思科云架构：与支持Microsoft私有云解决方案的FlexPod的架构集成云

©2013思科和NetApp版权所有。第1页，共9页云就绪：与支持Microsoft私有云解决方案的FlexPod的架构集成概述行业趋势表明正在发生向共享基础设施的大规模数据中心转型。为了帮助组织顺利实现此转型，思科和NetApp开发了FlexPod，这是一个经过Microsoft验证的私有云平台，可运行Microsoft应用。FlexPod基于业界领先的服务器、交换机、存储和软件，可帮助企业迅速满足当前虚拟化需求，并简化升级到IT即服务(ITaaS)基础设施的过程，同时降低这些措施的成本和风险。企业数据中心和云计算中的趋势和挑战IT部门正在经历根本性变革。他们正在迅速摒弃以应用为中心的专用基础设施孤岛，而选择虚拟化业务应用环境，以提高灵活性和效率。这种向云迁移的举动有助于IT实现更大价值，包括：●支持业务需求：为了支持向基于服务的IT的转型，技术部门需要迅速部署应用并提供更好的应用性能。●有效地运行IT：无论是现场部署还是依赖于服务提供商，数据中心的设计和运营方式都要能够获得最佳效率，且在正常运营及峰值工作负载的情况下均可使用。●使IT成本与业务需求保持一致：IT与业务保持一致往往需要优化应用生命周期，提高项目生命周期和成本的可预测性，并提供一致的IT服务。除了可以带来众多优势，共享基础设施也提出了各种新的挑战。组织向云迁移的过程中通常需要排除各种障碍，例如：●管理：组织需要根据需要重新平衡工作负载及满足容量需求，但物理和虚拟服务器无计划扩张、管理工具不同以及运营效率低等问题却让他们苦不堪言。●风险：许多组织在记录最佳实践方面缺乏可重复的流程和一致性。IT管理员并不始终确定要从哪里获得架构和部署指南。●协调和效率：当采用私有云基础设施的组织需要扩展其云功能时，他们又得再次从头开始吗？时事快报什么是FlexPod？由思科和NetApp联合提供的FlexPod平台是一个功能齐全的统包私有云平台，已经过Microsoft验证，适合运行Microsoft应用。有哪些好处？FlexPod可帮助企业：通过预配置的解决方案，迅速踏上云之旅放心地构建私有云轻松进行纵向扩展和横向扩展NetAppFlexPodMicrosoft©2013思科和NetApp。版权所有第2页，共9页白皮书I与支持MICROSOFT私有云解决方案的FLEXPOD的架构集成成功的基于云的应用基础设施平台的特点随着对于共享基础设施需求的增长，IT部门正在寻找使用这项重要资源的方法。他们希望加快私有云部署，以支持业务目标并提高敏捷性，他们还希望能够经济实惠地完成这些工作，同时避免复杂性和风险。出于这种原因，如今的IT部门正考虑通过一种统包方法实现私有云计算。通过这样的方法，他们可以提供经过预配置和验证的私有云实施方案。下面是此类统包解决方案的一些主要特点：●它通过冗余和故障切换，专门构建用来提供高可用性。●它可以在出现故障的情况下保持服务质量不下降。●它提供对数据和运营的本地控制，使IT专业人员可以动态地汇集、分配和管理资源以提供敏捷的基础设施即服务(IaaS)。●它可以让业务部门经理通过在虚拟化环境中使用自我调配、停用与自动化数据中心服务，快速而一致地部署业务应用。●它支持快速部署，且可降低风险与拥有成本。●它易于购买、实施、扩展和复制，且包括架构、最佳实践与说明性指导的文档，这些文档可帮助您避免每个私有云部署都从头开始。●它在共享IT基础设施和数据管理方面以应用为中心。●它提供了一个集成管理界面和工具，以用于服务器、存储、网络、协调、备份与恢复操作，以及数据复制。●它支持增量式向云迁移，而无需移除或更换您现有的基础设施。FlexPod架构集成为了满足您对统包云基础设施的需求，由思科和NetApp联合提供的FlexPod平台包括一组已定义的软硬件，这些软硬件专门为基于Microsoft平台的IaaS环境而设计。