数据中心IDC专题交流课件.ppt
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1、Page 1顾客至上 技术领先 精心设计 与时俱进数 据 中 心 专 题 交 流Page 2目 录一、数据中心简介二、发展趋势四、SDN技术引入三、建设模式与运营策略六、公司案例Page 3什么是数据中心?不仅仅包括计算机系统和其他与之配套的设备(例如通信和存储系统),还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。数据的计算机中心?数据存储技术数据仓库+Page 4全球数据中心(1)谷歌数据中心漏斗热空气从服务器机架到冷却单元以进行再循环。RagingWire数据中心在其布线管理上对细节的关注。FaceBook北卡数据中心挤满了“三重”机架,每个服务器都包含两个备用服务器P
2、age 5全球数据中心(2)CyrusOne数据中心迷宫般的电线穿过高架地板。DFT的NJ1数据中心大规模太阳能阵列。NCAR怀俄明超级计算中心可让科技人员开展气候变化的研究,可改善预测地震、飓风和龙卷风的准确率。Page 6全球数据中心(3)都柏林数据中心利用外部空气进行内部硬件散热。以峰值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮点运算的优异性能位居榜首,成为全球最快超级计算机。天河二号超级计算机系统Page 7IDC的由来ICP对网络高速互联的需求,为了维护自身利益,将网络互联带宽设得很低,用户不得不在每个服务商处都放一台服务器。为了解决这个问题,IDC应运而生,
3、保证客户托管的服务器从各个网络访问速度都没有瓶颈。1996年,美国的Exodus提出了“IDC”的概念。Exodus的创始人曾是IBM公司的副总裁,此人最先提出IBM拓展IDC服务。在建议没有得到采纳的情况下,他跳出IBM,组建了Exodus。Exodus主要为企业用户提供机房设施和带宽服务。Page 8IDC业务Internet Data Center,即互联网数据中心。是指在互联网上提供的各项增值服务。它包括:申请域名、租用虚拟主机空间、主机托管等业务的服务。负载均衡、智能DNS、智能灾备、CDN、流量监控、反向域名解析防火墙防护、入侵检测服务、DDOS防护服务主机托管基础服务安全防护增值
4、服务Page 9目 录一、数据中心简介二、发展趋势四、SDN技术引入三、建设模式与运营策略六、公司案例Page 10传统的数据中心特征庞大的应用体系庞大的应用体系烟囱式架构烟囱式架构MainframeDASCustomApplicationBig serverDASERPApplicationSalesApplicationClusterDatabaseDataWarehouseNAS/SANORBNAS/SANFilesDatabaseDatabaseSmall server静态地部署多种软件组合点对点集成独立的应用数据异构的技术多种操作系统平台支撑高峰时的容量被动的响应式管理Page 11
5、传统数据中心存在问题烟囱式的系统建设,IT成本居高不下(硬件/能耗/管理)按峰值规模建设,资源平均利用率低缺乏弹性的系统设计,应对业务突发情况差建设周期漫长,无法快速提供与部署业务需求的快速增长,设备更替快,不利投资保护云计算数据中心集中资源池的共享虚拟化、分时/区共享动态调配、弹性伸缩自动化、自服务低成本、标准化硬件利用率和效率不高Page 12业务和技术演进的双重压力,驱动DC向下一代DC演进接入型计算DC接入型计算DC占总流量10%20%计算型数据,高SLA/大带宽大型计算型IDC边缘静态数据DC同步数据,非实时,低SLA,大带宽平均开通时间1.5月压力1:DC间互联需要弹性带宽和快速发
6、放n 业务:视频通话、搜索、SNS网页游戏、企业数据分析.n DC间承载10%20%流量,随并发访问数增加,流量不确定,需要弹性n 目前DC间带宽开通时间平均为1.5月,而ICP业务部署周期是以周为单位,无法满足需求GE网卡平均流量:200M300M计算模式:单节点计算万兆网卡VM虚拟机平均流量接近10G计算模式:跨服务器协同计算演进DC间互联DC内互联压力2:万兆网卡/虚拟机/协同计算导致单服务器流量增长至少20倍,服务器间流量增长至少60倍n 业务:大型数据分析应用、搜索、SNS应用.n 传统DC内基于STP交换网无法提供足够的带宽(50%带宽可用)n 协同计算需要大量的服务器互联,由于传
7、统DC网络在单域支持的服务器数量小于2000台,无法满足协同计算的要求Page 13业界对下一代DC的构想.IT巨头谷歌首次提出了云计算的概念;亚马逊推出了S3云存储服务;微软大规模建设数据中心,为在线服务及云服务布局;Facebook数据中心实现自产自用。谷歌、微软、Facebook等IT巨头继续在数据中心版图上跑马圈地,以期在未来的云计算、移动互联网、大数据等市场竞争中占领主导地位。Page 14业界对下一代DC的构想.各国全球DC互联平面MC(VPLS)东京地区多摩IDC飯田橋IDC府中IDC合作IDCIDC互联网平面大阪出口同城DC互联平面(DC-LAN)大阪地区虚拟DC新加坡上海香港
