软件定义数据中心面临重重挑战,必须逐个克服

创新常常是要付出代价的。企业引入解决方案以改善当前的运营模式，而某几个方面完全可能在这个过程中因而出现问题。比如说，我们从马匹和马车过渡到大规模生产的汽车，这意味着我们可以走得更快更远。然而，依赖这种新的交通模式带来了新的挑战，包括有没有道路及路况如何、是否随时加得上燃油及随时找得到汽车修理工，造成噪音和空气污染。在许多情况下，这造就了许多新市场。

虚拟化技术同样颠覆了如今的数据中心领域。虚拟化带来了诸多改进和好处，包括显著降低成本，显著提高灵活性、业务效率和业务连续性，因此赢得了我们的芳心。可是，因此带来了一些新的数据中心挑战，因而促使IT部门需要把数据中心架构与虚拟化工作负载的要求更好地结合起来。

虚拟化技术将数据中心的硬件部件抽象出来，然后在上面覆盖一个通用软件层。鉴于虚拟化层在管理底层硬件，就可以通过软件来控制操作。数据中心服务被虚拟化后，它消除了处理器、内存、存储和网络资源等孤岛，这些资源通常位于单一用途的设备中。软件定义数据中心能够通过软件实现服务交付和自动化管理。

那么，这存在什么问题呢?许多IT部门只进行了部分虚拟化，以实现软件定义数据中心。各自孤立的物理资产(包括存储和数据管理设备)阻碍着虚拟化方面取得进展。到目前为止，进行虚拟化的基础设施部件范围很有限(大多数情况下，服务器虚拟化仍然依赖无法横向扩展的专门硬件系统)，这带来了更大的复杂性和更高的成本，而规模化只会加剧这个问题。

基础设施创新

随着时间的推移，数量激增的专门用途的设备带来了不必要的复杂性，而这导致数据中心一片混乱。不同阶段和不同厂商的创新导致技术层次不一，虽然这些技术可以协同运行，但是常常极其低效。

备份到磁盘就是这样一个例子。许多公司平时投入大量资金购买备份硬件，包括备份服务器、磁盘存储系统、重复数据删除设备以及广域网优化系统，而这些硬件常常同时部署在主数据中心和远程灾难恢复站点。备份没有在运行时，许多这些专门系统和设备上的处理器和内存并没有得到充分利用。

印证这个问题的另一个例子是容量效率。在过去的十年间，IT部门致力于通过部署各种各样的技术来解决这个问题，比如广域网优化系统和备份重复数据删除设备。因而，数据效率技术已俨然成为许多不同产品的标准功能。

如果所有这些产品都一块放在数据中心，IT部门到头来就要反复处理流经每个设备的同样数据。这个过程既复杂又花钱，还需要多个管理接触点。需要大量资源恰恰违背了虚拟化技术的初衷。

没有充分利用的资源

在虚拟化广泛使用之前，服务器的利用率平均不到10%，这是司空见惯的现象。虚拟化技术显著提高了平均利用率。现在IT部门需要派不同的工作小组来管理不同的资源，比如服务器、存储系统、网络和最终用户计算。

新出现的工作负载在资源方面带来了挑战，迫使IT部门针对每项服务开发基础设施环境。虚拟桌面基础架构(VDI)环境带来了不同于服务器虚拟化项目的资源使用模式。顾及到这一点，IT专业人员常常部署完全独立的环境(从服务器直到存储系统)，以满足用户的预期目标。

部署难度和延迟

资源方面的挑战是许多企业在部署新的应用程序和服务时依然问题重重的头号原因，其次是管理开销。一个例子就是分配存储资源，以便可靠地运行应用程序。许多虚拟机在单单一个逻辑单元号(LUN)上运行，这给存储系统带来了挑战性的输入输出负载。

“输入输出混合”(IO blender)这个术语用来描述这种情形，即虚拟机管理程序统一管理具有不同输入输出流的多种工作负载，导致随机性的输入输出流争夺资源，因而增加了服务于虚拟化工作负载所需的每秒输入输出操作(IOPS)。为了克服这个挑战，IT部门常常超额配置存储资源，或者使用闪存/固态硬盘存储系统代替旋转磁盘，以提升性能，这导致为每个虚拟机分配的每GB存储资源有着更高的成本。

移动性和管理

虚拟机可以移植，不过其移植范围常常受制于与它们有关的物理存储。虚拟机被绑定在虚拟化域的数据存储区上，而数据存储区又与存储资源绑定在一起。孤立的物理存储资源常常在单元级进行管理，包括LUN、卷、RAID组以及物理磁盘等单元。

策略也在单元级进行配置，这意味着无法为单个虚拟机指定策略，而是只能为许多虚拟机驻留在其中的存储单元而指定。对于软件定义数据中心中需要的移动性和管理，就需要一种自上而下的方法：在虚拟机和工作负载级别制定和管理策略。

策略错位

除了后虚拟化世界的性能挑战外，走虚拟化道路的企业还面临物理世界和虚拟世界的双重挑战。物理服务器具有从应用程序到服务器、到存储阵列、到LUN以及到存储策略的直接映射。这种方法使得存储升级起来非常复杂。比如说，数据复制策略被应用到地址为Y的存储阵列X中的LUN，要求这个LUN复制到IP地址为B的存储阵列A。

在虚拟化世界，一个主机上有许多应用程序，而许多主机又使用同一个LUN。将策略应用到单单一个LUN并不高效。相反，将备份策略和复制策略直接应用到单个的应用程序(或虚拟机)便于更好地管理虚拟环境。复制策略指定了从基础设施抽象出来的目的地――这种情况下是数据中心。这让管理员可以升级一个数据中心中的基础设施，而不需要配置策略或迁移数据，从而提高了效率，并降低了风险。

组织错位

IT部门常常把资源结构和技能组合结合起来。有了软件定义数据中心，就有望不需要数据中心的人员执行某些手动工作。抽象层应该会将与硬件资源有关的复杂性基本上隐藏起来。

IT部门需要转移重心。不是针对硬件资源孤岛需要拥有相应扎实专业知识的工作人员，而是需要他们拥有更广泛的知识，以便管理应用程序和虚拟化环境。

尽管面临重重挑战，IT专业人士不应该回避部署虚拟化环境。然而，他们必须充分考虑虚拟化架构，以便保持效率，实实在在获得虚拟化的好处。