Cloud Computing Architecture изграждане частен облак от Microsoft

Дейвид Zembiki

Има много определения за изчислителни облаци, но най-просторните и добре познато prinadzhezhit Националния институт за стандарти и технологии (Националния институт за стандарти и технологии, NIST). NIST е определил пет основни характеристики, три модела на услуги, както и четири разполагане модели. Колективно, петте качества съставляват определението, че е единственото решение със следните характеристики могат да бъдат наречени "облак":

  • Самообслужване по поръчка;
  • канал мрежа;
  • Ресурсното подпомагане басейни;
  • Red Fast мащабируемост (еластичност);
  • измеримост на потреблението на услуги.

NIST също са определени три модела на услуги, или както те се наричат ​​понякога, нивата на архитектурата:

  • Инфраструктурата като услуга (Инфраструктура като услуга, IaaS);
  • Софтуер като услуга (софтуер като услуга, SaaS);
  • latforma като услуга (Platform като услуга, PaaS).

И накрая, NIST идентифицирани четири модела за внедряване:

  • ACTH облак (Private Cloud);
  • Общият брой на облак (Cloud на Общността);
  • публичния облак (Public Cloud);
  • облак хибрид (Hybrid облак).

Познаването на облака

Екипът на Microsoft Services създаден, проектиран и внедри решение Private Cloud / IaaS базирани на Windows Server, Hyper-V и System Center. По време на тази поредица от статии ще покажем как можете да интегрирате и да разположи всеки компонент продукт като решение и в същото време да се осигури такива основни облачни атрибути като еластичност, поддръжка на ресурсни пулове, и на самообслужване.

В изчерпателно определение на облаците ще използваме модели NIST разполагане. Терминът "частен облак" ще се използва в различен контекст, без оглед на модел на обслужване.

В допълнение към характеристиките, описани в дефиницията на NIST, ние се създаде няколко допълнителни изисквания за този проект:

  • приоритет за стабилността на съкращения;
  • еднообразие и стандартизация;
  • Ресурсното подпомагане басейни;
  • виртуализация;
  • управленска структура Fabric;
  • еластичност;
  • разделяне на споделени ресурси;
  • прозрачност на изчисляване на таксите за ползване на облака.

В един от отборите на Microsoft се събраха и определено тези принципи. Екипът оценка за работата на организацията Global Foundation услуги (GFS), нашите глобални центрове за данни са отговорни за, отдел MSIT, който работи Microsoft инфраструктура и приложения, както и няколко големи клиенти, се съгласиха да участват в проучването. Въоръжени с горните определения и изисквания, приети, ние се премества в зависимост от етапа на проектиране архитектура. Ето, ние сме идентифицирали изискванията и да се създаде съответната им модел архитектура.

Основната структура на Private Cloud / IaaS

Cloud Computing Architecture изграждане частен облак от Microsoft

Фиг. 1. В основата на основната архитектура

Нивото на оборудване включва оборудване центрове за данни и механични системи, както и подсистемата за съхранение, мрежа и компютърна инфраструктура. За да взаимодействат със слоеве, разположени над архитектура, всеки от тези елементи трябва да осигури контрол интерфейси. В Примерите включват сървъри, поддържащи интерфейса Web Services-управление (WS-управление) и масиви за съхранение, се предоставят въз основа на интерфейса на Windows PowerShell, или SMI-S (Инициатива за съхранение на управление - спецификация).

В Microsoft твърди, че Hyper-V Cloud FastTrack програма е предназначена да се комбинира софтуер на Microsoft, единни стандарти, получен от партньори OEM, валидирани конфигурации за компютри, мрежи и съхранение, както и допълнителни софтуерни компоненти за създаване на частни облачни решения. Компании като Hewlett-Packard Co. Dell Inc. IBM Corp. Fujitsu, Hitachi Ltd. и NEC Corp. Те са FastTrack партньори и осигурява интегрирани решения и доказана ниво хардуер.

