軟件定義的數(shù)據(jù)中心 (Software-Defined Data Center, SDDC) 是一種新興市場趨勢，描繪了如何在軟件中定義 IT 資源、根據(jù)策略配置 IT 資源以及通過 API 集成交付 IT 資源。SDDC 的目標是加快向用戶和應用程序所有者提供服務的速度，削減成本并降低復雜性。

為了實現(xiàn)上述目的，數(shù)據(jù)中心的作用不能停留在執(zhí)行基本的配置任務上，而是應該能夠快速地交付跨越基礎架構(gòu)的集成服務。您必須在軟件中定義和管理計算、網(wǎng)絡及存儲，才能創(chuàng)建一個按照策略執(zhí)行、由應用程序驅(qū)動并且完全自動化的數(shù)據(jù)中心。

聽起來是否讓人難以置信?事實上，Cisco 和 NetApp 在提供這些功能方面已經(jīng)取得了長足的進步，F(xiàn)lexPod® 融合基礎架構(gòu)平臺就是最好的證明。

在本文中，我們將了解一些硬件要求(包括計算、網(wǎng)絡和存儲)以及軟件定義的數(shù)據(jù)中心的管理和業(yè)務流程需求。同時，我還將說明如果現(xiàn)在朝著軟件定義的數(shù)據(jù)中心方向發(fā)展，需要注意哪些問題。

助力構(gòu)建 SDDC

不嚴格地說，能否成功構(gòu)建軟件定義的數(shù)據(jù)中心主要取決于以下兩項關鍵功能：

易管理性： 這不僅需要緊密集成底層硬件，而且還要求您能夠通過 API 自定義管理并且自行選擇偏愛的工具。

可編程性：應用程序必須能夠根據(jù)需要直接從 IT 基礎架構(gòu)配置和訪問服務。

在理想環(huán)境中，您能夠?qū)?SDDC 功能應用于所有底層硬件，但是就目前情況而言，SDDC 取得成功的關鍵是，必須選擇能夠達到所需易管理性和可編程性級別的底層設備。

這意味著，您在整個基礎架構(gòu)中必須保持一定程度的一致性。如果管理軟件無法與存儲進行通信，或者交換機缺少開放式 API，您就會陷入困境。下面將詳細說明每個基礎架構(gòu)要素的要求。

盡管完全可以通過整合基礎架構(gòu)實現(xiàn) SDDC，但在許多情況下，融合基礎架構(gòu)解決方案(尤其是 FlexPod 平臺)才是通向成功的捷徑。

計算

一提到計算，很容易得出這樣的結(jié)論：服務器和桌面虛擬化足以滿足 SDDC 計算要求;而事實上，將虛擬化等同于 SDDC 是一種非常普遍的錯誤認識。

雖然虛擬化的變革意義毋庸置疑，但是經(jīng)過深入了解后，您會發(fā)現(xiàn) SDDC 計算還需要滿足以下兩點要求：

硬件層控制：在虛擬化環(huán)境中，與 BIOS 版本、固件和處理器指令集固件和處理器指令集相關的硬件難題似乎總是層出不窮。不兼容會帶來諸多限制或復雜性。如果曾經(jīng)嘗試過對未正確設置 BIOS 或固件的服務器執(zhí)行 vMotion® 操作，就會對此有深切的體會。有時，僅僅一個固件配置差異就足以阻止在服務器之間執(zhí)行 vMotion 活動。

此外，有不少數(shù)據(jù)中心仍在混合使用虛擬化服務器和裸機服務器。理想情況下，軟件定義的數(shù)據(jù)中心可以像管理虛擬服務器那樣靈活地管理裸機服務器，并同等支持所有工作負載。

提供可在物理層使用并且能與虛擬基礎架構(gòu)協(xié)同工作的服務配置文件是 Cisco® UCS™ 的一項核心功能。服務配置文件能夠確保對于在服務器上運行的一切 — 無論是一個虛擬機管理程序、多個虛擬機管理程序，還是裸機操作系統(tǒng)安裝 — 都可以相應地配置底層服務器環(huán)境。

