1.2 軟件定義數據中心介紹

軟件定義數據中心（Software Defined Data Center, SDDC），從最直觀的定義來看，就是虛擬化、軟件化數據中心的一切資源。

1.2.1 軟件定義數據中心的概念

軟件定義數據中心就是在各種底層硬件架構上面加載了一個虛擬的基礎設施層。軟件提供了讓數據中心適配新形勢和新應用所需的一切，管理了從存儲到交換機乃至安全等方方面面。虛擬化一切，底層硬件的任何變化都與上層應用無關，有了這個基礎，可伸縮性和性能問題可以迎刃而解，包含有大量遺留資產的數據中心因此可以提高效率、降低成本、實現動態化。所以軟件定義數據中心就是把數據中心所有的傳統、物理、硬件的資源進行虛擬化、軟件化。

VMware對其描述為：“一個統一的數據中心平臺，提供了前所未有的自動化、靈活性和效率，并轉變IT交付的方式。匯集和匯總計算、存儲、網絡、安全性等可用性服務，并交付軟件，通過智能化的策略驅動的軟件進行管理。”

軟件定義數據中心將不再需要IT技術人員來操縱孤立的服務器，網絡和存儲硬件將響應供應請求。相反，配置自動進行定義的規則和框架，政策和服務水平協議（SLA），通過應用程序編程接口（API）調用自動化和業務流程引擎，并從一個集中的環境內配置適當的資源。

對于整個行業來說，軟件定義數據中心已經有了幾年的概念鋪墊，接下來的幾年是其開花結果并形成趨勢的重要一年。相信有了之前的基礎，軟件定義數據中心必然會進行得風生水起。

1.2.2 軟件定義數據中心對基礎設施的影響

由于動態分配資源增加，需要升級電源和冷卻基礎設施，以支持數據中心的可擴展性需求。而提高的電力和冷卻能力可以使軟件定義數據中心的愿景真正發揮重要作用。IT資源已被虛擬化為一個抽象層，而數據中心本身很少存在這樣的抽象層。即使在一個建筑物管理系統（BMS）設施或數據中心基礎設施管理（DCIM）系統中，電力和冷卻設施往往不能達到軟件定義數據中心的要求。

對于數據中心來說，設施設備在確保達到數據中心等級協議（SLA）上起到了至關重要的作用。因此，數據中心運營商在符合規劃和配置的基礎設施能力上，必須開發集成的、適應性強的電源和冷卻解決方案。從理論上說，許多的虛擬機可以部署在抽象的虛擬層，但在任何數據中心的電力和冷卻的供應量是有限的。因此，數據中心必須優化電源使用，經營者必須重新定義數據中心整合的關鍵接觸點，并構建基礎設施管理和監控系統等管理系統。

為了實現軟件定義數據中心未來的承諾，需要增加軟件定義的電力。如果產業對軟件定義的電力能有一個共同的標準參考架構，并達成共識，這將對基于消費需求的數據中心提供適當的電力有所幫助，而不是根據以往的知識和經驗，用最高峰值來規劃和配置電源和冷卻設施。

如今，超過一半的應用程序的宕機都是由電源問題引起的。因此，電力和冷卻設施作為軟件定義的元素的應用環境，必須提高可用性。而在任何一個數據中心里，其物理資源都有必要加強和改進。

1.2.3 硬件和軟件供應商之間的競爭

近年來，數據中心的IT系統經歷了一系列的動態變化。在定義系統上，硬件、軟件和服務供應商之間一直存在著競爭。例如，華為、愛立信公司在電信行業的競爭是網絡功能虛擬化（NFV），而SDN和開放流動是用來挑戰思科企業網絡優勢。同樣，SDS是針對EMC和其他大型企業的專有存儲陣列。云服務商與數據中心外包商競爭，在構建系統時扮演了同樣的角色。

值得注意的是，“標準”并不意味著“開放”。數據中心的軟件可以運行在某種硬件上。比如VMware和Microsoft的虛擬化軟件是專有的，IBM SVC和NetApp ONTAP存儲也可以打開堆棧，開放流動和其他開源項目工作仍然正在進行中。所有的應用程序都應該在虛擬機中運行，這是錯誤的假設。控制平臺和數據平臺最好能分開。或者說每個人都希望有在任何時候彈性地做任何事情這樣的系統設計。在大多數的數據中心，采取完全變換策略并不容易。例如，某公司采用思科的應用為中心的基礎設施（ACI），那么該公司不得不購買大量的Nexus交換機以實現SDN，因為公司業務只能在這個系統上運行。

