彈性軟件是保證當(dāng)今復(fù)雜的IT環(huán)境下運(yùn)行規(guī)模云服務(wù)可用性的關(guān)鍵推動(dòng)因素。通過轉(zhuǎn)變遠(yuǎn)離硬件冗余的思路，微. . .
本文作者戴維·高塞爾是微軟全球基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)總監(jiān)。主要負(fù)責(zé)微軟的技術(shù)發(fā)展方向以及該企業(yè)全球數(shù)據(jù)中心綜合基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)碳排量可靠性的整合。
傳統(tǒng)設(shè)備vs. 規(guī)模云計(jì)算
由于全球各地的人們?cè)絹碓揭蕾囉谠品?wù)來充分享受他們的數(shù)字化生活，盡管在物理故障時(shí)常發(fā)生的情況下，這也使得在線服務(wù)方面的需求的增加變得日益迫切。 正如我的同事戴維·比爾在本系列文章的第一部分所介紹的那樣，云服務(wù)提供商需要從傳統(tǒng)對(duì)于復(fù)雜的硬件冗余方案的過渡依賴，轉(zhuǎn)向于專注開發(fā)更多的智能軟件，以便可以監(jiān)控、預(yù)測(cè)，并有效地管理物理基礎(chǔ)設(shè)施的故障。當(dāng)服務(wù)可用性設(shè)計(jì)內(nèi)置于更具彈性的軟件時(shí)，會(huì)有利于我們反思如何設(shè)計(jì)重大的物理數(shù)據(jù)中心。
直到2008年，像行業(yè)內(nèi)的諸多企業(yè)一樣，微軟也是遵循傳統(tǒng)企業(yè)的IT數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)和運(yùn)行方法，通過多級(jí)冗余來交付高度可用的硬件。這使得軟件開發(fā)人員必須依賴于硬件隨時(shí)都是可用的，或者動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)冗余副本僅僅被認(rèn)為是用于災(zāi)難恢復(fù)。而當(dāng)轉(zhuǎn)向通過依賴硬件的可用性之后，我們?cè)谲浖矫娅@得了長(zhǎng)足的發(fā)展。雖然我們?cè)谠缙诘哪Ｐ椭性?jīng)歷過某些硬件故障和人為錯(cuò)誤，但我們最終成功地交付了高度可用性的服務(wù)。然而，當(dāng)我們?cè)谖覀兎Q之為“規(guī)模云計(jì)算”方面獲得顯著進(jìn)展時(shí)，我們很快看到了，所需的投資水平和復(fù)雜程度是站不住腳的。我們也認(rèn)識(shí)到，這種軟件可能會(huì)比硬件導(dǎo)致更重大的服務(wù)中斷。
編寫代碼的可用性
我們今天所運(yùn)行云規(guī)模數(shù)據(jù)中心仍然需要大量的硬件，但軟件已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心服務(wù)可用性的主要驅(qū)動(dòng)因素。在某些情況下，其幫助我們顯著地減少了對(duì)于物理冗余的需求。通過解決軟件中的可用性程式，我們可以查看到物理環(huán)境的方方面面，從中央處理單元(CPU)到建筑本身。作為集成的系統(tǒng)同時(shí)又可以優(yōu)化各個(gè)方面的工作。
通過軟件開發(fā)工具和工作量的布局引擎，我們可以編寫一個(gè)數(shù)據(jù)中心的可用性的解決方案，比我們安裝物理冗余硬件要快得多。這種心態(tài)的轉(zhuǎn)變迅速創(chuàng)建了復(fù)合改進(jìn)可靠性、可擴(kuò)展性、效率和我們?cè)谠仆顿Y組合中發(fā)展的可持續(xù)性。
在我們的數(shù)據(jù)中心，我們已經(jīng)接受了這個(gè)事實(shí)，即資金的缺乏將減少硬件故障或人為錯(cuò)誤。因?yàn)檫@樣的服務(wù)可用性的設(shè)計(jì)必須在軟件層。不管發(fā)生任何事，應(yīng)用程序或服務(wù)應(yīng)該很好的將故障轉(zhuǎn)移到另一個(gè)群集或數(shù)據(jù)中心，同時(shí)保證客戶的體
驗(yàn)不受影響。這些故障預(yù)期將按照業(yè)務(wù)規(guī)則在一定的條件下操作，也就絕不會(huì)成為在凌晨?jī)牲c(diǎn)將公司的CIO電話吵醒的原因了。
這種方法使我們接受了要在我們的環(huán)境中進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)衡量，并刪除冗余的基礎(chǔ)設(shè)施的重要部分。2009年以來，我們開始提升數(shù)據(jù)中心的環(huán)境溫度，使得冷水機(jī)組成為了我們重要的設(shè)施之一，這帶來了用水量大巨大減少(平均只占到傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心用水量的1%)以及節(jié)能效果的顯著提升(平均節(jié)省了50%的能源)。同時(shí)，自2009年以來，我們還在沒有使用備用發(fā)電機(jī)的情況下一直經(jīng)營(yíng)數(shù)萬數(shù)千臺(tái)服務(wù)器，即使在發(fā)生停電中斷時(shí)，也保證了數(shù)以萬計(jì)的用戶體驗(yàn)。通過優(yōu)化我們的應(yīng)用程序集群在物理世界中不相關(guān)的故障域的大小，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小故障的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使我們能夠區(qū)分故障并影響維護(hù)。
每一個(gè)GPS需要地圖
