基于虚拟化的企业云数据中心研究

刘东旭

摘 要：以大数据和5G网络技术为基础的云计算技术为传统企业数据中心提供了先进的理念和平台架构以及技术支持。企业云计算数据中心基于云计算、大数据和其他先进技术，本着节约成本、易于维护的原则，为政府和企业提供便利化的数字化服务。通过建立分层虚拟计算资源库，不仅实现了企业云计算数据中心的低成本、高收益的运行，而且能为企业各部门动态分配资源，大大提高了企业数据的计算存储能力以及数据网络传输的安全性。

关键词：虚拟化;云存储;云数据中心

中图分类号：TP308 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）01-054-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.024

1 传统数据中心的弊端

“互联网+”概念的普及、推广和电子商务技术的更新，推动企业必须进行业务模式的变革，以及对于大量企业电子数据的统一集中式管理，这对企业的信息化建设提出了更高的要求。传统的数据中心已经不能适应现代企业对于高效节能、资源整合、快速响应、信息安全等多方面的要求，投资额巨大、按需服务能力差、场地严重不足、运营成本高、能耗大、安全性差、可用性低都是亟待解决的问题。

由于缺乏信息化建设专业技术人才，企业往往在硬件、能耗和管理等IT层面投入巨大成本，在不同时期分批采购的IT设备互不兼容，使得运维难度陡增。服务器、存储和网络等资源均按照峰值建设，资源平均利用率低。海量信息的存储和处理难，拥有几百TB、PB级数据的企业正在逐步增多，且业务数据保存周期越来越长;不同厂商生产的固态硬盘在集中存储时很难互相兼容，数据转储较为复杂。高可用性差，服务器虽利用率低，平均利用率不足30%，而且无法根据业务部门需要做到快速、灵活、动态调配;缺乏弹性的系统设计，应对业务突发状况差;扩展困难，配件难寻，往往需要考虑新购，单纯的纵向扩展，性能却没有随之提高。

由于信息化技术支持力量薄弱，建设完备的企业数据中心往往需要较长时间，不能够实现快速部署;不同部门使用不同的管理工具，要想实现各部门服务器、存储、网络、安全的统一化管理非常困难。

2 云数据中心的架构及其特点

企业云计算数据中心总体架构一般是由硬件资源层、虚拟化层、代理层、全局管理层和客户端应用组成，物理资源层位于云数据中心整体架构的最底层主要为不同类型的业务应用提供必要的服务器、网络和存储基础设施等基础保障;虚拟化层将各种IT资源进行虚拟化，如服务器虚拟化，存储虚拟化，桌面虚拟化等;代理层包括负载均衡服务、资源自动调动服务、云监控服务等;全局管理层包括用户管理、集群管理、存储管理等[1]。

企业云计算数据中心为用户提供基础计算服务和数据存储资源，使硬件利用率显著提升，大大减少了设备数量，节省机房空间、电能。全局管理层提供的数据传输保护技术、权限控制和审计策略，为用户提供数据共享与交换的安全性，实现了数据传输的安全性。企业云数据中心的特点为：

2.1 高度虚拟化

将IT资源池中的服务器、存储器、网络资源、用户应用程序等进行虚拟化处理[2]，可方便用户根据需求进行资源调配。云计算数据中心可以使现有的IT服务更可靠、更自动化。当正常运转的硬件资源出现突发状况不可用时，虚拟机技术的使用会在很短的时间内动态迁移到其他硬件资源并完成原先的服务部署，不用再次搭建和配置服務;池中的资源可以根据企业不同部门的应用需求进行动态调整和扩展，有效地应对了企业业务变更快和人员增减流动性强的问题。

2.2 资源调配自动化

云数据中心可以实现物理服务器、虚拟服务器，相关业务自动化流程管理、客户服务等自动化管理。简单的诸多物理设备的堆积和互连不能算作是云计算数据中心的基础资源，云计算数据中心是要建设一个大型的IT资源池，资源池中的所有资源对于用户都是透明的，池中虚拟化资源所独有的动态迁移特性有利于资源的合理分配。

2.3 应用部署迅速

由于云计算数据中心采用自动化的方式对所辖资源进行管理，因此，不论是服务的搭建部署，还是对于软硬件资源的代管，都是统一在资源池中完成，无需多方协调和对接其他资源共同完成，从而调高服务搭建的效率，快速响应企业的需求。

3 云数据中心在企业中的应用

完备的云数据中心通常包括虚拟化管理平台、虚拟化数据中心的运维管理、关键数据的备份、数据传输的安全等。集中所有的IT资源进行虚拟化处理并统一放入资源池中由虚拟数据中心进行管控，实现了数据共享、资源有效整合和动态调配以及高利用率。虚拟数据中心管理平台可以在统一的管理平台上实现基础设施的管理、池中虚拟化资源的管理以及多区域、多数据中心的管理[3]。其功能特点使得云数据中心应用广泛：