多個虛擬機管理程序： 即便您目前的情況不是這樣，在未來幾年內(nèi)，您也很有可能在數(shù)據(jù)中心內(nèi)運行多個虛擬機管理程序。例如，在 Microsoft 虛擬化環(huán)境中運行 Microsoft® Exchange 是一種非常普遍的做法。如果您使用一家供應商的應用程序和虛擬化產(chǎn)品，那么當需要支持時，您會發(fā)現(xiàn)這是一件非常簡單的事情。Oracle® Database 和 Oracle VM 的情形與此類似。這種多個虛擬機管理程序模式意味著，您的底層硬件和管理必須越來越獨立，也就是說受虛擬機管理程序的限制越來越少。

Cisco 將不斷擴展 UCS 功能和 UCS Manager 軟件，從而提高 UCS 的靈活性、易管理性和對軟件定義的模式的適應性。適用于該環(huán)境的所有 API 都面向大眾公開，并且 UCS(無論是作為 FlexPod 解決方案的一部分，還是作為單獨的產(chǎn)品)不受虛擬機管理程序限制，還可以與來自 VMware、Microsoft、Oracle、Citrix 和 Red Hat 的任何虛擬機管理程序配合使用。UCS 管理可以進行縱向擴展，因而通過 UCS Central 可以管理 10,000 多臺服務器。

網(wǎng)絡

其實，軟件定義的網(wǎng)絡以 VLAN 和其他網(wǎng)絡虛擬化技術的形式已經(jīng)存在 20 多年的時間。最新的進展包括融合網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和虛擬化交換機。在軟件定義的數(shù)據(jù)中心內(nèi)，對網(wǎng)絡的主要要求如下：

多協(xié)議支持： 主要是指支持數(shù)據(jù)中心(無論是不是軟件定義的數(shù)據(jù)中心)需要的各種 SAN 和 NAS 協(xié)議的能力。其中包括支持 SAN 的光纖通道和(或)以太網(wǎng)光纖通道 (Fibre Channel over Ethernet, FCoE)，以及支持 iSCSI 和 NAS 協(xié)議(如 NFS 和 CIFS)的 IP 網(wǎng)絡。

與計算一樣，這實際上與底層硬件的功能和限制有關。NetApp 和 Cisco 不僅在業(yè)內(nèi)大力推廣 FCoE，而且還提供從存儲到主機的端到端 FCoE 支持。這意味著，您只需要使用一根纜線連接服務器和存儲，就可以支持應用程序需要的任何 NAS 或 SAN 協(xié)議。您僅需布線一次，即可使用軟件來定義通過該線纜傳輸?shù)牧髁�。因此，您的基礎架構(gòu)無需進行任何物理更改便可滿足所有要求，這也是“軟件定義的”這一名稱的應有之義。

開放式管理和可編程性： 軟件定義的網(wǎng)絡 (Software-Defined Networking, SDN) 引發(fā)了廣泛的討論和爭議。新興的 SDN 框架非常適合某些環(huán)境，但是有些環(huán)境還需要采用其他方案，對于已在網(wǎng)絡基礎架構(gòu)上投入大量資金的環(huán)境尤為如此。

Cisco 開發(fā)了 Cisco 開放式網(wǎng)絡環(huán)境 (Open Network Environment, ONE) 框架，通過這種方法來構(gòu)建更加開放、更易于編程且以應用程序為主導的網(wǎng)絡。ONE 整合了 SDN 以及其他網(wǎng)絡部署模式。

圖 1) Cisco 開放式網(wǎng)絡環(huán)境整合了 SDN 和眾多其他網(wǎng)絡部署模式。

Cisco ONE 框架支持您利用現(xiàn)有網(wǎng)絡基礎架構(gòu)，同時還能夠不斷引入新技術和服務，抓住新機遇。它將底層網(wǎng)絡基礎架構(gòu)和服務與應用程序環(huán)境全面集成，支持應用程序與基礎架構(gòu)通信，并且基礎架構(gòu)可以更加快速地響應應用程序請求。這不僅推動了新業(yè)務模式的發(fā)展，而且還支持開發(fā)人員直接通過網(wǎng)絡進行通信，而無需了解所有復雜的底層技術和子系統(tǒng)。

