計(jì)算架構(gòu)和管理平臺(tái)又將向什么方向演進(jìn)？
【作者】劉東，目前在東軟集團(tuán)股份有限公司擔(dān)任首席技術(shù)顧問，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)中心IT系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，云計(jì)算中心IAAS層架構(gòu)設(shè)計(jì)，容災(zāi)解決方案體系建設(shè)；具有10年以上技術(shù)支持和系統(tǒng)集成工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)金融、醫(yī)療、能源和政府等行業(yè)的解決方案有獨(dú)特的見解。
一、云計(jì)算模式已成為 IT 基礎(chǔ)建設(shè)主要計(jì)算架構(gòu)
近年來(lái)云計(jì)算模式已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)眾多行業(yè)的 IT 架構(gòu)首選解決方案。云模式下的計(jì)算架構(gòu)可以提供便捷和按需的資源，已經(jīng)成為當(dāng)前各大行業(yè) IT 架構(gòu)建設(shè)的主流形態(tài)，很多新建系統(tǒng)都是使用云模式進(jìn)行構(gòu)建，同時(shí)還有大量的現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不斷向云計(jì)算環(huán)境進(jìn)行遷移。
在云計(jì)算環(huán)境中，服務(wù)器虛擬化是基本的云計(jì)算技術(shù)之一。在云計(jì)算早期，以 VMware 為代表的虛擬化軟件廠商開始引領(lǐng)數(shù)據(jù)中心由物理數(shù)據(jù)中心向虛擬化數(shù)據(jù)中心進(jìn)行轉(zhuǎn)變。服務(wù)器虛擬化技術(shù)有效控制了數(shù)據(jù)中心內(nèi)服務(wù)器數(shù)量和規(guī)模的增長(zhǎng)，提高了服務(wù)器的利用效率。同時(shí)，虛擬化系統(tǒng)所具備的 HA 、 FT 、 VADP 、 SRM 、 vMotion 等特性極大的提高了數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的可靠性。特別在主動(dòng)運(yùn)維、災(zāi)備建設(shè)和故障切換等方面對(duì)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)連續(xù)性是一種質(zhì)的飛躍。云計(jì)算技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用使得 IT 架構(gòu)系統(tǒng)的部署呈現(xiàn)物理機(jī)的架構(gòu)向虛擬計(jì)算 + 云管理的架構(gòu)不斷演進(jìn)。
二、云計(jì)算的形式由私有云向公有云和混合云轉(zhuǎn)變
基于虛擬化的云計(jì)算技術(shù)雖然有效降低了硬件采購(gòu)成本，提升了運(yùn)維效率，緩解了 IT 建設(shè)面臨的諸多壓力。但是，新的架構(gòu)又帶來(lái)了管理上的問題。早期由于云計(jì)算技術(shù)不成熟，各大企業(yè)的 CIO 也都是摸著石頭過河，不知道選擇哪個(gè)廠商的云產(chǎn)品比較好。如果選對(duì)了適合自己的還好，如果選錯(cuò)了，難免會(huì)增加管理上的復(fù)雜性。因?yàn)楫?dāng)時(shí)缺乏管理的手段和策略，云計(jì)算也沒有什么標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)廠商的云計(jì)算產(chǎn)品又互相不兼容，出現(xiàn)了在一個(gè)數(shù)據(jù)中心同時(shí)存在多朵云的問題。