云计算数据中心架构设计该从何处着手及借鉴

在第四届中国云计算大会上，英特尔云战略与规划总监Billy Cox分享了《云计算数据中心架构设计》的主题演讲。在他看来，随着计算设备的使用量和期望值的增加，用户对云解决方案的需求日益增加。计算设备需要提供最佳的用户体验，需要更与众不同的应用程序，同时需要令人满意的、更高效的、设计精良的数据中心。 云计算数据中心的架构设计是整个云服务系统建设的核心环节，其设计的优劣直接关系到用户体验、资源利用效率和系统安全性等多个关键因素。在这一主题上，Billy Cox在第四届中国云计算大会上的演讲《云计算数据中心架构设计》提供了丰富的见解和建议。 随着云计算需求的日益增长，数据中心的设计需要具备敏捷性、成本节约、快速解决方案交付、解决方案多样性、减少供应商依赖、选择供应商自由度、直接影响代码开发、共享架构和利用行业创新等特质。具体到云数据中心架构设计的目标，可以细化为以下关键的使用模型： 1. 构建云环境：实现云基础架构的搭建，包括IaaS、PaaS、SaaS的扩展性存储、服务目录、统一网络、IaaS的标准计量单位、IO控制、安全提供商保障、基于策略的电力管理等。 2. 提升安全性：涉及客户感知的云碳足迹、安全监控、虚拟机间互操作性、身份供应、长距离工作负载迁移、单点登录、特权访问与身份、治理和审计等。 3. 提高效率和可管理性：需要考虑多租户安全、执行完整性、虚拟机数据隐私、安全的DC联邦、云计算服务器的安全性、效率和自动化、基于需求的云计算应用程序扩展、为云优化设计、设计为容错等。 从硬件的角度来看，数据中心架构设计包括： 1. 服务器：需高效、节能、自动化，并且具备高性能计算能力。 2. 存储：强调可扩展性，支持低延迟扩展和非易失性存储层加速。 3. 网络平台：采用标准的高容量硬件、可编程操作系统和开放的管理APIs。 4. 数据中心优化：实现高效、高温度运行、低PUE（电力使用效率），并集成设施管理。 5. 系统架构：连接服务器与存储，实现成本效益高的带宽和低延迟，共享I/O和NVM。 在数据中心物理设计方面，新兴的开放主板、机箱、机架和数据中心设计正在开源化。这些设计支持高环境温度下的操作，提高服务器效率，降低能耗。 此外，Billy Cox提到了Open Compute项目，这是一个由Facebook发起的开放硬件项目，目的是通过开源硬件设计来实现数据中心效率的最大化。Open Compute项目在节能方面的成效体现在诸如数据中心的能源效率提升、数据中心功率从冷却基础设施节约下来的转化等。 具体实施时，数据中心架构设计还需要考虑的因素包括： - 高可用性的基础设施，例如N+1配置的供电系统。 - 与现有设施的管理集成，如系统架构设计必须实现高效率、高温运行、低PUE。 - 服务器优化，包括为各种工作负载进行优化。 - 服务器主板、机箱、机架及数据中心设计的“开源化”，无热影区、高功率效率的服务器和高效数据中心设计。 在设计云计算数据中心时，应充分考虑诸如英特尔等大型厂商的分析和策略。英特尔的分析显示，数据中心设计需要考虑包括服务器功率、布局和散热器等在内的因素，以优化能源使用效率，将能源节约转换为服务器功率。在实际操作中，对于不同规模的数据中心（如15MW数据中心，10KW机架，50%平均利用率），需要考虑标准的水冷系统、N+1配置的系统，以及通过优化平台减少能源消耗。 总结来说，云计算数据中心架构设计应考虑多种因素，包括但不限于敏捷性、成本效益、安全性、效率、可管理性和硬件开放性。设计人员应借鉴行业内的最佳实践，如Open Compute项目，同时考虑供应商的技术分析和战略建议，以构建出既经济又高效的数据中心。