主管督導(dǎo)者：Willy Chiu, IBM 軟件部“高性能隨需解決方案”（HiPODS）副總裁
負(fù)責(zé)人：Jayashree Subrahmonia, jays@us.ibm
團(tuán)隊(duì)主管：Dennis Quan,HiPODS 高級技術(shù)人員，dennisq@us.ibm.com
技術(shù)聯(lián)系人：Catherine C. Diep, cdiep@us.ibm.com
Linda Legregni, legregni@us.ibm.com
Yuanhui Liu, liuyu@us.ibm.com
Rahul Jain, rahulj@us.ibm.com
Web 地址：www.ibm.com/developerworks/websphere/zones/hipods/
日期： 2008 年 5 月 28 日
狀態(tài)： 1.0 版

　　摘要：本文介紹了 HiPODS 團(tuán)隊(duì)如何從 IBM 的全球客戶云計(jì)算中心總結(jié)工作負(fù)載模式、最佳實(shí)踐以及可復(fù)用的資產(chǎn)，以便為全新的企業(yè)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建解決方案框架。我們描述了一種高級基礎(chǔ)架構(gòu)框架及其底層技術(shù)。我們還介紹了全新的企業(yè)數(shù)據(jù)中心價(jià)值陳述的示例，這些數(shù)據(jù)中心基于目前已構(gòu)建的云基礎(chǔ)架構(gòu)。 Copyright IBM Corporation 2008

摘要

　　云計(jì)算是一種新興的模型，利用該模型，用戶可以在任何地方通過連接的設(shè)備訪問其應(yīng)用程序。由于簡化了用戶界面，基礎(chǔ)架構(gòu)對應(yīng)用程序的支持對于用戶而言是透明的。應(yīng)用程序位于可大規(guī)模伸縮的數(shù)據(jù)中心，計(jì)算資源可在其中動態(tài)部署并進(jìn)行共享，以便能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)。由于具有功能強(qiáng)大的服務(wù)管理平臺，因此在將更多的 IT 資源添加到云時(shí)，管理成本基本不會增加。隨著智能移動設(shè)備、高速無線連接以及基于瀏覽器的功能豐富的 Web 2.0 接口的不斷增加，使得基于網(wǎng)絡(luò)的云計(jì)算模型不僅切實(shí)可行，而且還有助于降低 IT 資源的復(fù)雜性。　IT 行業(yè)的組織公布了形狀和規(guī)模各異的云計(jì)算成果，因而分析人員嘗試通過確定各種特征（諸如基礎(chǔ)架構(gòu)外包、將軟件作為服務(wù)以及下一代分布式計(jì)算）來描述這些成果。許多 CIO 都向 IBM 請教：該如何采用云計(jì)算的技術(shù)和管理方法來提高其數(shù)據(jù)中心的效率和靈活性。IBM 自上世紀(jì) 60 年代開始就一直引領(lǐng)虛擬化領(lǐng)域的潮流，最近又推出了“新企業(yè)數(shù)據(jù)中心”的設(shè)想。該設(shè)想結(jié)合了以 Web 為中心的云計(jì)算模型和當(dāng)前的企業(yè)數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢。它可以采用以請求驅(qū)動的方式，為大規(guī)?？缮炜s且異構(gòu)的虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)上的工作負(fù)載動態(tài)分配計(jì)算資源。出于安全性、數(shù)據(jù)完整性和事件處理方面的考慮，IBM 還會對該設(shè)想進(jìn)行優(yōu)化。IBM 在企業(yè)數(shù)據(jù)中心和云計(jì)算方面都具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，因此是唯一能夠?yàn)榭蛻籼峁?shí)現(xiàn)該設(shè)想的最佳解決方案的企業(yè)。IBM 的“高性能隨需應(yīng)變解決方案”（HiPODS）團(tuán)隊(duì)一直以來都與全球領(lǐng)先的客戶（如 Google 和中國無錫市政府）合作，定義運(yùn)行具有各種工作負(fù)載（從 Web 2.0 應(yīng)用程序到任務(wù)關(guān)鍵型事務(wù)處理系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)中心的最佳實(shí)踐。具體而言，IBM 與客戶合作，定義并增強(qiáng)用于運(yùn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的框架，以支持用于托管范圍廣泛的應(yīng)用程序的關(guān)鍵功能?，F(xiàn)在，該框架包括對部署應(yīng)用程序和系統(tǒng)的復(fù)雜且耗時(shí)的流程的自動化、數(shù)據(jù)中心級別的虛擬化以及對高度數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)載的支持?？蛻粝Ｍ摽蚣馨嫦蚍?wù)的架構(gòu)上的可靠且安全的事件處理。新企業(yè)數(shù)據(jù)中心背后的原理同時(shí)適用于處理外包和內(nèi)部開發(fā)的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序組件。該框架受到 Web 2.0 客戶的啟發(fā)，這些客戶通常擁有數(shù)十乃至數(shù)十萬的服務(wù)器，每天處理的訪問數(shù)以十億計(jì)。IBM 汲取這些客戶早先的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以便為更廣泛的客戶實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)并提供大規(guī)?？缮炜s計(jì)算支持。我們在建立云數(shù)據(jù)中心方面所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為邁向新企業(yè)數(shù)據(jù)中心奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文介紹了新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的高級別基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)框架以及底層技術(shù)支柱（如虛擬化、自動化、自助式門戶網(wǎng)站、監(jiān)控和容量規(guī)劃）。文中還討論了目前已構(gòu)建的數(shù)據(jù)中心的價(jià)值陳述示例。這些數(shù)據(jù)中心可以托管各種工作負(fù)載，包括 Java? 2 Enterprise Edition（J2EE）應(yīng)用程序、軟件開發(fā)測試環(huán)境、數(shù)據(jù)密集型商業(yè)智能分析應(yīng)用程序，等等。