一是对于企业分散的硬件资源和数据中心的整合，为企业内部分散的硬件资源或者企业之间分散的数据中心提供整合方案;通过提供集中的、标准化的数据管理，大大减低了企业运维成本，使得企业在进行获取和传输数据时极为便捷。

二是为企业提供集中化的应用负载均衡和虚拟机自动伸缩，提供分布式的负载均衡能够有效分散资源压力，大大提高了提高了资源使用率;独特的资源动态调配功能能够有效节约硬件投资。

三是对于集中SaaS应用的数据支撑，为需要高性能数据中心的集中的SaaS应用服务的企业提供海量数据管理能力、动态扩展能力。

4 企业云数据中心的优势

云数据中心是将数据计算、数据存储和网络资源进行松散耦合，以此建立起IT资源的完全虚拟化、更高程度的模块化、更高程度的自动化以及更高程度的绿色节能的互联网数据中心。数据中心是网络的逻辑中心，是业务的源泉，应具备非常丰富的带宽资源、安全可靠的物理设施、高水平的网络管理、非常完善的增值业务[4]。企业云数据中心通过云计算将企业已有的网路资源和技术能力进行整合，从而提升企业数据传输的效率和安全性，也为应对企业未来的发展实现业务拓展打下了良好的基础，其优势体现在。

4.1 建立虚拟化IT资源池

依托虚拟化技术在企业原先已搭建的数据中心的硬件资源的前提下，构建一个云计算平台和一个以共享为目标的IT基础设施池，把虚拟化的资源如服务器、存储器、网络资源等动态调配给企业各个部门。不同厂商生产的硬件资源以及管理工具的不兼容性被完全忽略，把所有的物理设备如计算资源、存储资源和网络资源等进行资源整合，形成以资源服务形式提供给顶层应用的硬件资源池，实现了资源的动态分配。虚拟化技术促使基础设施资源能够根据企业业务的变化迅速完成资源重新部署。IT基础设施的动态部署打破了动态并发服务延迟高的弊端，极大满足了快速增长的分析和计算能力以及峰值容量的需求。

4.2 集中式运维管理

云数据中心为了方便企业用户对于数据的查询和管理，使用一套扩展性强、兼容性强的管理应用系统帮助用户进行数据的远程管控，解除了企业技术力量薄弱和担心数据遭受网络攻击的后顾之忧。不同用户产生的网络流量可以通过云平台进行实时监控。云数据中心的高度自动化的运维管理简化了企业对于数据资源的管控，减少了人为操作错误造成的系统故障，大大降低了运行和维护成本，真正做到了绿色、低碳和环保的可持续发展。

4.3 实现云存储

利用云存储可以有效地存储、分析和处理海量数据，并对包括结构化数据和非结构化数据在内的数据进行虚拟化存储，灾难恢复，配置动态存储容量，自动分层存储等操作。在大规模并发环境中实现文件系统、结构化数据库、非结构化数据等的分布式存储和计算，支持实时动态扩展，以及针对非对称读写需求的数据进行存储和优化处理。

4.4 保障信息安全

云数据中心必须保证云中客户数据的安全性和可靠性。它需要为云中的资源和基本服务提供自底向上的安全性。依托在基础设施系统安全、网络安全和数据安全方面建立完整的安全保护体系，从而确保整个云平台本身和应用服务的完整性和可用性，确保获取、存储、传输、处理和显示的信息的真实性、保密性和完整性。

5 结语

构建灵活高效的企业级云数据中心已成为成功应对未来挑战的重要保障和前提。通過建立云计算的互联网数据中心，除了能够满足企业自身业务服务的需要，冗余部分服务也可以提供给其他用户，方便用户使用浏览器接受服务，完成对数据的托管，促使企业从云计算的使用者向云计算服务提供者的身份转型。

企业云数据中心是企业根据经营实情由企业定制并被企业用户使用，以组织内部用户、合作伙伴和客户为服务对象的云数据中心，不仅能够将IT资源转变为服务快速推送给用户，而且允许用户通过网络方便灵活地访问可配置计算的资源共享池。随着时代的发展，企业正在寻求新的途径以便应对日趋激烈的市场竞争、不断攀升的成本需求、愈发趋向复杂的客户需求等。企业传统的数据中心已不能满足企业发展的要求，以云计算为核心的企业云数据中心以其整合性、敏捷性、高可用性和高性能等特点成为企业必不可少的新一代的数据中心。因此，如何正确运用云计算优势帮助自身更轻松、迅速地收集、管理和分析数据，从中挖掘蕴含可贵商业价值的信息，最终为企业创造价值，是值得企业探究的重要课题。

参考文献

[1] 彭飞.基于云技术的企业异地协同研发云数据中心设计及应用[J].机械工程与自动化，2018（03）：21-23.

[2] 黄志诚.数据中心建设中服务器虚拟化的应用研究[J].科技资讯，2018（03）：36-38.

[3] 张冰.基于IaaS的云平台及其在大型企业数据中心的应用[J].南阳师范学院学报，2015（12）：8-10.

[4] 吴志强.基于云计算的企业级网络数据中心的研究与设计[J].实验室研究与探索，2015（06）：52-54.