За виртуализиране слой трябва да бъде нивото на автоматизация (фиг. 2). нива на автоматизация, контрол и оркестрация конструирани от малък до голям съгласно процес IT автоматизация. Най-ниската от тях - на нивото на автоматизация - включва технологии като Windows PowerShell 2.0, Windows инструменти за управление (WMI) и WS-управление. Тези основни технологии предоставят интерфейс между контрол по-високо ниво и физически и виртуални ресурси.

Cloud Computing Architecture изграждане частен облак от Microsoft

Фиг. 2. Архитектурата на модела, използван за създаване на модела на частния облак

Изрично, това ниво обикновено е в традиционните ИТ структури не се случват, но това е изключително важно да предостави доказателства на облаците. Той се свързва най-различни продукти, технологии и процеси, които дават възможност за пълна автоматизация на ИТ процеси. System Center Configuration Мениджър автоматизира разгръщането кръпка, но нейната интеграция с поддръжка и система за управление или допълнителни трети страни продукти и решения изисква съгласуване (оркестрация) чрез процеси, в които участват най-различни продукти.

използване на System Center Opalis (името му е скоро заменя със System Center Оркестратор) за изпълнението на това ниво. Opalis интегрира пакета System Center и улеснява интеграцията с множество трети страни и партньори решения. Нивото на оркестрация помага да се създаде работни процеси и задачи за автоматизиране на сложни задачи, като например разполагането клъстери кръпка на домакините и виртуални машини да работят за подготовка.

Потребителски интерфейси самообслужване и администратор

В продължение на много ИТ организации, определени в NIST знак на самообслужване по заявка или ръководство за самообслужване е перфектен новост. На първо място, става дума за премахване на бариерите между нуждите на потребителите на ИТ ресурсите и възможността да ги избави. Така например, в някои организации, тъй като подаването на искането за инсталирането на нов сървър, преди да е готов за незабавна операция се простира до шест месеца. ограничения на процеса и технологии водят до закъснения.

Функция на самообслужване, е необходим нов интерфейс, който позволява на потребителите да поискат ресурси. Най-често това се реализира, тъй като портал за самообслужване, където потребителите да имат достъп до каталог услуга, от която можете да изберете, например, инсталирането на нова виртуална машина.

В нашата основна архитектура сме определили и самообслужване интерфейс и централизирана ИТ администратор интерфейс. За да създадете потребителски интерфейс Microsoft предлага да се използват System Center Virtual Machine Manager (VMM) самообслужване Portal 2.0, а за потребителски скриптове и хостинг - Dynamic Datacenter Toolkit за общежитие (DDTK-H). Нашето решение използва индивидуална версия DDTK-H поради необходимостта от специални настройки и автоматизация. Ние очакваме, че в бъдеще продуктите на Microsoft ще бъдат по-готови решения.

Интерфейсът на администратор е създаден с помощта на System Center Service Manager (SCSM) интерфейси и System Center. SCSM - най-новите продукти на Microsoft. Тя осигурява управление на базата данни за конфигурацията на (CMDB), както и надеждно управление на промяна решение. В нашето решение, всички стандартни операции се генерират във формата на искания за промени в SCSM. Те започне автоматизирани работни потоци в Opalis. Така че ние се гарантира правилното управление на промяната, като предоставя разширени възможности за автоматизация.

Логически модел на Private Cloud / IaaS

Една от основните разлики между частен облак и традиционната сървърна инфраструктура център за данни е абстракция от материални ресурси, като например сървъри, мрежа и дискови ресурси. Те се обединяват по-високо ниво в басейните на ресурса, причинени от дефект на домейни, подновяване на домейн и др .. Тези асоциации са логични до физическа инфраструктура, и ще помогне да вземат информирани решения за подготовката и управлението на ресурсите. За нашата основна архитектура сме избрали логическия модел, въз основа на резултатите от работата, извършвани от Microsoft Global Foundation Services, Windows Azure и MSIT (фиг. 3).