我最多的時(shí)候曾經(jīng)見過一個(gè)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心同時(shí)存在五朵云，每次招標(biāo)都選用了不同的計(jì)算路線，包括 VMware 、 ZEN 、 KVM 、華為和 PowerVM 等，每個(gè)技術(shù)路線使用一套云管理平臺(tái)，不同的業(yè)務(wù)使用不同的云管理平臺(tái)進(jìn)行管控和調(diào)度。最后也沒有選擇和保留一個(gè)技術(shù)路線長(zhǎng)期發(fā)展。這種多云并存的 IT 架構(gòu)相比傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，管理和運(yùn)維的復(fù)雜度不僅沒有降低，反而增加了困難的使用度，是一種典型的為了云而上云的架構(gòu)。
為了解決這類問題，以阿里云、騰訊云、百度云和華為云等公有云的出現(xiàn)，解決了企業(yè)上云的困惑。公有云提供各種云服務(wù)，不需要企業(yè)自己建，只需要注冊(cè)一個(gè)賬號(hào)，然后付費(fèi)使用計(jì)算資源即可，可以更好滿足企業(yè)信息化的需要。這時(shí)公有云成為了主要的發(fā)展方向，各大企業(yè)不斷將自己的業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)由本地?cái)?shù)據(jù)中心遷移至公有云數(shù)據(jù)中心，將業(yè)務(wù)全部放在了公有云上，不但不需要企業(yè)自身建設(shè)和維護(hù)，每年按需付費(fèi)的形式還極大的降低了資金壓力。
可是正當(dāng)各大公有云大力發(fā)展業(yè)務(wù)，搶奪客戶的時(shí)候，由于擴(kuò)張過快，出現(xiàn)了各種安全問題。宣稱 99.9999% 可靠性的計(jì)算主機(jī)不斷停機(jī)，用戶數(shù)據(jù)被泄露，甚至出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失無(wú)法恢復(fù)的情況。在這種情況下，各大企業(yè)的 CIO 又趕緊將數(shù)據(jù)遷移回私有云，而且有的行業(yè)緊急發(fā)布公告，嚴(yán)禁將敏感信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)放在公有云上（例如醫(yī)院患者醫(yī)療數(shù)據(jù)）。
公有云畢竟有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，雖然有些安全問題，但是對(duì)安全性要求低，并發(fā)和負(fù)載要求高的業(yè)務(wù)，放在公有云上其實(shí)是最合適不過的。這時(shí)，混合云這種形式被廣泛的采用，它是將私有云和公有云和進(jìn)行混合和匹配，以獲得最佳的組合的一種計(jì)算模式。例如 12306 購(gòu)票網(wǎng)站，原來(lái)是純私有云的架構(gòu)，但是無(wú)法滿足春運(yùn)購(gòu)票這種高并發(fā)的請(qǐng)求，需要公有云強(qiáng)大的分布式計(jì)算能力才能實(shí)現(xiàn)。但是在實(shí)際購(gòu)票付費(fèi)過程中，又涉及購(gòu)票人身份信息等關(guān)鍵和敏感數(shù)據(jù)。為了應(yīng)對(duì)這種需求， 12306 就將余票查詢服務(wù)放在公有云上，而實(shí)際購(gòu)票交易服務(wù)放在私有云上，完美的解決了這個(gè)問題。唯一的缺點(diǎn)是實(shí)際剩余票數(shù)不會(huì)實(shí)時(shí)同步到查詢服務(wù)的公有云上，為了減輕系統(tǒng)壓力，采用的是定期數(shù)據(jù)同步的方式，這就是為什么有時(shí)候看到有余票而又買不到的原因。
混合云是公有云和私有云的結(jié)合，如果同時(shí)使用公有云和私有云，難免會(huì)帶來(lái)管理上的問題。在沒有統(tǒng)一的多云管理平臺(tái)之前，這是一個(gè)和私有云多云管理一樣的難題?？墒窃朴?jì)算發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)了不少混合云管理平臺(tái)產(chǎn)品，而且也可以解決私有云的多云管理平臺(tái)，包括統(tǒng)一管控、統(tǒng)一的虛擬機(jī)調(diào)度和管理和統(tǒng)一的用戶管理等多種問題。
