一、 基於“雲計算”的企業基礎架構
“雲計算”成爲當前最爲流行的IT概念之一，越來越多的企業開始考慮如何用雲計算平臺來構建自己的信息系統，雲計算平臺具有“高可擴展性、超大規模、高可用性、低廉成本”的特點，因此如何利用“雲計算”搭建企業信息化平臺成爲當前的熱門話題。但是對於雲計算如何落地，企業如何利用雲計算平臺，特別是大型企業可以利用那些雲計算技術，並沒有一個清晰的方案，讓人“雲裏霧裏”。本文根據雲計算的基本概念，特別是私有云的建設，以虛擬化爲基礎，以構建企業級計算虛擬化池和存儲虛擬化池爲目標，搭建企業雲計算平臺，並給出了當前幾種比較成熟的幾個不同廠商的解決方案。
不僅僅是公共雲，私有云也廣闊的前景
雲計算（Cloud Computing）並沒有一個嚴格的定義，不同的公司出於不同的目的，也給出了不同的商業概念，比如谷歌、亞馬遜、IBM（藍雲）、Oracle、微軟等有不同的定義和不同的商業模式。雲計算一般來說，是網格計算、分佈式計算、並行計算、效用計算、網絡存儲、虛擬化、負載均衡等計算機技術和網絡技術發展融合的產物，雲計算是一種新的模式，通常的定義，一般來說不僅僅是技術上的新模式，還包括商務上的新模式，比如用戶可以不用再購買設備，而是僅僅購買服務就可以。當前大家比較關注的更多的是這種購買服務的公共雲的建設，公共雲由服務提供商爲客戶提供的能夠部署和使用服務的平臺、計算模式發展的願景，即讓計算像日常生活中的自來水和電一樣觸手可及，又不需要我們自己去構建自來水廠和發電廠。
對於中小企業，“公共雲”是一個不錯的選擇，雲計算服務提供商提供雲計算平臺，中小企業不需自己建設數據中心，不用關心虛擬化、網格等方面的技術難點，只要挑選好一個信得過的雲計算服務提供商就可以了。但是對那些想利用雲計算平臺特性，對安全性要求比較高，不想把應用外包的大型企業，構建自己的企業雲計算平臺（私有云）就成爲一個新的方向。不同於“公共雲”可以直接使用最終的產品，需要考慮的是如何選擇信得過的雲計算服務提供商，私有云更多的是考慮“雲”本身的建設，關注構建“雲”的技術，私有云就是企業把自己數據中心中構建成一個高可擴展性、超大規模、高可用性、低廉成本的數據中心。通過虛擬化、網格計算、自動化管理等雲計算技術，逐步把他們內部的數據中心建設成面向自己企業內部系統的具有公共雲計算平臺一樣特性的雲計算平臺。
“公共雲”對於大型企業來說也並非是毫無關係，從未來的發展來看，根據不同業務系統的需要，建立一個由公共雲和私有云組成的混合雲平臺，是未來的趨勢。以下主要結合私有云的建設，構建一個雲計算平臺。
搭建兩個虛擬池，構建企業雲計算平臺
私有云計算平臺的建設，當前比較成熟的方案主要從虛擬化角度考慮，虛擬化是對物理資源（CPU、內存、網絡等）的邏輯表示，以降低物理資源不同層次之間的耦合程度，使所需資源不受物理資源的限制，從而獲得高性能、可擴展等特性。當前企業主機和存儲設施往往與應用系統直接綁定，無法實現主機和存儲資源跨系統共享，這導致資源綜合利用率較低，同時由於主機和存儲設施日益增多，使得對這些設施的管理日益複雜。通過應用虛擬化技術，實現主機和存儲資源的一體化整合，主機和存儲資源的共享利用，提高資源利用率，降低成本，也有利於降低管理的複雜性，避免出現上一套系統就要購置主機、存儲。
當前比較成熟的虛擬化方案主要從兩個層面進行虛擬化，建立兩個虛擬化池：計算虛擬化池和存儲虛擬化池。計算虛擬化池主要實現應用虛擬化，包含服務器虛擬化和應用中間件虛擬化兩種方案。存儲虛擬化池主要實現數據存儲虛擬化，包含存儲硬件架構虛擬化和存儲軟件架構虛擬化兩種方案。通過計算虛擬化池、存儲虛擬化池以及自動化管理平臺（如下圖所示），特別是通過自動化管理平臺，使得應用和數據最大程度共享，從而獲得更高的敏捷性、運營效率、 經濟效益和可管理性，並節省成本。
構建企業雲計算平臺的技術方案
在計算虛擬化池和存儲虛擬化池構建技術方案上不同的廠商出於不同的商業目的，在結合自己原有產品的優勢的基礎上，提出了不同的解決方案。
•計算虛擬化池，在計算資源層面，包含包含服務器虛擬化和應用中間件虛擬化。
服務器虛擬化：操作系統建立在虛擬機之上，服務器本身是虛擬化的，虛擬化的服務器跟正常的一個物理的服務器是一樣的，可以安裝任何的應用。服務器虛擬化並不是什麼最新的技術，很早就應用於小型機的虛擬化分區，比如IBM的LPAR和HP的VPAR等技術。服務器虛擬化軟件有VMWare(免費的ESXi，收費的vSphere)，Citrix(免費的XenServer，收費的Essentials)， KVM，微軟（Hyper-V）等，VMWare是商業化的產品，最爲成熟，可以安裝大多數操作系統。通過服務器虛擬化，可以將一臺服務器當做N臺服務器來使用，比如一臺4CPU4核的物理服務器可以虛擬出16臺虛擬服務器，這樣對於服務器計算能力要求不高的系統，可以實現多個系統運行於一臺物理服務器上，而不會互相影響，大大減少了硬件的投資（如服務器虛擬化示意圖1所示）。