8、未来23年互联目标长远规划欧美等地DC东京出口日本KDDIn 采用下一代交换机和网络技术构建DC n 通过DCI互联海外30个IDC(5年内新增40个)以及国内13个IDC,同时通过DC-LAN互联同城DC,形成资源池n 终极目标:构建虚拟DC,提供“即买即得”DC服务Telefornican 采用下一代交换机和网络技术构建DC n 网络采用三级逻辑结构,并组网DCI和DC-LAN互联平面n 通过Domain、vDC和DC两级虚拟结构实现全网DC资源的灵活调度和部署vDC资源可以来自不同的物理DC一个物理DC的资源可同时属于不同vDCPage 15数据中心的那些事儿Page 16下一代数据中心
9、发展趋势信息化架构演进趋势:“烟囱”与“云”现代信息化架构正从纵向“信息孤岛”向横向整合的“信息云”演进信息架构从“烟囱型”演变为无所不在的“层次资源化的云”Page 17下一代云数据中心概念的提出整合的整合的敏捷的敏捷的高性能高性能高可用性高可用性Page 18整合架构-动态负载管理烟囱式架构-低效的资源管理整合的要求提升服务器的利用水平5%-10%(Gartner)60%-70%(Oracle大学网格)Page 19敏捷的要求l敏捷地适应应用变化情况p根据负载随需扩展p高弹性,动态伸缩,self service,配置更多的实例p在初始投资成本和获得良好的效率之间作出平衡(减少Capex 和
10、Opex)l实时地获取业务变化,并以此作出响应Applications A,B,C,D,ENetWorkloadIf utilization too high,increase capacityShared InstanceServer AServer BServer CServer DScale-out on-demandPage 20联邦式云数据中心Austin,TXColorado Springs,COSalt Lake City,UTPage 21根据应用要求进行资源分配Austin,TXColorado Springs,COSalt Lake City,UTPage 22高性能的要求
11、分布式处理能力集中处理层问题:昨天的客户发展量如何?分布式处理层汇总、合并结果Select sum(sales)whereDate=24-Sept 多个服务器并行处理查询请求构建并发Smart Scan请求各服务器返回结果Page 23Storage数据复制完全激活故障切换到备点数据的备份和恢复低成本高性能数据保护&归档集群技术保证容错和 服务器水平扩展DatabaseDatabaseStorage高可用性的要求自动存储管理保证容错和存储水平扩展保证业务不被中断-每个都是可以水平扩展的,完全激活的,以数据为中心的要求达到最高可用性和最低的成本在线升级硬件和软件Page 24下一代云数据中心特性
12、l消除异构化系统之间障碍l快速动态部署资源和服务l云计算平台对资源的独立,兼容各类应用平台l计算,存储,网络资源的智能化统一管理l面向业务的资源的定制化部署l虚拟化技术与绿色科技结合,降低能耗l先进、高效、智能的系统散热方案l智能化的环境控制和能效管理系统l虚拟化提高资源利用率,l简化管理维度,节省维护成本l支持异构资源兼容,实现业务的平滑升级基于云计算的基础架构虚拟化智能绿色低成本Page 25目 录一、数据中心简介二、发展趋势四、SDN技术引入三、建设模式与运营策略六、公司案例Page 26未来35年业务的主要变化及其特征CN2业务内容数量消耗模型接入带宽与用户并发数相关城域带宽与用户并发
13、点播的频道数有关自营看视频业务l对网络的下行带宽、丢包和时延敏感163OTT看视频业务ABl 对网络下行带宽、丢包敏感l 骨干流向不确定Netflix A:B=1:100并发用户数、终端数模型看视频业务CDNCDNCDNCDN用视频业务ServerServerServer视频应用(远程教育、视频通话)l 流量上下行对等l 对带宽、时延、丢包敏感l 骨干中可能会通过CP租用的VPN传送163/CN2APP Server小流量互动业务小流量互动应用l 占用带宽小(游戏200K)l 时延敏感(游戏200ms)l 上行通道的传输效果直接影响下行控制数据的时效性163云计算业务云计算应用l 强调上下行通
14、道时延l 客户端到服务器之间数据碎片化、发送时间不确定l带宽不确定(Streming VDI、云存储、云游戏)l 遵循RESTful处理模型163云计算IDCAmazon EC2的客户端到服务器之间的时延要求 100msPage 27云计算根本改变流量模型和计算模型,对网络时延提出更高要求带宽时延云应用类型小于300Kbps小于500Kbps小于2Mbps小于6Mbps云桌面50ms云呼叫中心400msUCaas(统一通讯)大于500msWeb Hosting小于200ms云存储上行带宽云存储下行带宽云媒体云游戏(单向网络时延25ms)大于10GbpsIDC互联(数据同步、容灾备份.)小于25