隨著混合云市場(chǎng)的發(fā)展，出現(xiàn)更多的細(xì)分市場(chǎng)。因?yàn)榛旌显凭邆洚吘剐枰獙⒁徊糠謹(jǐn)?shù)據(jù)放在公有云上，對(duì)于一些特定的行業(yè)，還是需要更安全的數(shù)據(jù)保護(hù)。在 BAT 提供的公有云服務(wù)難以滿足行業(yè)需求的情況，一些行業(yè)云和政務(wù)云就應(yīng)運(yùn)而生。行業(yè)云和政務(wù)云提供公有云服務(wù)，但是同時(shí)具備行業(yè)監(jiān)管屬性，更適合特定行業(yè)的用戶將業(yè)務(wù)放在上面，既得到了公有云的服務(wù)，安全又有保障。在數(shù)據(jù)安全、建設(shè)成本和資源利用上都有一定的保證。而且對(duì)于政府部門和行業(yè)協(xié)會(huì)來(lái)說(shuō)，還可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)管，避免重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)，特別是在國(guó)家提倡綠色數(shù)據(jù)中心的前提下，可以更有效的節(jié)能減排，是未來(lái)云模式的主要發(fā)展方向。
三、云計(jì)算的計(jì)算架構(gòu)由閉源向開源演進(jìn)
如果放在 5 年以前，各大企業(yè)的信息中心在上云之前難免需要開幾次專家討論會(huì)，然后再繞請(qǐng)為數(shù)不多的幾個(gè)主流云計(jì)算廠商做 POC 測(cè)試，而且還是以國(guó)外廠商為主，國(guó)內(nèi)廠商由于技術(shù)成熟度的原因，基本不在考慮范圍之內(nèi)，然后內(nèi)部再經(jīng)過數(shù)次討論才能下結(jié)論。最終的結(jié)果是寧可多花錢買國(guó)外大廠產(chǎn)品，也不愿選擇國(guó)內(nèi)廠商云計(jì)算產(chǎn)品，因?yàn)楫?dāng)時(shí)云計(jì)算技術(shù)確實(shí)不成熟。
而且由于各大企業(yè)自身技術(shù)能力和技術(shù)資源儲(chǔ)備和投入的原因，開源產(chǎn)品基本不在生產(chǎn)系統(tǒng)的選擇之列，閉源產(chǎn)品再貴也會(huì)掏錢購(gòu)買，因?yàn)橛袑I(yè)的質(zhì)保和服務(wù)團(tuán)隊(duì)，開源的產(chǎn)品，甚至包括基于開源產(chǎn)品封裝并提供技術(shù)服務(wù)的產(chǎn)品也基本不在考慮的范圍之內(nèi)。
以現(xiàn)在的云計(jì)算能力普及程度，想必大家都知道云模式的三層架構(gòu)（ IaaS 、 PaaS 、 SaaS ）。IaaS 層的閉源產(chǎn)品以 VMware 為代表， PaaS 層的閉源產(chǎn)品當(dāng)年以 AWS 的 Elastic Beanstalk 和 VMware 的 Cloud Foundry 的為主， SaaS 層主要提供服務(wù)，各個(gè)企業(yè)的需求不一樣，以前的 SaaS 大多是一些 CRM 、 OA 類的產(chǎn)品，不如現(xiàn)在云計(jì)算市場(chǎng)提供的 SaaS 服務(wù)豐富。
如上圖所示，是一個(gè)典型的云模式的計(jì)算架構(gòu)圖。IaaS 層主要包括服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全等物理基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)成數(shù)據(jù)中心資源池的基礎(chǔ)設(shè)施。
資源池現(xiàn)在已經(jīng)細(xì)分為 IaaS 基礎(chǔ)資源、 DaaS 數(shù)據(jù)資源和 PaaS 資源。而且已經(jīng)不再局限于閉源產(chǎn)品。KVM 、 Docker 、 Mysql 、 Redis 等開源產(chǎn)品已經(jīng)成為了云模式必不可少的一部分，現(xiàn)在的云計(jì)算中心，如果缺少了這些開源產(chǎn)品，恐怕云架構(gòu)可能已經(jīng)組建不起來(lái)了，或者說(shuō)是不完整和不完美的。現(xiàn)在的云模式更多的閉源產(chǎn)品和開源產(chǎn)品混合使用的架構(gòu)，傳統(tǒng)閉源產(chǎn)品有些還是不可或缺的，只是需要更好的被組合和管理起來(lái)。
