一、企業應用架構的未來演進趨勢
今天,承載在物理服務器上的、以關系數據庫為核心的、事務型的傳統架構應用占據了企業應用的大半江山。但同時,我們也看到了由數據驅動的分布式架構應用、CloudNative應用走上了企業應用的舞臺。在未來,可以預見,隨著移動互聯網的普及、大數據技術的不斷成熟、網絡帶寬的不斷提升,基于分布式架構的應用會逐步擠壓傳統應用的空間。根據權威分析機構的最新報告,在2020年,幾乎所有的應用都會承載在云端,傳統架構與分布式架構的比例也會發生逆轉。
圖1 傳統應用架構和分布式應用架構
根據架構核心關注點的不同,我們可以把企業業務云化的演進劃分為三個階段:
Cloud1.0:以數據庫為核心的傳統業務應用云化。此階段的應用以數據庫為核心,垂直整合,架構緊耦合,典型場景BOM域、VAS域等應用系統云化(資源池化)。基本都是存量應用的云化搬遷過程,核心關注點在于業務平滑上云,資源最優利用。
Cloud2.0:分布式、服務化的新應用云化。此階段的應用以數據為核心,去中心化水平分層,大規模,架構松耦合。這個階段既有存量應用的改造上云,也有直接基于云化、服務化開發的新業務上云,典型場景開發測試環境云化。新應用云化的過程,核心關注點在于業務開發(改造)服務化,業務使用服務化。
Cloud3.0:微服務化、CloudNative應用云化。此階段的應用以云原生、微服務化為核心,在去中心化水平分層,大規模的基礎上,進一步解耦,輕量化,可組裝,急速上線,架構松耦合。這個階段的應用直接基于微服務的架構來開發。CloudNative應用,核心關注點在于業務極速上線,快速試錯,對應的業務組織、維護組織相應變革。
二、云平臺基礎設施——支撐企業應用架構漸進式演進的基石
企業云轉型不是一蹴而就的,而是一個逐步演進的過程,目前從演進階段上來說,雖然部分互聯網企業已經開始了Cloud3.0的探索,但絕大多數企業都處于從Cloud1.0到Cloud2.0演進的過程中,在這個轉型的過程中,如何選擇一個既符合業務演進要求,又穩定可靠的企業級云平臺,是CIO們最為關注的事情。
下面我們云平臺基礎設施的演進來進行一次深入的探討。
圖2 云平臺基礎設施的演進
Cloud1.0:
如上圖,Cloud1.0階段,主要承載傳統業務的云化搬遷,聚焦于資源池化,在這個階段虛擬化架構是我們的不二選擇。
那么面對繁多的虛擬化廠商,紛繁的技術流派,如何取舍?在回答這個問題之前,我們再回顧一下,Cloud1.0階段業務云化的核心訴求為“業務平滑上云,資源最優利用”。
資源利用最優,大家很容易理解,這里不再贅述。
對于“業務平滑上云”,這里面包含了三層含義,其一,應用不改,從物理環境平滑搬遷到云化環境;其二,維護組織不變,從維護物理環境到維護虛擬化環境,組織結構基本不變;其三,業務體驗一致,企業傳統關鍵應用云化,需要保持業務體驗的一致性、安全性和連續性。
通過上面的分析,我們不難得出,Cloud1.0階段,對于虛擬化平臺的選型要素有二:一是開放,能夠支持多樣的企業應用,能夠支持承載這些企業應用的GuestOS(包括一些老舊系統),能夠支持主流廠商的硬件設備;二是企業級可靠性,企業級可靠性是傳統關鍵應用云化的必然要求。
我們這里選取了主流的虛擬化平臺VMware、XEN、KVM為代表來進行一些對比分析。
圖3 虛擬化平臺VMware、XEN、KVM為代表進行對比分析
首先,從發展歷程來看,虛擬化技術起源上世紀60年代,IBM因大型機硬件昂貴,為提升資源利用率提出,虛擬化技術真正走向成熟是隨著x86發展起來,商用軟件領域選擇VMware是業界的領頭羊,我們重點分析開源領域,XEN和KVM是主要的兩個技術流派,XEN虛擬化技術發展早,成熟商用時間更早,但本質上仍屬于同代的技術。
圖4 企業虛似化市場份額和公有云市場份額
其次,從業界虛擬化技術應用領域分布來看,XEN具備大規模商用案例,KVM商用案例少成熟度尚待檢驗。
從企業私有云市場來看,XEN家族(Hyper-V、Xen-Server、OracleXen)使用量僅次于VMware,占30%+。KVM商用案例較少。
從公有云服務市場來看,主流運營商均使用Xen家族平臺,包括AWS、Rackspace、SoftLayer、阿里、Oracle。