有關 Cisco ONE 的詳細信息，請閱讀 ONE 白皮書或者此博文。

存儲

對于軟件定義的數(shù)據(jù)中心而言，易管理性和可編程性在存儲層的重要性不亞于其在計算層和網(wǎng)絡層的重要性。

圖 2) NetApp®) 存儲通過虛擬化存儲服務、對多供應商硬件的支持以及應用程序自助服務來滿足 SDDC 需求。

NetApp 致力于實現(xiàn)軟件定義的存儲 (Software-Defined Storage, SDS)，其中包括：

虛擬化存儲服務： NetApp 集群模式 Data ONTAP® 操作系統(tǒng)通過 Storage Virtual Machine (SVM) 提供存儲服務。SVM 的功能與虛擬機和服務器虛擬機管理程序的功能類似。這些功能為提高靈活性、實現(xiàn)基于角色的訪問控制和委托授權管理，以及通過預定義的數(shù)據(jù)保護、可用性和性能特征創(chuàng)建存儲服務的功能奠定了基礎。

多平臺支持： NetApp 不僅致力于支持 NetApp FAS 硬件，通過 NetApp V 系列支持第三方存儲陣列，而且還支持商用硬件以及與云服務提供商的集成。

應用程序集成和自助服務： 在最廣泛的基礎架構(gòu)、管理和應用程序合作伙伴之間實現(xiàn)集成，可實現(xiàn)互操作性;在運行 Data ONTAP 的所有平臺上標準化一套開放式 API

FlexPod 解決方案可提供上述所有存儲功能，包括使用 NetApp V 系列開放式存儲控制器整合第三方存儲的功能。有關 NetApp 如何構(gòu)建軟件定義的存儲的詳細介紹，請參閱以前的一篇 Tech OnTap® 文章。

管理和業(yè)務流程

對于軟件定義的數(shù)據(jù)中心來說，管理和業(yè)務流程具有以下三種實現(xiàn)方式：

集成的融合基礎架構(gòu)管理器 (Converged Infrastructure Manager, CIM)： 這些管理器通過單一管理平臺管理服務器、網(wǎng)絡和存儲。

支持領先的管理工具： 包括云管理平臺、來自 Microsoft 和 VMware 等供應商的工具以及對 CA 和 BMC 等主要管理供應商的支持。

端到端開放式 API： 支持您通過研發(fā)編程，構(gòu)建可以滿足所有需求的基礎架構(gòu)。

對于 SDDC，所有基礎架構(gòu)硬件必須至少支持其中兩種實現(xiàn)方式：支持領先的工具和開放式 API。如果無法通過自行選擇的工具或 API 管理您的所有設備，那么您會發(fā)現(xiàn)自己停滯不前。

大多數(shù)融合基礎架構(gòu)供應商基本都傾向于第一種選擇，要求您使用他們的管理工具，無法提供實現(xiàn)全面應用程序集成和編程控制所需的端到端 API。這正是 Cisco 與 NetApp 共同關注的領域之一，旨在提升 FlexPod 平臺及其組件的差別優(yōu)勢。FlexPod 涵蓋了前文所述的所有三個方面。

對于融合基礎架構(gòu)管理來說，UCS Director(基于 Cisco 最近收購的 Cloupia 構(gòu)建)可以用作 CIM，并面向 FlexPod 提供即裝即用功能。UCS Director 還支持數(shù)據(jù)中心內(nèi)的其他要素，可簡化從傳統(tǒng)基礎架構(gòu)向融合基礎架構(gòu)模式過渡的過程。此外，F(xiàn)lexPod 還附帶適用于每個基礎架構(gòu)層的要素管理器，包括 Cisco UCS Manager 和 NetApp OnCommand® System Manager。

Cisco 和 NetApp 一直在朝著實現(xiàn) FlexPod 開放式管理的戰(zhàn)略方向不斷努力，致力于支持最廣泛的管理選項組合，其中包括 OpenStack、CA、Cisco 云智能自動化、Microsoft System Center 等常用解決方案。

同時，還針對 FlexPod 的各個方面發(fā)布了 API，以及有關 FlexPod 管理要求的詳細準則。這意味著，獨立軟件供應商和內(nèi)部開發(fā)人員可以利用該平臺提供的所有功能。

