第1章 未来IT发展趋势
本书探讨了未来IT基础设施的建设。要弄明白这一问题，首先要了解当前IT基础设施的架构方式，不过，该怎样做才能达成目的呢？回顾历史，追溯计算的本源，有助于我们找到正确的答案。计算技术发展早期，用户、计算机和应用程序之间的结合非常紧密，虽然用户和硬件设备不一定在一个房间内，但往往都在同一栋大楼里，每个应用程序具体在哪台机器上运行也是非常明确的。通常，人们会将“早期年代”的定义与ENIAC、IBM.360或Apple II这类大型机系统正当其道的时代等同起来。自那时起，企业和IT组织就不断地运用网络技术来支持各种形式的分离。网络存储便是其中之一，借助网络存储技术能够实现计算机和支持应用的存储彼此分离，提高了操作效率及操作灵活性。另一种技术名为局域网技术，它支持用户能够连接到一定范围内（如校园）的计算资源。而最后还有一种WAN（广域网）技术，支持用户和计算资源间的距离能够延长至好几百英里，甚至相隔半个地球也没问题。在实际工作中，人们更习惯使用它们的缩写：SAN（ Storage Networking，网络存储）、LAN（Local Area Network，局域网）以及WAN（Wide Area Network，广域网）。Internet是大家最熟悉的WAN例子，尽管与某些WAN群组或骨干传输网这些人们所熟知的WAN分支相比，Internet由于个性十足会让人觉得它更像是另外一种新技术。有必要再更详细了解一点这些不同分离的意义。毫无疑问，网络的价值在于能够将原本不可能实现的通信变为现实，例如，用户身处A地，设备却在B地，无论是将用户运送到B地，还是将设备运到A地，都不如采用网络更实际。但显然，远距离传输并非网络存储的目标，因为一般情况使用网络存储的对象通常位于同一个数据中心范围内，如何将服务器/存储系统进行分割并重新部署成服务器汇聚及存储汇聚，然后实现彼此连接才是网络存储所考虑的问题。通过分割和整合将有可能提高工作效率，下面通过一个例子来对该问题进行说明。假设，一个企业拥有5台服务器，而每台服务器都只使用了20%的存储资源，根据经验，买小硬盘显然是不划算的，比较经济的做法是只买2~3个磁盘让5台服务器共享，而不是买5个硬盘。实际上还可以将这些硬盘组织成一个独立磁盘冗余阵列（Redundant Array of Independent Disk，RAID）[1]，这样共享磁盘就能够在不影响数据可获得性前提下处理好单个磁盘故障，从而保证了5台服务器都不会因某个磁盘发生故障而停止工作，那种为每台服务器单独配置一个磁盘的方案是无法获得这样的可靠性的。尽管实现细节千差万别，但当已连接好的设备需要并能够被分割再整合时，往往会采用这类工作模式，在降低成本的同时也提高了性能。尽管这几类网络技术（SAN、LAN、WAN）彼此之间或多或少都是独立发展及演变，但任何一种网络大致相同，都是将二进制数据从起点传送至终点，所以将来如果有一天它们在发展中相互借鉴或有些重叠甚至融合并不会让人感到奇怪。现在，LAN和SAN之间的界限已经因为厂商们提出的“融合”或者是“统一”数据中心网络的概念变得模糊。受“WAN优化”或“虚拟私有LAN服务”这类技术的鼓舞，人们也正在重新审视LAN和WAN之间的差异。独立于网络技术的演化发展，IT企业已经越来越多地使用虚拟化技术来建立另一类分散。虚拟化能够让用户产生一种错觉，即当前程序看起来占用了整个企业的硬件平台，而实际上却由多个程序共享企业的物理硬件资源。虚拟化支持将逻辑服务器（负责程序执行）与物理服务器（计算机硬件）完全分离，借助虚拟化可以使多个逻辑服务器—原本操作系统可能根本无法兼容—共享同一物理服务器，甚至当它们的负载发生变化时还可以彼此相互转移任务，由此显著提高IT组织的灵活性。一部分是受Internet技术兴起的影响，一部分是虚拟化技术发展的结果，还有第三种技术与我们的分析相关。云计算通过IP协议提供对计算和存储资源的访问，使得计算和存储资源不仅与云终端用户同时也与企业数据中心实现了分离。云应该能够提供弹性并自动的服务，即无需人工介入就能自动实时地增加服务实例，自然也应支持服务计费和服务退出自动化，否则这些环节就会成为云服务的业务瓶颈。为了实现自动服务、计费及服务退出自动化，基础设施必须具备最大限度的敏捷性和灵活性。如果我们希望构建一个云服务—无论是公有云还是私有云，也无论它是面向应用还是面向基础设施—我们都必须尽可能地结合目前最好的技术理念，诸如扩展、关注点分离、整合共享功能等，本书针对这些技术展开探讨，并研究如何将它们组织在一起搭建可行的工作云。本书接下来的内容分成两种组织形式，一种是从层次化角度出发，而另外一种则可以采用模块化方法组织，分别如下两小节所示。
