《VMware vSphere 6.0虚拟化架构实战指南》——1.2　软件定义数据中心介绍

本节书摘来自异步社区《VMware vSphere 6.0虚拟化架构实战指南》一书中的第1章，第1.2节，作者：何坤源著，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

1.2　软件定义数据中心介绍

软件定义数据中心（Software Defined Data Center，SDDC），从最直观的定义来看，就是虚拟化 、软件化数据中心的一切资源。

1.2.1　软件定义数据中心的概念
软件定义数据中心就是在各种底层硬件架构上面加载了一个虚拟的基础设施层。软件提供了让数据中心适配新形势和新应用所需的一切，管理了从存储到交换机 乃至安全等方方面面。虚拟化一切，底层硬件的任何变化都与上层应用无关，有了这个基础，可伸缩性和性能问题可以迎刃而解，包含有大量遗留资产的数据中心因此可以提高效率、降低成本、实现动态化。所以软件定义数据中心就是把数据中心所有的传统、物理、硬件的资源进行虚拟化、软件化。

VMware对其描述为：“一个统一的数据中心平台，提供了前所未有的自动化、灵活性和效率，并转变IT交付的方式。汇集和汇总计算、存储、网络、安全性等可用性服务，并交付软件，通过智能化的策略驱动的软件进行管理。”

软件定义数据中心将不再需要IT技术人员来操纵孤立的服务器，网络和存储硬件将响应供应请求。相反，配置自动进行定义的规则和框架，政策和服务水平协议（SLA），通过应用程序编程接口（API）调用自动化和业务流程引擎，并从一个集中的环境内配置适当的资源。

对于整个行业来说，软件定义数据中心已经有了几年的概念铺垫，接下来的几年是其开花结果并形成趋势的重要一年。相信有了之前的基础，软件定义数据中心必然会进行得风生水起 。

1.2.2　软件定义数据中心对基础设施的影响
由于动态分配资源增加，需要升级电源和冷却基础设施，以支持数据中心的可扩展性需求。而提高的电力和冷却能力可以使软件定义数据中心的愿景真正发挥重要作用。IT资源已被虚拟化为一个抽象层，而数据中心本身很少存在这样的抽象层。即使在一个建筑物管理系统（BMS）设施或数据中心基础设施管理（DCIM）系统中，电力和冷却设施往往不能达到软件定义数据中心的要求。

对于数据中心来说，设施设备在确保达到数据中心等级协议（SLA）上起到了至关重要的作用。因此，数据中心运营商在符合规划和配置的基础设施能力上，必须开发集成的、适应性强的电源和冷却解决方案。从理论上说，许多的虚拟机可以部署在抽象的虚拟层，但在任何数据中心的电力和冷却的供应量是有限的。因此，数据中心必须优化电源使用，经营者必须重新定义数据中心整合的关键接触点，并构建基础设施管理和监控系统等管理系统。

为了实现软件定义数据中心未来的承诺，需要增加软件定义的电力。如果产业对软件定义的电力能有一个共同的标准参考架构，并达成共识，这将对基于消费需求的数据中心提供适当的电力有所帮助，而不是根据以往的知识和经验，用最高峰值来规划和配置电源和冷却设施。

如今，超过一半的应用程序的宕机都是由电源问题引起的。因此，电力和冷却设施作为软件定义的元素的应用环境，必须提高可用性。而在任何一个数据中心里，其物理资源都有必要加强和改进。

1.2.3　硬件和软件供应商之间的竞争
近年来，数据中心的IT系统经历了一系列的动态变化。在定义系统上，硬件、软件和服务供应商之间一直存在着竞争。例如，华为、爱立信公司在电信行业的竞争是网络功能虚拟化（NFV），而SDN和开放流动是用来挑战思科企业网络优势。同样，SDS是针对EMC和其他大型企业的专有存储阵列。云服务商与数据中心外包商竞争，在构建系统时扮演了同样的角色。

值得注意的是，“标准”并不意味着“开放”。数据中心的软件可以运行在某种硬件上。比如VMware和Microsoft的虚拟化软件是专有的，IBM SVC和NetApp ONTAP存储也可以打开堆栈，开放流动和其他开源项目工作仍然正在进行中。所有的应用程序都应该在虚拟机中运行，这是错误的假设。控制平台和数据平台最好能分开。或者说每个人都希望有在任何时候弹性地做任何事情这样的系统设计。在大多数的数据中心，采取完全变换策略并不容易。例如，某公司采用思科的应用为中心的基础设施（ACI），那么该公司不得不购买大量的Nexus交换机以实现SDN，因为公司业务只能在这个系统上运行。

