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云计算数据中心架构分析

时间:2023-03-13 14:09:36 科技观察

对于云计算,应着重从高端服务器、高密度低成本服务器、海量服务器等基础设施领域提升云计算数据中心的数据处理能力存储设备和高性能计算设备。.云计算需要具有良好弹性、可扩展性、自动化、数据移动、多租户、空间效率和支持虚拟化的基础设施。那么,云计算环境下的数据中心基础设施各部分的架构应该是什么样的呢?1.云计算数据中心总体架构云计算架构分为服务和管理两部分。在服务方面,主要为用户提供各种基于云的服务,包括三个层次:基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS。在管理方面,主要针对云的管理层。其作用是保证整个云计算中心能够安全、稳定地运行,并得到有效的管理。其整体结构如下图所示。集装箱模块化机房应用于室外无机房场景,减轻了施工方的选址压力,帮助建设者将原本半年的施工周期缩短至两个月,同时能源消耗仅为传统机房的50%。能适应干热沙漠地区和极寒地区极其恶劣的环境。楼宇模块化机房采用冷热风道隔离、精准送风、室外冷源等领先制冷技术,可应用于大中型数据中心的积木式建设和扩容。2.云计算网络系统架构网络系统总体架构规划应坚持区域化、层次化、模块化的设计理念,使网络层次更加清晰,功能更加明确。数据中心网络按业务性质或网络设备的作用划分区域,可从以下几个方面进行规划。1)根据数据传输业务的性质和面向用户,网络系统可分为内部核心网、异地业务专网、公共服务网等区域。2)根据设备在网络结构中的不同功能,网络系统可分为核心层、汇聚层和接入层。3)从网络服务的数据应用业务的独立性、各业务的相互访问关系以及业务的安全隔离要求综合考虑,网络系统在逻辑上可以划分为一个存储区,一个应用业务区域、前端区域、系统管理区域、被管理区域、外网访问区域、内网访问区域等。此外还有Fabric网络架构。在数据中心部署云计算后,传统的网络结构可能使网络延迟问题成为主要瓶颈,这使得对低延迟服务器间通信和更高双向带宽的需求更加迫切。这就要求网络架构向扁平化方向发展,最终目标是尽量减少任意两点之间的网络架构数量。fabric网络结构的关键之一是消除网络层次结构的概念。Fabric网络架构可以利用阵列技术将网络扁平化,将传统的三层结构压缩为两层,最后转化为一层。互连以消除复杂性和网络延迟。但是,Fabric这项新技术目前还没有统一的标准,其推广应用还需要更多的实践。3.云计算主机系统架构云计算的核心是计算能力的集中和规模突破。云计算中心提供的计算类型决定了云计算中心的硬件基础设施。从云客户需求来看,云计算中心通常需要大规模提供以下几类计算能力。服务器系统可以采用三层(multi-tier)架构。耦合计算任务,这类计算不仅包括外部数据库、商业智能数据挖掘等关键服务,还包括自身的账户、计费等核心系统,通常由大型企业级服务器提供;二是通用计算,针对很多常见的应用,用于提供低成本的计算解决方案,这种计算对硬件要求不高,一般采用高密度、低成本的超密度集成服务器,有效降低运行数据中心的成本和终端用户的使用成本;三是为科学计算、生物工程等业务提供高性能计算,具有亿亿级和千万亿级的计算能力,其硬件基础是高性能集群。4.云计算存储系统架构云计算采用统一集中的数据存储方式。在云计算平台中,如何放置数据是一个非常重要的问题。在实际使用过程中,需要将数据分发到多个节点。的磁盘。目前有两种存储技术趋势可以实现这一目标。一种是使用类似于GoogleFileSystem的集群文件系统,另一种是使用基于块设备的存储区域网络SAN系统。GFS是由Google设计和实现的分布式文件系统。它基于由大量安装了Linux操作系统的普通PC组成的集群系统。整个集群系统由一个Master和若干个ChunkServer组成。SAN连接有很多选项。一种选择是使用光纤网络,它可以运行快速的光纤磁盘,适用于对性能和可靠性要求高的地方。另一种选择是使用以太网,采用iSCSI协议,可以在普通局域网环境中运行,从而降低成本。在SAN结构中,服务器到共享存储设备的大量数据传输都是通过SAN网络进行的,局域网只承担服务器之间的通信任务。该系统速度更快、可扩展性更强且更可靠。5、云计算应用平台架构云计算应用平台采用面向服务的架构SOA方式。应用平台为应用系统的部署和运行提供所需的基础设施资源和应用基础设施,应用开发者无需关心应用基础设施的底层硬件和应用,可以动态扩展应用所需的资源系统根据应用要求。完整的应用平台提供以下功能架构。1)应用运行环境分布式运行环境各类数据存储和资源动态伸缩2)应用全生命周期支持提供开发SDK、IDE等,加速应用开发、测试和部署。公共服务:以API的形式提供公共服务,如队列服务、存储服务、缓存服务等。监控管理和计量:提供资源池、应用系统管理和监控功能,精准计量。应用程序使用消耗的计算资源。3)集成和组合应用构建能力除了提供应用运行环境外,还需要为构建SOA架构风格的组合应用提供连接服务、集成服务、消息服务和流程服务。以上是对云计算数据中心架构的一些分析。云计算之所以被称为“云”,是因为它在某些方面具有真正的云的特点:云一般很大;云的规模可以动态扩展,其边界是模糊的。云计算的商业模式为用户提供了一种IT服务,其内容随着时间的推移也是动态和有弹性的。因此,云计算数据中心的架构会随着社会的进步而不断调整和优化。