15、0ms交互式视频QoS:n时延=150msn抖动30msn丢包1%流式视频QoS:n时延=4-5sn抖动:无要求n丢包=5%,单向保障数据业务QOS:流量特征随业务类型变化,但从对质量的分类上主要包括:n关键业务数据n交互式数据n块式大数据n尽力而为数据Page 28业务的静态化率及服务器布放模型决定了网络的流量模型接入型IDCCDN负载分担业务认证数据同步、热备倒换链路n ICP属于大规模并发计算架构,强调扩展性和计算性能n淘宝全国103个接入IDC节点;n 接入IDC终结90%以上的流量,只有10%左右的流量流在接入IDC和云IDC间流动n 淘宝、腾讯的负载分担采用二层连接实现IDC间互联
16、,百度采用三层连接进行互联10%20%计算流量,时延/丢包敏感10%20%计算流量,时延/丢包敏感ICP计算架构和流量模型n 政企客户采用单中心IDC建设模式,依据业务处理的属地化关系,分为本地化业务IDC和集中业务处理IDCn 本地IDC和集中IDC间互联链路主要传送备份数据,除银行业务等关键数据外,其他的备份数据对时延/丢包不敏感政企客户计算架构和流量模型财经应用系统办公应用系统生产系统n 大数据量分析n 集团应用系统企业分支机构本地业务IDCPage 29云业务和大并发业务的整体部署架构数据中心内数据存储和计算任务分配基于DHT方式资源管理节点要求支持无丢失的数据接收/发送处理案例:Tw
17、itter每秒处理20万次请求云计算业务平台计算节点负荷数据块010010111DHT依据4个要素决定了计算和数据存储的分布关系,因此在特定的使用环境下(例如政府系统),跨数据中心的应用将存在,而且其间传递的数据量不确定n 数据中心内部的资源管理节点需要高并发、无丢失、大带宽网络支撑n 数据中心内读写流量通常是3:1(例如百度)序列化数据数据中心之间的数据传递163CN2OLTBRAS/SRHGW/ONT010010111缓存在客户端侧的与计算相关的状态数据块和数据(亚马逊Dynamo要求=30MbpsX86计算量中虚拟机承担的百分比至2013年,65%的X86计算都将在虚拟机上进行Page
18、33East-to-West TrafficGartner predicted that east to west traffic will account for 80%of the total traffic in a data center by 2014n并行计算、3D渲染、搜索等业务,服务器集群需要协同运算,产生大量的横向交互数据n虚拟机的自由部署和动态迁移,VM间需要实时同步大量数据云计算流量模型变化带来的网络挑战Incast ModelUnicast BroadcastSwitchIncastParentNodeNodeNodeNodeNodeTradition Modeln服务
19、器协同计算,集群中的多个节点同时向主节点发送TCP数据n云计算并发的多对一通信产生瞬时突发流量,容易导致网络拥塞Page 34资源虚拟化带来的网络挑战n虚拟机任意部署,自由迁移n业务层无感知,业务不中断n网络策略自适应虚拟机的增删/迁移n虚机的批量快速迁移21挑战1挑战2IT管理员网络管理员VM 1VM 3VM 2大二层组网网络策略自动化部署 据统计,至2013年,69%的计算都将在虚拟机上进行;服务器租用正从物理服务器向虚拟机转变,甚至是应用程序。物理资源虚拟资源n网络虚拟化/动态弹性:网络资源无物理位置无关;网络资源的动态、弹性创建;n自动化:部署、管理和故障恢复的自动化;n多租户:面向数
20、万租户的提供能力;n协同:开放、协同实现虚拟化资源的提供。Page 35资源融合带来的网络挑战DC1DC2DC互联平面DCn跨DC资源的融合/池化,统一对外提供服务n DC资源分散:受制于电力、土地等资源限制,运营商单一DC资源有限,无法满足企业租户需求;n 跨DC资源融合:将多个DC资源整合为一体,对外提供服务,满足企业租户业务的按需灵活分配和快速调度需求。n 存储独立组网n 存储受限于FC带宽n 各厂商私有标准n 存储带宽共享LAN网络高带宽n 通过FCoE标准,屏蔽厂商异构性Server融合网络IPC/SAN/LANCNALAN、SAN网络FCoE融合ServerFCIBGEIPCSAN
21、LAN分离网络Page 36安全成为云IDC最大担忧Gartner报告显示用户几个大的担忧都与安全有关!Gartner报告显用户几个大的担忧都与安全有关!资源池层虚拟化平台物理设备服务器存储网络应用系统办公应用管理应用业务应用PORTAL基础软件数据库应用中间件操作系统安全威胁传统IDC云IDC(新增)网络与边界安全针对网络层的攻击,如拒绝服务、漏洞扫描等。网络边界模糊化,威胁种类变化、大流量DDoS攻击系统与主机/虚拟化安全病毒蠕虫等占用系统资源、破坏文件和数据;恶意用户获取额外权限。虚拟化平台运行在操作系统与物理设备之间,其设计和实现中存在漏洞风险应用与数据安全应用层攻击经成为最大安全威胁
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