四、云計(jì)算管理平臺(tái)由封閉走向開放
云計(jì)算管理平臺(tái)在興起之初，一直是采用封閉式的技術(shù)路線。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的云計(jì)算技術(shù)掌握在為數(shù)不多的廠商手中。而且，封閉式的技術(shù)路線有統(tǒng)一的解決方案和廠商技術(shù)支持，應(yīng)用于企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境也更加的安全和可靠?？墒请S著計(jì)算架構(gòu)的發(fā)展，越來(lái)越多的用戶感覺到云計(jì)算路線來(lái)自于單一廠商，用戶容易被廠商鎖定，后期升級(jí)和維護(hù)的開支越來(lái)越大，任由廠商宰割。而且一旦引入其他廠商產(chǎn)品，兼容性幾乎無(wú)法適應(yīng)，二次開發(fā)幾乎不可能。所以，開放式的云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)越來(lái)越受到歡迎。
前幾年遇到過一個(gè)項(xiàng)目，客戶特別喜歡一個(gè)云廠商的平臺(tái)產(chǎn)品，項(xiàng)目一期就是用的這個(gè)廠商的產(chǎn)品，二期擴(kuò)容希望繼續(xù)延用。不過由于擴(kuò)容成本太高，廠商又不愿意降價(jià)，一直沒有談下來(lái)。為了不繼續(xù)被廠商綁定，在招標(biāo)文件中增加了一個(gè)中標(biāo)后要求向招標(biāo)方進(jìn)行軟件開源的條款。結(jié)果可想而知，最終選擇了一個(gè)開放平臺(tái)的廠商產(chǎn)品。雖然一開始轉(zhuǎn)換平臺(tái)遇到了一些小波折，但是用到現(xiàn)在云架構(gòu)建設(shè)的很完善，如果當(dāng)年繼續(xù)選擇原產(chǎn)品擴(kuò)容的技術(shù)路線，可能現(xiàn)在云平臺(tái)要全部推倒重來(lái)了，因?yàn)楝F(xiàn)在不擁抱開放的云平臺(tái)，技術(shù)路線只會(huì)越來(lái)越窄。
當(dāng)然，對(duì)于開放式和封閉式云計(jì)算平臺(tái)的選擇，業(yè)內(nèi)一直沒有停止過爭(zhēng)論，畢竟某一個(gè)用戶云計(jì)算體驗(yàn)并不能代表所有的用戶。對(duì)于那些自身技術(shù)能力不強(qiáng)，企業(yè)規(guī)模小，嚴(yán)重依賴服務(wù)外包的用戶來(lái)講，封閉式的平臺(tái)可能是更好的一個(gè)選擇。
但是，不可否認(rèn)的是，云平臺(tái)提供良好的第三方開放支持，不綁定特定的上層應(yīng)用，可以支持業(yè)界主流的虛擬化平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源，已經(jīng)是一個(gè)必然的趨勢(shì)。因?yàn)樵絹?lái)越多的“好用的”云計(jì)算軟件產(chǎn)品都來(lái)自開源開放的平臺(tái)產(chǎn)品，封閉式的平臺(tái)生態(tài)只會(huì)越做越小。試想一下，如果你的云平臺(tái)不提供任何的 API 接口，甚至不支持 SOAP 和 REST 協(xié)議，可能連基本的 Web 服務(wù)都提供不了。
開放式的云平臺(tái)可以讓計(jì)算架構(gòu)和廠商產(chǎn)品解耦，充分利用云計(jì)算資源，避免對(duì)某些特定產(chǎn)品的強(qiáng)依賴，避免廠商鎖定，可以隨時(shí)切換供應(yīng)商。這種開放式的計(jì)算架構(gòu)正隨著開放云計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的逐步演進(jìn)而不斷完善，但是不管演進(jìn)的結(jié)果如何，最終得到技術(shù)受益的都是我們廣大的用戶。