對於計算能力要求高的系統，通過自動化管理平臺，能夠把正在運行中的虛擬機從一臺物理服務器上轉到另一臺物理服務器上，或者另外增加系統1的虛擬機而減少系統2的虛擬機，使系統1獲得更多的計算資源，從而實現跨物理服務器的動態調整計算資源，共享相互分離的物理服務器，優先保證具有優先級的系統業務需求，實現資源利用率最大化（如服務器虛擬化示意圖2所示）。比較典型的應用是白天運行業務系統，晚上運行數據處理任務，這樣保證了計算資源利用的最大化。
應用中間件虛擬化：基於應用中間的虛擬化，不同於服務器虛擬化操作系統層面虛擬化而是應用中間件層面的虛擬化，如IBM 的WVE可以實現J2EE環境的應用虛擬化，其工作原理同服務器虛擬化類似，基於多臺物理服務器組成的計算資源構建，支持動態規模擴展和動態負載均衡集羣。應用中間件虛擬化的優勢是能夠更好的利用各種平臺，對原有的設備可以利舊，不象服務器虛擬化對CPU有特殊要求（支持VT技術），但是WVE只能限定在J2EE應用上。
•存儲虛擬化池，在數據存儲層面，包含存儲硬件架構虛擬化和存儲軟件架構虛擬化。存儲軟件架構虛擬化，主要是通過數據庫軟件的集羣技術實現，如Oracle提供的技術包括集羣(RAC)、內存數據庫，IBM提供的分區數據庫技術。存儲硬件架構虛擬化，包含Oracle提供的一體機、IBM提供的XIV存儲等。
Oracle 真正應用集羣 (RAC)， Oracle 數據庫可以在一組集羣服務器上運行，可以配置多個節點訪問單個數據庫，這就提供了最高的可用性和最靈活的可伸縮性。當需要更多的處理能力時，只需添加服務器即可。RAC最多可以支持32個機器。從實際的應用效果來看，2的或者4個機器性能效果不錯，但是隨着機器的增加，性能提升不大。另外Oracle內存數據庫（TimesTen）通過將數據讀取到物理內存中在內存中直接操作，減少了到磁盤間的 I/O 交互，數據庫操作能夠以最大效率執行，從而大大提高響應速度和吞吐量。
IBM DB2數據庫分區是DB2企業版 DPF(Data Partitioning Feature)選件提供的，它主要用來爲大規模數據處理、高併發數據訪問提供支持。DB2數據庫在一個非共享的環境中被分解爲獨立的分區，每個分區都具有自己的資源，例如內存，CPU 和磁盤以及自己的數據、索引、配置文件和事務日誌。 數據庫分區可以部署在集羣或 MPP 環境下，也就是說數據庫分區分佈在不同的機器上，從而大大提升數據庫服務器的查詢能力，但是對於數據寫的性能提升不大，對於業務操作環境方面的支持不是很好，適合於數據倉庫的應用場景。
Oracle的Exadata V2，採用軟硬件一體化的設計，基於採用Intel CPU的刀片服務器、以及Sun公司的FlashFire技術、Oracle數據庫11g實現，因爲硬件特別是內存方面做了專門的處理，比一般的RAC性能有了極大的提升，可以提供大容量、易於擴展的存儲，具有很強的數據倉庫和聯機交易處理（OLTP）。可以設想，如果數據庫的集羣技術實現突破，普通PC服務器可以實現集羣，小型機的末日也就不遠了。
IBM的XIV，是基於網格架構的新一代企業級存儲系統，號稱革命性存儲架構，是存儲中的動車組，不同於傳統的集中式存儲架構模式，XIV 網格存儲系統由衆多的網格單元構成，每一網格是由普通的硬盤組成，但是都有獨立的IO，其最低配的存儲容量就多達27T，大大提升了存儲容量和效率，XIV的架構模型是未來存儲發展的方向。
•自動化管理平臺，自動化管理平臺是實現支持動態規模擴展和動態負載均衡集羣的關鍵。通過自動化管理平臺，實時監控各個虛擬機的運行狀況，並增加或者減少分配的資源。自動化管理平臺需要結合不同的實現技術，當前都是由相應的虛擬化廠商提供的。比如VMware可以通過設置服務級別（網絡帶寬、計算資源份額、存儲 IO 等）和設置負載平衡和優化規則，實現動態資源調度，實現最大化資源利用。
通過本文的介紹可以看到，對於大型企業來說，構建企業雲計算平臺在技術上已經成熟，對於大型企業來說，在企業內部，搭建高可擴展性、超大規模、高可用性、低廉成本私有云計算平臺已經成爲未來信息化建設的發展方向。