彈性軟件解決了現(xiàn)實(shí)世界之外的問題，但為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這個(gè)軟件需要對(duì)其所駐留的物理環(huán)境有相當(dāng)?shù)牧私?。而一家?shù)據(jù)中心經(jīng)理的作用就相當(dāng)于一部衛(wèi)星電話，它很少配備GPS功能。很少有數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商在服務(wù)器或工作量安置如何影響服務(wù)可用性方面有一套全面的看法。
典型的配置活動(dòng)更像是藝術(shù)而非科學(xué)：平衡能力的限制、利用目標(biāo)、虛擬化的舉措和預(yù)算。在這一過程中依托硬件帶來可變的表格。但在開始建立地圖并轉(zhuǎn)動(dòng)方向之前，您需要注意如下幾件事，以便保證軟件在你的環(huán)境中斷彈性，無論您是更喜歡私人云，混合云或公共云。
* 地圖物理環(huán)境和可用性領(lǐng)域：從硬件的角度來看，重要的是看基礎(chǔ)設(shè)施硬件的物理位置。我們采用自動(dòng)化和整合，自動(dòng)化使得能夠在數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)、
服務(wù)器和運(yùn)行的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)之間進(jìn)行通信溝通。了解您的數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和可管理性基礎(chǔ)設(shè)施的故障和維修領(lǐng)域是部署高可用性虛擬化工作負(fù)載的關(guān)鍵。跟蹤單線圖識(shí)別常見的故障點(diǎn)，在互不相關(guān)的環(huán)境中進(jìn)行軟件復(fù)制。在大多數(shù)數(shù)據(jù)中心，將故障域局限于一個(gè)或少數(shù)是最好的。然而，對(duì)于像微軟Azure這樣的云服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，開發(fā)人員或IT專業(yè)人士現(xiàn)在可以選擇來自許多不同地區(qū)和可用性領(lǐng)域，跨越多個(gè)物理硬件環(huán)境來傳播他們的應(yīng)用程序。
* 硬件抽象定義：當(dāng)你正在尋找私有云，公共云或混合云解決方案時(shí)，正是開始思考如何展示你的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的抽象層的一個(gè)好時(shí)機(jī)。工作負(fù)載如何安置在數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的頂部，以便在服務(wù)彈性和可用性方面帶來顯著的區(qū)別。不是分配物理硬件給工作量，你可以挑戰(zhàn)你的系統(tǒng)集成商或軟件開發(fā)商，通過將其捆綁到一個(gè)的可用性域和網(wǎng)絡(luò)延遲信封來消耗計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬資源嗎?在一個(gè)硬件抽象的環(huán)境，數(shù)據(jù)中心有很多空間能夠成為一個(gè)對(duì)軟件的實(shí)時(shí)可用性作出決定的積極參與者。彈性軟件解決了現(xiàn)實(shí)世界之外的問題，但為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，軟件的開發(fā)需要對(duì)其所駐留的物理環(huán)境有相當(dāng)?shù)牧私狻?/SPAN>
* 運(yùn)營(yíng)總成本(TCO)的性能和可用性的指標(biāo)：不斷關(guān)注TCO驅(qū)動(dòng)等衡量指標(biāo)如性能/資金/千瓦-月，再衡量收益、風(fēng)險(xiǎn)，利潤(rùn)。在規(guī)模云計(jì)算，每個(gè)軟件的生命周期都是一個(gè)改善基礎(chǔ)設(shè)施的機(jī)會(huì)。軟件開發(fā)人員可用的工具，無論其是調(diào)試器或編碼的環(huán)境，使他們明白了解故障的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們?cè)跀?shù)據(jù)中心空間研發(fā)的模型?？鐦I(yè)務(wù)部門、開發(fā)部門、IT運(yùn)營(yíng)部門和數(shù)據(jù)中心啟用共享的關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)，是展示基礎(chǔ)設(shè)施的價(jià)值對(duì)于企業(yè)底線的關(guān)鍵。最后，建立軟件和業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)的雙向服務(wù)合同，將成為幫助您形成對(duì)于云計(jì)算業(yè)務(wù)、服務(wù)、和應(yīng)用程序的見解的關(guān)鍵。
彈性軟件是保證當(dāng)今復(fù)雜的IT環(huán)境下運(yùn)行規(guī)模云服務(wù)可用性的關(guān)鍵推動(dòng)因素。通過轉(zhuǎn)變遠(yuǎn)離硬件冗余的思路，微軟已經(jīng)在服務(wù)的可靠性(正常工作時(shí)間)方面獲得了顯著的收益，同時(shí)降低了成本和提高了可擴(kuò)展性、效率和可持續(xù)性。因此，雖然我們還將繼續(xù)為全球的超過10億的客戶、2000萬的企業(yè)以及76處市場(chǎng)提供關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)，我們正在努力使我們的服務(wù)明顯更具彈性、硬件軟件的更加高度集成，來為我們的客戶交付關(guān)鍵任務(wù)。（來源：機(jī)房360）