如果“软件定义”的方法被看作是硬件和软件供应商之间的斗争的一部分，那么可以说，在存储和网络领域中，VMware已经赢得x86服务器虚拟化，亚马逊网络服务赢得了IaaS。大多数数据中心的特点就是拥有大量的管理工具和基础设施的软件，而不是采用一个复杂的新结构，这就是事实。比如在码头和集装箱行业中涉及运动和距离方面的业务中，需要虚拟化x86机器的所有系统，以及IBM的沃森和little-endian的Linux服务器，惠普的机器等硬件，这个行业还需要应用程序接口（API）定义和发展目录定义的方法。

1.2.4　软件定义数据中心与云计算
“云”可以看作是应用的网络营销术语，或者是内部或外部客户通过Web形式的采购需求基础设施服务。相比之下，软件定义的数据中心是通过云服务可以提供最有效服务的机制。

软件定义数据中心的长期目标是将其转变成可以提供给最终用户/消费者的服务。目前，实现这一愿景是通过云计算模式如IaaS和平台即服务（PaaS）的最佳方式。采用软件定义数据中心技术，可以提高IT模型实现这一长期愿景的能力，就像云计算一样。

软件定义数据中心在核心硬件资产上超越传统的抽象层，创建一个包括云计算的简单工具包。软件定义数据中心可以让服务器和其他硬件关闭，或使其运行在低功率水平上，这可能对设备用电产生有利的影响。一些专家认为，采用软件定义数据中心可以更安全地选择云。软件定义数据中心为企业提供自己的私有云，让它们在托管数据时有更多的控制权。

软件定义数据中心可以通过软件的规则和限制，将那些符合行业标准的复杂硬件动态地分离出来，成为一个资源池。其汇集云计算基础设施的关键特点如下所述。

1．标准化
标准化硬件创建资源池的效率。创建基于标准化的硬件环境，在数据中心的动态范围内消除不必要的复杂性。

2．整体化
整个数据中心通过云基础设施的设计，采用最优化的方式支持所有的工作负载。

3．适应性
云基础架构必须是动态的，它具备能够适应变化的资源负载的能力。这种适应性是自动化的，根据应用程序的运行要求，实现基于定义的配置。

4．自动化
自动化是云基础设施的质量标志。当使用软件定义的数据中心空间时，该框架必须具有内置的智能功能，消除复杂性，以及创建弹性计算，而无需工作人员的直接指导。

5．弹性
软件定义数据中心以其自动化和适应性必须能够弥补硬件和软件故障。网络应该自动应对可能出现的问题，并确保最高级别的可用性。

1.2.5　转型中的传统数据中心架构
服务器虚拟化大大提高了数据中心的运营能力，性能上得到了显着的提高，提高了效率和成本效益，使IT部门和计算资源池得到了巩固。许多组织机构正在寻求虚拟化扩展到网络和存储资源。

通过采用抽象层，整个数据中心基础架构实现了智能化和集中管理，组织机构能够有效地组织资源设计软件，定义硬件组件，并自动化改造其数据中心。为了充分利用这些能力，企业必须采取战略，旨在建立软件定义的数据中心（软件定义数据中心）。

实现软件定义数据中心的好处是很多的。服务器池化，减少存储和网络硬件和专业组件。现有的硬件更容易维护。最重要的是，软件定义数据中心可以自动化、有策略地实现数据中心资源配置和管理。

程序接口使基于明确规则和策略资源的应用需求资源成为可能，从而构建一个充分利用底层硬件，更加敏捷、灵活、安全，以及高性能的数据中心。

应该指出的是，简单的虚拟化数据中心并不是软件定义的数据中心。软件定义数据中心主要目标之一是支持软件定义的云计算数据中心。例如亚马逊、谷歌和微软等供应商基于云计算基础架构的例子。通过自动化和业务流程实现动态分配和提供资源。软件定义数据中心的设计目的是让企业继承上述公共云供应商的业务流程能力，而不必具有专门的硬件平台。

软件定义数据中心可以提供企业云计算所需要的能力，这可能是真正革命性的、安全的。在无数的商业应用中，软件定义数据中心通过云计算和网络，在允许的范围内可以完全免费地实现物理基础设施的部署、管理、存储。随着数据中心技术的不断发展，硬件和软件的关系将变得更加紧密，相互依存。