Cloud Computing Architecture изграждане частен облак от Microsoft

Фиг. 3. Моделът на логическо групиране Private Cloud / IaaS

Дефиниции следните обекти.

Структура Fabric IaaS цялата инфраструктура и системи за управление в рамките на основната архитектура. Плат може да се състои от множество места и центрове за данни.

Център за данни / сайт физическото местоположение на обекта или намиране на един или повече ресурсни пулове.

Resource Pool ресурс басейн, който включва сървър, мрежа, както и за съхранение, осигурява споделяне на общи съоръжения и изходни параметри на конфигурацията. Те не споделят една точка на неуспех при всеки друг ресурс басейн (с изключение на собствено ползване). Басейнът на ресурсите може да бъде разделена на дефектни домейни, определяне на дефектния домейн като група от инфраструктурните компоненти с обща конфигурация, която не споделя една точка на неуспех при всеки друг дефектен домейн. За простота в нашето решение за обединяване на ресурсите и дефектни еквиваленти на домейни.

Unit мащабиране Това е комплект, който се състои от сървъри, мрежови и устройства за съхранение, както и внедрен като едно цяло. Това е най-малката единица на тези, които са разположени в структурата на центъра за данни. В зависимост от потребителя, това може да бъде chetyrehuzlovoy клъстер Hyper-V или 64 часа пълни остриета. размер компонент обикновено е определен на базата на средно на тримесечие търсенето на нови ресурси. Вместо това, всеки път, когато допълнителни ресурси, за разполагане на отделен сървър, можете да разположите компоненти да отговарят на нуждите и запазване на възможността за по-нататъшен растеж.

А клъстер е група с източници, включително от два до шестнадесет Hyper-V сървъри в конфигурация срив клъстер, и свързана мрежа и съхранение.

Домейн ъпгрейди Това е набор от инфраструктурни елементи в басейн на ресурсите, които могат да бъдат поддържани, забранете или актуализация, без да причини спиране на работата на виртуални машини или работа процесите, протичащи в локва ресурс. В тази архитектура, всеки възел във всяка група ресурс басейн представлява актуализация на домейн. Тъй като всяка група има резервен възел (15 + 1), можете да запазите един възел във всяка група, без престой (VMS мигрират от другата страна на клъстера за извършване на дейности по поддръжка). Тъй като всички възли в един басейн на ресурси, за да формират една актуализации на домейни, следните възловите точки - в секунда актуализациите на домейни и др (Фигура 4) ....

Cloud Computing Architecture изграждане частен облак от Microsoft

Фиг. 4. обединяване на ресурсите, с дъщерни мащабиране единици

Необходимостта да се определят и реализират тези контейнери се дължи на факта, че те могат да бъдат автоматизирани интелигентен започване и контрол. Например, когато се работи с уеб ферма от четири сървъри трябва да бъде сигурен, че високото ниво на наличие на поне един от сайтовете, в случай на повреда. Просто трябва да се уверите, за да поискат образуване на два сайтове и две или повече на басейна ресурс. Това се постига чрез определянето на ресурсни пулове и тяхното позоваването на физическата инфраструктура. Правилното организиране на виртуални машини може да се постигне гъвкавост услуга.

Основна изпълнение Private Cloud / IaaS

Логически и физическо разделяне на платформата за управление по разположение на платформа виртуална машина помага да мащабирате всеки един от тях поотделно (фиг. 5). В центъра на веригата на фиг. 5 показва ресурсни пулове в рамките на системата за управление и цялостното решение като цяло, които могат да бъдат разгърнати в съществуващ център за данни.

Cloud Computing Architecture изграждане частен облак от Microsoft

Фиг. 5. логика диаграма Архитектурата на изпълнение

Автоматизирано разгръщане - един от ключовите елементи на основен изпълнение, който служи за подобряване и ускоряване на внедряването и последователността на изпълнение. Това наистина е така, защото Microsoft Services работи с широк кръг от партньори и потребители. За да се автоматизира разгръщането на основен изпълнение осигурява безплатен набор от инструменти на Microsoft Deployment Toolkit (MDT) и Microsoft Services Хидратация рамка. MDT разширява разполагане възможности за автоматизация.