如果“軟件定義”的方法被看作是硬件和軟件供應商之間的斗爭的一部分，那么可以說，在存儲和網絡領域中，VMware已經贏得x86服務器虛擬化，亞馬遜網絡服務贏得了IaaS。大多數數據中心的特點就是擁有大量的管理工具和基礎設施的軟件，而不是采用一個復雜的新結構，這就是事實。比如在碼頭和集裝箱行業中涉及運動和距離方面的業務中，需要虛擬化x86機器的所有系統，以及IBM的沃森和little-endian的Linux服務器，惠普的機器等硬件，這個行業還需要應用程序接口（API）定義和發展目錄定義的方法。

1.2.4 軟件定義數據中心與云計算

“云”可以看作是應用的網絡營銷術語，或者是內部或外部客戶通過Web形式的采購需求基礎設施服務。相比之下，軟件定義的數據中心是通過云服務可以提供最有效服務的機制。

軟件定義數據中心的長期目標是將其轉變成可以提供給最終用戶/消費者的服務。目前，實現這一愿景是通過云計算模式如IaaS和平臺即服務（PaaS）的最佳方式。采用軟件定義數據中心技術，可以提高IT模型實現這一長期愿景的能力，就像云計算一樣。

軟件定義數據中心在核心硬件資產上超越傳統的抽象層，創建一個包括云計算的簡單工具包。軟件定義數據中心可以讓服務器和其他硬件關閉，或使其運行在低功率水平上，這可能對設備用電產生有利的影響。一些專家認為，采用軟件定義數據中心可以更安全地選擇云。軟件定義數據中心為企業提供自己的私有云，讓它們在托管數據時有更多的控制權。

軟件定義數據中心可以通過軟件的規則和限制，將那些符合行業標準的復雜硬件動態地分離出來，成為一個資源池。其匯集云計算基礎設施的關鍵特點如下所述。

1．標準化

標準化硬件創建資源池的效率。創建基于標準化的硬件環境，在數據中心的動態范圍內消除不必要的復雜性。

2．整體化

整個數據中心通過云基礎設施的設計，采用最優化的方式支持所有的工作負載。

3．適應性

云基礎架構必須是動態的，它具備能夠適應變化的資源負載的能力。這種適應性是自動化的，根據應用程序的運行要求，實現基于定義的配置。

4．自動化

自動化是云基礎設施的質量標志。當使用軟件定義的數據中心空間時，該框架必須具有內置的智能功能，消除復雜性，以及創建彈性計算，而無需工作人員的直接指導。

5．彈性

軟件定義數據中心以其自動化和適應性必須能夠彌補硬件和軟件故障。網絡應該自動應對可能出現的問題，并確保最高級別的可用性。

1.2.5 轉型中的傳統數據中心架構

服務器虛擬化大大提高了數據中心的運營能力，性能上得到了顯著的提高，提高了效率和成本效益，使IT部門和計算資源池得到了鞏固。許多組織機構正在尋求虛擬化擴展到網絡和存儲資源。

通過采用抽象層，整個數據中心基礎架構實現了智能化和集中管理，組織機構能夠有效地組織資源設計軟件，定義硬件組件，并自動化改造其數據中心。為了充分利用這些能力，企業必須采取戰略，旨在建立軟件定義的數據中心（軟件定義數據中心）。

實現軟件定義數據中心的好處是很多的。服務器池化，減少存儲和網絡硬件和專業組件。現有的硬件更容易維護。最重要的是，軟件定義數據中心可以自動化、有策略地實現數據中心資源配置和管理。

程序接口使基于明確規則和策略資源的應用需求資源成為可能，從而構建一個充分利用底層硬件，更加敏捷、靈活、安全，以及高性能的數據中心。

應該指出的是，簡單的虛擬化數據中心并不是軟件定義的數據中心。軟件定義數據中心主要目標之一是支持軟件定義的云計算數據中心。例如亞馬遜、谷歌和微軟等供應商基于云計算基礎架構的例子。通過自動化和業務流程實現動態分配和提供資源。軟件定義數據中心的設計目的是讓企業繼承上述公共云供應商的業務流程能力，而不必具有專門的硬件平臺。

軟件定義數據中心可以提供企業云計算所需要的能力，這可能是真正革命性的、安全的。在無數的商業應用中，軟件定義數據中心通過云計算和網絡，在允許的范圍內可以完全免費地實現物理基礎設施的部署、管理、存儲。隨著數據中心技術的不斷發展，硬件和軟件的關系將變得更加緊密，相互依存。