数据中心业务自动化部署三步走

数据中心在进行服务器部署时,往往上线一批就要数百上千台,数量非常庞大,要通过手工方式对每一台进行系统升级、下发配置是非常耗时的,也要消耗很多的人力资源。现在的数据中心规模经常达到上万台级别,人力手工配置成为了几乎无法按时完成的任务。这时,很多数据中心纷纷寻求自动化部署的方案,减少手工操作工作量。当然,这不是一件易事,还好技术正在向着这个方向上演进,也零星出现了一些自动化部署的解决方案,虽不尽完善,仍让数据中心如获至宝,尤其是一些大型互联网的数据中心,开始尝试部署一些自动化部署方案,让我们来看看都有哪些自动化部署的方案。

在传统的数据中心网络中,U 盘开局应该算是自动化部署最先开始尝试的方案。设备 插入 U 盘后,从 U 盘下载系统软件、补丁文件、配置文件,然后加载这些版本文件以完成部署。U盘装系统的方式便携、容量大、安全性高,而且只要服务器主板支持USB启动就可以,所以在相当长时间内,U盘成为主流的装机方式。U盘安全性也较高,U盘上的系统与本地硬件的系统完全独立,只要将本地硬盘屏蔽,无论移动系统出现任何问题都不会影响到本地系统。当然这种方式也存在不少弊端:首先对服务器硬件要求比较挑剔,服务器主板没有统一的USB启动标准,兼容性也不够好,还有USB访问速度较慢;其次,U 盘开局虽然完成了自动化部署,但是由于需要逐台设备插 U 盘并等待加载,无法批量部署,因此效率方面的提升并不明显,成百上千台设备的一次性批量部署才是大家所希望看到的;再有,U盘的方式还需要人工在现场一台台地操作,大量的重复性的工作,耗费大量的人力,也使得数据中心部署周期拉长,这大大限制了U盘方式的普及,尤其是在云数据中心中已无用武之地。

于是乎开始出现了一些自动化部署的方案,意图改善当前数据中心配置部署的低效问题,思科、华为、华三等网络厂商陆续推出了自己的自动化部署方案,叫做 零配置 部署方案,这些方案技术在具体实现细节上可能会有差别,但在核心思想把握上是基本一致的。比如:思科叫POAP(PowerOn Auto Provisioning),华为叫ZTP(Zero-Touch Provision)零配置敏捷部署技术,其基于CE系列交换机提供的OPS(Open Programmability System)能力,即系统集成了Python运行环境,并提供统一的应用程序接口开放系统。设备通过运行调用API接口的Python脚本,最终实现下载版本文件等部署流程。华三叫 Zero-Configuration零配置管理方案 ,在2011年就发布了基于HTTP(HTTPS)协议实现,提供了对下一代网络中的网络设备进行管理配置的通用框架和协议,用于从网络侧对网关、路由器、交换机等设备进行远程集中管理。采用自动化部署方案可以实现设备快速、批量的自动部署。设备上架完成后,无需运维的人员到现场,上电后设备可以自动从服务器下载系统软件、补丁、配置文件等系统文件,完成部署。网络厂商的自动化部署主要考虑的是网络部分,实际上服务器厂商也在积极参与,通过网络进行服务器的操作系统和应用软件的加载,只要将服务器接到数据中心网络中,可自动通过网络向版本服务器发请求,获得版本后自动加载,所有配置自动完成。目前这种方式已经开始在互联网的数据中心开始规模部署,相信不久可以在所有数据中心领域推广。

自动化部署可以解决业务上线部署的效率,但无法应对业务配置的变化,怎样才能自动部署业务配置呢,SDN应运而生。SDN将网络的转发和控制层面分离,对整个网络集中控制,使其在业务自动化部署、变更方面具有独到之处。SDN允许数据中心在整个网络上部署可编程控制和编排,而不必逐个地提供、配置并管理具体设备,这大大改变了网络基础架构的配置和管理方式。SDN可以让数据中心能够以鸟瞰业务的方式来管理网络,各个业务之间不会再孤立地运行。SDN带来的好处显而易见,它加快了新业务引入的速度,降低了网络的运营费用,也降低了出错率,有助于实现网络的虚拟化,实现网络计算和存储资源的整合。所以在SDN概念被提出时,获得了广泛支持,很快扩及到数据中心的各个部分,软件定义存储、软件定义安全、软件定义数据中心等等方案,让数据中心成为一个自我封闭自动运行的系统,减少人为参与,大大提升数据中心的运行效率。不过要注意,SDN并不适用于所有场合,尤其在一些中小型数据中心里,本来设备和配置就不复杂,引入SDN反而会增加系统的复杂性。还有,只要应用了SDN,一旦出现网络故障,就不能轻松追踪到问题根源,出现的性能问题也可能很难查找到原因。有可能是一台物理交换机出现了过度拥塞的问题,但是数据中心人员却会打电话来告诉你说他们的虚拟机运行不正常,他们看到的都是虚拟东西。再就是SDN的软件设计较为复杂,很多依靠的是软件实现的灵活性,和硬件不同,软件是人为编写,出错的可能性就大,隐藏的BUG也多,这些都会使数据中心运行变得异常不稳定,SDN将数据中心的人员从繁琐地运维的工作中解脱出来了,实际上是将这些工作转移到了软件上,软件计算远没有人工灵活,就很容易考虑不周而出错。

无论如何,数据中心业务部署朝着越来越简单、方便的方向上发展,从U盘到SDN,都是遵循着这样的目标发展着。未来,数据中心的建设规模越来越大,大力发展自动化部署技术势在必行。