Определяне на задължителни полета работен проект - на следващия етап от процеса на проектиране. Тук тези области:

  • За подробности относно дизайна на всеки продукт System Center;
  • Повече подробности за инфраструктурата структура за управление на проекти Fabric;
  • Започване контрол структура плат;
  • проектиране мащабиране единици;
  • подготовка на мащабиране единици;
  • дизайн работни потоци.

Основната архитектура гарантира, че всички признаци на облаците, както са определени от NIST и механизма за засилено ИТ автоматизация. При избора на сценарий автоматизация ние се фокусирахме върху по-високата сложност, по-високи разходи и рискове от потребителски грешки в скрипта. За тази цел, решението за автоматизиране на следните процеси:

инсталиране на управленска структура Fabric:

  • разполагане фабрика Hyper-V-домакин контрол;
  • разполагането на виртуален SQL клъстери;
  • разгръщане VMM;
  • разполагане SCSM;
  • разгръщане на Център Мениджър Система Operations (SCOM);
  • разгръщане на System Center Configuration Manager (SCCM);
  • разгръщане на System Center Opalis;
  • персонализация и персонализиране;

Получаване на устройството за мащабиране (хост клъстер):

  • инсталиране на "чист" операционна система;
  • Монтаж Hyper-V;
  • конфигуриране на клъстери;

Монтаж мащабиране единични петна (домакин касетъчни):

  • оркестрация миграция на виртуални машини от Силите за изкърпване използвате режим VMM поддръжка и SCOM за всеки ъпгрейд домейн;
  • оркестрация SCCM да закърпи домакини и проверява успешна инсталация на петна;
  • подкрепа за дистанционно режима за хостване и прехода към следващия ъпгрейд достояние;
  • оркестрация на живо миграция на виртуални машини от домакини, които изискват поддръжка с режим VMM поддръжка и SCOM;
  • отдалечен хост за подпомагане на режима;

подготовка на виртуална машина:

  • предоставящи възможности за започване на виртуална машина чрез интерфейса на портала;
  • Opalis получава искания за обезпечаване и оркестрация извършва подготовка на виртуални машини върху предварително конфигуриран шаблони;
  • Opalis проверява дали виртуалната машина е създаден и за да се гарантира неговата видимост във всички продукти на System Center;
  • Opalis инсталира агент SCOM в желаните виртуални машини;
  • виртуални машини са на разположение и готови да бъдат управлявани чрез интерфейса на портала;

премахване на започването на виртуалната машина:

  • Създаване на искане за отмяна на старта на виртуална машина чрез интерфейса на портала;
  • Opalis получава искания за премахване на започване, премахва виртуалната машина от всички продукти на System Center, а след това се изтрива виртуална машина;
  • Opalis премахва запис Active Directory на виртуалната машина и записа А в DNS.

В следващата статия в тази серия ще изучаваме подробно за управление на проекти архитектура Fabric структура, включително проект Hyper-V управленска структура Fabric клъстер проект виртуализирана SQL клъстер и структурирането на всеки от продуктите на System Center. В допълнение, ние ще говорим за единица мащабиране проект съдържащ Hyper-V клъстери от 16 възела.

Zembiki Дейвид (David Ziembicki) носи заглавието на Microsoft Certified Architect и работещи решения архитект в организацията на Microsoft за публичния сектор на услугите CTO, специализирана в виртуализация и частни изчислителни облаци. След пет години в Microsoft, Дейвид доведе инфраструктурни проекти в много обществени институции. Той е водещ архитект в развитието на Microsoft частен облак и решения за виртуализация. Microsoft е изминало най-много семинари и прочетете много лекции на курсове за виртуализация. Дейвид може да се постигне чрез своя блог blogs.technet.com/davidzi.