FlexPod是一个经过预先验证的数据中心平台，可满足当前虚拟化需求，并可简化向IaaS基础设施的升级过程。1支持Microsoft私有云的FlexPod有助于提高敏捷性和响应速度，降低总拥有成本(TCO)，并确保IT成本与业务需求保持一致。本文档的以下各节介绍这种预先设计的私有云基础设施的特性和组件。概述FlexPod建立在领先的计算、网络、存储与基础设施软件组件上。●思科统一计算系统™(CiscoUCS®)●CiscoNexus®系列数据中心交换机●NetApp交换矩阵附加存储(FAS)存储组件●带Hyper-V的MicrosoftWindowsServer与MicrosoftSystemCenter2012软件该解决方案通过以下各项提供用于运行Microsoft应用的出色虚拟化数据中心配置：●行业领导者在计算、存储、网络与服务器虚拟化方面已经过验证的技术●根据统一计算、交换矩阵与存储技术构建的单一平台，并配备了常见且可信的软件虚拟化●帮助您集中管理所有基础设施池的集成组件●可与您现有的第三方基础设施管理解决方案集成的开放管理框架1思科和NetApp提供的FlexPod已通过Microsoft私有云FastTrack计划进行了验证。©2013思科和NetApp。版权所有第3页，共9页白皮书I与支持MICROSOFT私有云解决方案的FLEXPOD的架构集成应用可用性其设计可确保FlexPod配置中无单点故障，因此您可以让关键业务应用一直保持运行。在应用层，应用是群集式的，或运行应用的冗余实例。例如，FlexPod配置包括：●域控制器（可选）：如果组织尚未安装域控制器，FlexPod会提供两个域控制器以用于冗余。●MicrosoftSystemCenter2012：MicrosoftSystemCenter2012组件可在应用级或虚拟机级实现群集。在虚拟机级，如果运行虚拟机的节点出现故障，该虚拟机将在其他正常运行的节点上重新启动。●MicrosoftSQLServer。MicrosoftSQLServer群集是本地的。两个节点上运行着多个实例，如果其中一个节点出现故障，另一个运行的节点将接管实例。可靠性FlexPod构建于业界领先的组件上。这些组件无论是单个使用还是组合使用，都能为您的关键业务应用提供高可用性。所有系统和交换矩阵链路均提供冗余，从而提供跨整个系统的高可用性。数据中心解决方案：CiscoUCS服务器平台和CiscoNexus交换机思科®数据中心解决方案旨在提供整体高可用性，可提供各种功能，如冗余配电装置、存储路径、网络和磁盘。为了提供这种级别的可用性，FlexPod使用两个存储控制器以支持多路径I/O。为了进一步为您的应用提供可靠的云平台，FlexPod在每台主服务器上配置了多个网络适配器。虚拟网络接口卡(NIC)通过使用基于硬件的NIC组合（称作思科交换矩阵故障切换）提供冗余。FlexPod设计中的以下网络连接支持高可用性：●一个专用于在主机上进行管理的网络●一个专用于群集共享卷与群集通信网络的网络●一个专用于实时迁移网络的网络●一个或多个专用于访客虚拟机的网络（使用10Gbps网络适配器以获得最高的整合度）●两个专用于支持多路径I/O的小型计算机系统IP接口(iSCSI)的网络CiscoUCS使用万兆以太网统一交换矩阵作为基础I/O传输机制。FlexPod使用支持CiscoUCS虚拟接口卡(VIC)的统一交换矩阵。CiscoUCSVIC是一个符合标准的融合网络适配器(CNA)，使传统以太网和光纤通道流量能够共享一个共用物理传输。使用此卡的另一个优势是能够动态地从同一个物理卡中采用与分配大量NIC和主机总线适配器(HBA)。通过使用两个完全冗余的万兆以太网上行端口，PCIe总线及在其上运行的操作系统最多可支持128个I/O设备。管理员可自行决定在NIC与HBA之间混合使用这些I/O设备。集成网络战略集成网络战略是CiscoUCS的核心，它通过万兆以太网连接来连接所有组件。