由于在虛擬化領域的起步較早,XEN對GuestOS有更好的兼容性,特別是RHEL3,SuSESLES9等早期的操作系統,KVM無法支持。
圖5 化碼量差異
再次,從兩種虛擬化的技術生態對比看,我們可以看出這兩種開源技術軟件棧技術生態基本相似,只是技術架構存在差異,是兩種擁有各自特點的虛擬化技術,不存在誰在開源生態或技術上更先進的問題。
圖6 XEN平臺、KVM平臺
最后,從平臺架構的角度,XEN、KVM架構各有所長。
XEN平臺架構側重安全性:為保證安全性,各Domain之間對共享區域的訪問和映射必須通過Hypervisor授權
KVM平臺架構側重性能:VM之間以及與HostKernel之間對共享區域的訪問和映射無需Hypervisor進行授權,故整個訪問路徑較短;使用Linuxbaremetal內核,損耗更小。
以上僅僅是理論分析,在實際的應用中,基于XEN和KVM架構的商用發行廠商表現如何,更多取決于發行廠商的技術能力和工程經驗積累(如對性能有嚴苛要求的SAPHANA,全球獲得認證的三家廠商(云服務商)AWS、VMware、華為中,AWS、華為均采用XEN平臺,至今還未有任何基于KVM的發行廠商通過認證)。
綜上,不難看出,在Cloud1.0階段,閉源的VMware或基于開源XEN的發行版是最佳選擇。
cloud2.0:
圖7 統一云管理平臺
步入Cloud2.0時代,伴隨的分布式應用、大數據應用的來臨,數據庫服務需要裸金屬來發揮最佳的性能及維保問題,傳統業務已經被云化(資源池化),新的業務的開發、部署需要資源服務API,需要更加開放的生態,單一的資源池化(虛擬化)已經無法滿足業務需求。如何根據業務的需要,同時支持傳統業務、分布式新業務部署在同一朵云上,也越來越被CIO們所關注。
答案就在在云統一管理平臺(云OS),通過云平臺,構建“一云多池”的基礎設施體系,可以輕松滿足業務發展對開放的生態、統一的API、統一的服務的核心訴求。
傳統的關鍵應用,部署在成熟可靠的VMware或者Xen之上,保護企業歷史投資;新的業務由分布式來保證業務自身的高可用,降低了對虛擬化平臺可靠性的要求,故開發測試類應用,可以選擇KVM來建設,對于性能有極致要求的NFV類應用,可以用KVM資源池來承載,重載數據庫應用,也可以部署在物理服務器上,通過物理服務器自動化納入云平臺統一管理,形成統一的云服務提供給最終用戶,實現了資源多樣化供給,資源服務統一化呈現的目標。
縱觀云平臺的發展,從Eucalyptus到CloudStack,再到OpenStack。隨著包括IBM、HP、VMware、華為、RedHat、AT&T、Orange等主流IT廠商、電信運營商的加盟,OpenStack已成為當今最具影響力的
云計算開源項目,是企業IT當前最佳的選擇。目前OpenStack正成為未來云平臺的事實標準和絕大多數客戶的選擇。
Cloud3.0:
圖8 以應用為核心的全局資源管理
在當前業界還處于探索階段,當企業云轉型漸漸深入之后,業務軟件本身開始按照云的特點進行重新的設計和重構,大量創新應用也是按照微服務的架構和CloudNative思想設計,因此這一階段的架構選型需要滿足業務對輕量化、分布式、敏捷性的要求,多采用容器技術實現,其中以Docker應用最為廣泛,而承襲Cloud2.0的“一云多池”架構,可以通過增加容器資源池輕松搞定,。
三、總結
綜上所述,企業云轉型真正需要的是漸進式云化,拒絕斷崖式革命,不改變現有應用的前提下,平滑遷移業務到云平臺上,可以納管已有設備,保護現有投資,在此基礎上,具備基于新技術的創新業務快速推向市場的能力,支持企業數字化轉型,同時云平臺的建設要滿足開放架構的要求,構建開發者和ISV的生態,避免被單一廠商鎖定。
為了構建企業級開放云平臺,當前企業IT架構需要混合IT的基礎設施去承載不同的業務類型,滿足企業云轉型的各方面訴求,通過“一云多池”的統一架構,打造統一API,統一服務,開放生態的開放企業級云平臺基礎設施助力企業業務變革。
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