圖 3) FlexPod 憑借最廣泛的行業(yè)支持提供開放式管理生態(tài)系統(tǒng)。

您可能已經(jīng)注意到，F(xiàn)lexPod 已經(jīng)獲得了廣泛的認同，包括 2013 年度系統(tǒng)管理最佳 TechEd 大獎和 Microsoft 2013 年度服務器平臺合作伙伴大獎。(有關詳細信息，請參見邊欄內(nèi)容)。我們認為，這充分證明了 FlexPod 平臺的可用性。

應用集成

盡管 SDDC 的愿景是輕松集成任何應用程序，但仍須構(gòu)建支持特定的常用企業(yè)應用程序(如 Oracle Database、SAP® 以及 Microsoft Exchange、SQL Server® 和 SharePoint®)的基礎架構(gòu)。借助特定集成，可以在軟件定義的數(shù)據(jù)中心內(nèi)促進這些應用程序以及其他重要應用程序的部署、管理和保護。

NetApp 與 Cisco 精誠合作，為貴公司業(yè)務所依賴的軟件提供更加全面的支持。我們穩(wěn)步推出了新的經(jīng)過驗證的 Cisco 設計、經(jīng)過驗證的 NetApp 架構(gòu)和解決方案指南，為各種企業(yè)軟件提供支持。借助這些工具，您可以在 FlexPod 上更加快速地部署企業(yè)應用程序，獲得更好的效果。您可以閱讀此 Tech OnTap 文章，了解 FlexPod 在應用程序和基礎架構(gòu)支持方面的最新改進以及其他 FlexPod 增強功能。借助SnapManager 產(chǎn)品套件 ，NetApp 可以更加輕松地在重要的應用程序和基礎架構(gòu)上執(zhí)行數(shù)據(jù)保護和數(shù)據(jù)管理，此外您還可以將這些操作集成到 SDDC 框架中。Cisco 與 NetApp 最近還宣布 FlexPod 通過了 NetApp SnapProtect™ 備份和恢復技術的驗證。借助 SnapProtect 的單一管理控制臺，您可以在磁盤到磁盤再到磁帶的復制過程中創(chuàng)建和管理應用感知型 Snapshot 副本，并為其編制目錄，從而增強所部署應用程序的功能，并以更高的服務水平向應用程序用戶提供服務。

結(jié)論

現(xiàn)在構(gòu)建軟件定義的數(shù)據(jù)中心切實可行，但是您必須謹慎地選擇適當?shù)姆�務器、網(wǎng)絡和存儲，才能獲得理想的效果。您選擇的硬件必須提供適當?shù)墓δ�，并且能夠與自行選擇的管理工具和應用程序配合使用。此外，您的所有硬件還必須提供開放式 API。因為開放式 API 不僅可以促進與管理工具的集成，還支持您將基礎架構(gòu)與應用程序相集成，所以非常重要。

目前，部署融合基礎架構(gòu)解決方案是獲得 SDDC 功能最簡單快捷的方式，即便如此，您今后還要注意易管理性和 API 支持。為了滿足各種 SDDC 要求，Cisco 與 NetApp 全力以赴，不斷完善 FlexPod 平臺。

所有基礎架構(gòu)要素都具有必要的底層功能。Cisco UCS 支持服務配置文件，從而可以簡化應用程序工作負載的部署和移動。UCS 還支持各種各樣的虛擬機管理程序，有效地擺脫了虛擬機管理程序的限制。FlexPod 環(huán)境通過適用的 Cisco Nexus® 7000 交換機支持端到端 FCoE，因此，您僅需布線一次，即可使用軟件來選擇該纜線所采用的存儲協(xié)議。NetApp 存儲可提供卓越的存儲虛擬化，并支持與各種應用程序和管理工具的廣泛集成。最后，所有 FlexPod 組件都具有開放式 API，可以促進直接應用程序集成，并且我們提供經(jīng)過認證或驗證的設計，可進一步加快常用企業(yè)應用程序的部署。(本文作者：NetApp 虛擬化和云解決方案高級營銷經(jīng)理 Joel McKelvey、Cisco Systems UCS 云解決方案高級產(chǎn)品經(jīng)理 Mike Andren)