通过将此交换矩阵与基于策略的无状态服务器架构结合使用，能够大大简化通常在新服务器扩建中部署的物理基础设施。所有交换矩阵汇聚均在一种称作交换矩阵互联的架顶式设备上执行，而不是在每个机箱中本地执行以太网和光纤通道交换。CiscoUCS6200系列交换矩阵互联是线速、低延迟、无损耗万兆以太网、思科数据中心以太网(DCE)和以太网光纤通道(FCoE)互联交换机，这些交换机在系统级整合I/O。CiscoUCS6200系列交换矩阵互联基于与CiscoNexus5000系列交换机相同的交换技术，此类互联提供的附加功能和管理功能组成了CiscoUCS的核心。交换矩阵互联交换矩阵互联提供一个统一交换矩阵，该交换矩阵通过一次性布线的万兆以太网和FCoE下行链路以及灵活的万兆以太网和1、2、4或8Gbps光纤通道上行链路来连接系统中的每个服务器。通过专用的管理和群集端口支持带外管理，包括交换机冗余。这种互联提供自前而后冷却、冗余前插风扇、电源和背后布线，有助于提高冷却效率和可维护性。交换矩阵互联通常部署在主用-主用冗余对中，能够提供对网络和存储的统一访问，消除基于灵活的可编程资源池部署完全虚拟化环境所面临的障碍。©2013思科和NetApp。版权所有第4页，共9页白皮书I与支持MICROSOFT私有云解决方案的FLEXPOD的架构集成交换矩阵故障切换FlexPod还提供基于硬件的NIC组合，这种NIC组合依赖于CiscoUCS中的交换矩阵故障切换功能。在上游交换矩阵出现故障的情况下，分配给故障交换矩阵的NIC自动切换为使用其他交换矩阵。这种切换不需要特殊组合驱动程序，此类驱动程序经常会导致系统不稳定。对于基于存储的交换矩阵，FlexPod使用两个SAN交换矩阵。它提供连接到这两个交换矩阵的冗余连接，并依赖主机上的多路径软件来管理路径可用性和负载平衡。多路径为了进一步增强FlexPod的可靠性，多路径解决方案使用冗余物理路径组件（包括适配器、电缆和交换机）来创建服务器与存储设备之间的逻辑路径。在这些组件中的一个或多个组件发生故障且导致路径出现故障时，多路径逻辑使用备用I/O路径，以便应用仍可访问其数据。根据FlexPod中的设计，每个NIC（在iSCSI的情况下）或HBA通过使用冗余交换机基础设施来实现连接，以便在一个存储交换矩阵组件出现故障时可继续访问存储。通过使用MicrosoftiSCSI软件启动器驱动程序中的计时器或修改光纤通道HBA驱动程序的参数设置，可以配置故障切换时间。如图1所示，标准的FlexPod配置在思科接入层与存储层之间提供了一个虚拟端口通道(vPC)。SANPortChannel汇聚交换矩阵互联与网络交换机之间的路径。FlexPod通过交换矩阵使用vPC，以支持CiscoNexus交换机与互联阵列之间的连接，以及到进行iSCSI访问的NetApp文件服务器的连接。该配置还在NetApp文件服务器与CiscoNexus交换机之间提供冗余。图1.支持Microsoft私有云的FlexPod的逻辑架构©2013思科和NetApp。版权所有第5页，共9页白皮书I与支持MICROSOFT私有云解决方案的FLEXPOD的架构集成性能FlexPod平台采用业界标准的支持万兆以太网连接的Intel处理器。该平台还通过硬件虚拟化功能获得最佳虚拟化支持。采用Intel虚拟化技术作为基线，并采用带Hyper-V的MicrosoftWindowsServer2012R2的二级网址转换功能来优化性能。可扩展性FlexPod架构是一种基本配置，并且是高度模块化的，类似于“pod”。当您建立一个基于FlexPod的私有云后，您可以根据需求轻松地对其进行扩展。您可以通过在FlexPod单元内添加资源来进行纵向扩展，以获得更高的性能和容量，而不会增加管理的复杂性。此外，您最多可以添加20个机箱，其中每个机箱有8台服务器。为了满足更高的I/O需求或支持更多的服务器，您也可以将CiscoUCS6200系列交换矩阵互联与CiscoNexus交换机升级为