近日,产业数字化研究与咨询机构爱分析发布了《云计算2020:多云趋势下的挑战与应对》报告,针对混合云和边缘云的发展态势、混合云实践路径选择与挑战、以及云计算未来趋势等问题进行了解答。

爱分析认为,作为企业数字化转型的关键基础设施,云计算能够帮助企业降低成本、提升效益,并实现业务创新。但是,由于各个企业对于扩容成本、扩容效率、数据存储安全性的需求不同,推动云计算的形态从最初的公有云、私有云,逐步发展出混合云与分布式边缘云等多种云计算形态。在 IT 成本优化诉求之下,能够融合公有云、私有云两种云形态优势的混合云架构将成为未来企业级云计算的必然趋势。

爱分析指出,按照主导厂商类型的不同来区分,混合云方案存在两种实践路径:

  • 公有云到混合云

该路径从公有云向下延伸,提供技术同构的专有云产品,从而形成混合云解决方案,其主要目标是最终实现公有云架构与专有云&私有云架构的完全统一。

  • 私有云到混合云

该路径从私有云向上延伸,将公有云进行集成,从而形成混合云解决方案。

从私有云到混合云实践路径的难点在于企业首先需要根据自身的技术与运维能力,以及数据中心规模,选择合适的方式构建私有云架构,再构建混合云生态。其中,构建私有云架构的四种路径包括:

  • 开源分离式架构私有云;
  • 闭源分离式架构私有云;
  • 开源超融合架构私有云;
  • 闭源超融合架构私有云。

本文对报告“从私有云到混合云:满足企业差异化需求”一章进行了摘录,以详细介绍构建私有云的主要路径以及如何从私有云出发打造混合云生态。

以下为报告原文内容摘录:

2.2 从私有云到混合云:满足企业差异化需求

相比于从公有云到混合云的实践路径,从私有云到混合云的实践路径更为复杂,这是因为私有云厂商从一开始就需要考虑来自企业客户的差异化需求,这种差异性体现在两个方面:

1)企业技术和运维能力的差异性:科技创新型企业和头部企业常常更加追求私有云的定制化、与企业流程的匹配性,技术和运维能力不足的大部分传统型企业更加追求私有云的易管理性;

2)企业数据中心规模的差异性:超大规模企业具备丰富的数据中心资源,更加追求 IT 架构的成熟性、稳定性,中大规模企业数据中心资源相对有限,更加追求 IT 投入的高性价比。

基于这些差异化需求,私有云架构出现了开源技术和闭源技术的差异,以及分离式架构与超融合架构的差异。

2.2.1 分离式架构的私有云

早期的私有云采取分离式架构,即计算、存储能力通过不同的设备或服务器集群来提供。按照技术架构的不同,它又分为开源和闭源两类。

1)开源分离式架构私有云:OpenStack 是当下最为流行的开源云计算管理平台,具备较强的定制化能力,因此通过OpenStack对接KVM、VMware vSphere、XenServer 等计算虚拟化平台,以及 Ceph 等开源分布式存储平台,在过去一段时间曾是个性化需求较多的大中型企业客户构建私有云的一种流行方式。

但是由于 OpenStack 架构的复杂性问题,近些年在产品化、标准化、商用化等方面开始面临大量痛点,因此开源云厂商基于 OpenStack 进行闭源深度自主研发,从而提高产品的标准化程度,实现产品无缝升级已经成为大势所趋。

2)闭源分离式架构私有云:VMWare 等成熟厂商在商用虚拟化技术方面一直占据主导地位,其闭源分离式架构私有云主体由 VMWare vSphere 对接 SAN 商用存储设备构建而成,而云管的部分可以选择VMware vRealize Automation 或独立的云管理软件(CMP),前者仅支持 VMWare 自身产品,后者更加开放。

闭源私有云的优势在于其长期实践经验和产品迭代带来的高度稳定性,但由于其核心技术往往由国外虚拟化厂商、商用存储设备厂商所控制,会使得企业面临自主可控性差、厂商绑定等因素的困扰。此外,商用存储扩展性不足也成为困扰企业的一大痛点。

总体来看,无论是开源技术还是闭源技术,计算、存储分离部署模式由于采用了单独的存储集群,在面向具备庞大数据中心资源的超大规模客户时存在以下三点优势:

1)能够实现存储性能的大规模独立扩展,保证了以往计算和存储分离的IT管理模式的可延续性。

2)充分兼容异构化的计算资源,支持裸机等非虚拟化的计算平台。

3)提供完全独立的存储空间,不至于因为计算工作负载的提升而使得存储性能出现瓶颈。

但是,分离式私有云架构同样存在两点劣势:

1)需要采用单独的存储集群,对数据中心规模一般的中等规模企业来说性价比偏低,如果采用商用存储设备,成本就更加高昂。

2)计算、存储、网络拓扑较为复杂,对部分缺乏运维能力的企业和分支机构造成大量运维管理难题。

2.2.2 超融合架构的私有云

当企业追求私有云的易于管理、高性价比等特性时,计算、存储融合部署的超融合架构成为最合适选择,目前这种方案已经开始在中型乃至大型客户中出现。

Gartner 认为,超融合架构(HCI)是一种以软件为中心的体系结构,将计算、存储、网络和虚拟化资源(以及可能的其他技术)紧密集成在单一的供应商提供的一台硬件设备中。相比于分离式架构的私有云,超融合架构的私有云真正实现了完全的软件定义、完全的虚拟化、完全的分布式。

与分离式架构私有云类似,超融合架构私有云同样存在开源、商用两类生态。

1)开源超融合架构私有云:基于 Openstack、KVM、Ceph 等开源产品整合的超融合方案,优势是可以快速从社区获得最新的功能,但同时存在着诸多问题,比如:Openstack 架构复杂、大量模块在超融合中并不需要,商用程度差,且计算资源要求高;基于开源的 Ceph 模块和代码复杂,服务商对产品核心问题无法有效支持,且 Ceph 对计算资源消耗较高,IO 密集型场景性能也表现欠佳;一般无法有效支持 VMWare 等商用虚拟化平台。

2)闭源超融合架构私有云:该种模式最典型的厂商案例是VMWare 的 vSphere+vSAN+vCenter 超融合架构配合 vRealize Automation,以及国内超融合厂商 SmartX 的 SMTX OS 超融合架构,并可对接国内多家成熟的商用多云管理平台实现计算存储的资源池化、分布式化、软件定义化和自服务化。

1.jpgSmartX 超融合架构

如上图所示,SmartX 的超融合架构除了包括自有的虚拟机服务和分布式块存储,还可兼容 VMWare、Citrix 等其他厂商的虚拟机服务。据了解,SmartX 结合云管理形成的超融合私有云已经在大型国有银行和大型券商等客户形成实际案例。

相比于分离式架构私有云,超融合架构私有云的有两点明显优势:

1)易于管理:超融合帮助私有云非常简单地完成基础架构的虚拟化,包括计算、存储、网络的虚拟化,无须为不同的设备考虑虚拟化的方案,降低方案的复杂性;支持集成 VMware vSphere 和 KVM 等主流虚拟化软件,用户端几乎没有学习成本。

2)高性价比:超融合技术实现了完全的软件定义架构,支持普通商用服务器硬件以及使用以太网进行传输,避免使用价格高昂的专用硬件,有效降低私有云中的硬件采购成本;超融合技术的特性是在每个服务器节点都能同时提供计算与存储能力,架构精简,资源占用更低。

2.2.3 从私有云出发的混合云生态

两类私有云部署架构(分离式/超融合)、两类私有云技术生态(开源/闭源),与公有云一同构成的混合云生态体系如下图所示。

2.jpg私有云生态架构图

总体来看,不同混合云生态在定制化能力、易管理性、成熟稳定性、性价比等四方面的对比如下。

3.jpg四类混合云生态对比

SmartX 洞察

在《企业数据中心“云化”的 5 个要点与解决方案》一文中, 我们曾对企业数据中心“云化”转型的要点进行了总结,包括:

  • 从资源孤岛到真正资源池化;
  • 从集中式向分布式架构转型;
  • 从专用硬件向开放的软件定义模式转型;
  • 从人工处理向自助、自动服务转型;
  • 从分散统计到统一计量转型。

为满足以上核心需求,SmartX 将超融合架构与云管理平台进行了整合,在充分发挥超融合资源池化一步到位、全分布式架构、软件定义、融合部署等优势的同时,通过云管理平台实现自动化和可计量转型。目前该方案已经在国内某大型国有银行和某大型证券机构落地。

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