　　簡介

　　本部分回顧云計(jì)算的歷史，并介紹 IBM 對于新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的設(shè)想。下一部分從第 5 頁開始，將介紹新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)框架，并討論虛擬化環(huán)境和基礎(chǔ)架構(gòu)管理。最后一部分從第 13 頁開始，將介紹現(xiàn)有的云基礎(chǔ)架構(gòu)及其應(yīng)用。

　　云計(jì)算的演進(jìn)

　　當(dāng)前，云計(jì)算是業(yè)界的一個(gè)重要話題。但它并不是革命性的新發(fā)展，而是歷經(jīng)數(shù)十載不斷演進(jìn)的結(jié)果，請參閱圖 1。

圖 1. 云計(jì)算的演進(jìn) www.cloudcomputing-china.cn

上世紀(jì) 80 年代末，開始出現(xiàn)應(yīng)用大量系統(tǒng)來解決單一問題（通常是科學(xué)問題）的情況，這就是網(wǎng)格計(jì)算的概念，而這種概念又導(dǎo)致向云計(jì)算的發(fā)展。

　　很多人都問我們，網(wǎng)格計(jì)算和云計(jì)算到底有什么區(qū)別。它們之間的主要區(qū)別在于向工作負(fù)載提供所需資源的方式。網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)注重點(diǎn)是將工作負(fù)載移到所需的計(jì)算資源所在位置的能力，大多數(shù)情況下這種位置都是遠(yuǎn)程的，而且持續(xù)可用。通常，網(wǎng)格是服務(wù)器集群，大型任務(wù)可拆分為多個(gè)小型任務(wù)，以便在這些服務(wù)器上并行運(yùn)行。從這個(gè)角度來看，我們實(shí)際上可將網(wǎng)格視為僅僅是一臺虛擬服務(wù)器。網(wǎng)格還要求應(yīng)用程序符合網(wǎng)格軟件的接口標(biāo)準(zhǔn)。而在云環(huán)境中，計(jì)算資源（如服務(wù)器）可以根據(jù)其底層的硬件基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行動態(tài)設(shè)置或調(diào)整，然后提供給工作負(fù)載使用。另外，云不僅支持網(wǎng)格，還可以支持非網(wǎng)格環(huán)境，如運(yùn)行傳統(tǒng)的或 Web 2.0 應(yīng)用程序的三層 Web 架構(gòu)。到了上世紀(jì) 90 年代，虛擬化的概念已從虛擬服務(wù)器擴(kuò)展到更高層次的抽象，首先是虛擬平臺，而后又是虛擬應(yīng)用程序。公用計(jì)算將集群作為虛擬平臺，采用可計(jì)量的業(yè)務(wù)模型進(jìn)行計(jì)算。最近，“將軟件作為服務(wù)”（SaaS）將虛擬化提升到了應(yīng)用程序的層次，它所使用的業(yè)務(wù)模型不是按消耗的資源收費(fèi)，而是根據(jù)向訂戶提供的應(yīng)用程序的價(jià)值收費(fèi)。云計(jì)算的概念源于網(wǎng)格、公用計(jì)算和 SaaS 概念。這是一種新興的模型，利用該模型，用戶可以在任何地方通過連接的設(shè)備訪問其應(yīng)用程序。應(yīng)用程序位于可大規(guī)模伸縮的數(shù)據(jù)中心，計(jì)算資源可在其中動態(tài)部署并進(jìn)行共享，以便能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)規(guī)模。隨著智能移動設(shè)備、高速無線連接以及基于瀏覽器的功能豐富的 Web 2.0 接口的不斷增加，使得基于網(wǎng)絡(luò)的云計(jì)算模型不僅切實(shí)可行，而且還有助于降低 IT 資源的復(fù)雜性。云的優(yōu)勢在于其基礎(chǔ)架構(gòu)管理，虛擬化技術(shù)的日益成熟和不斷進(jìn)步為這種管理提供了強(qiáng)大的支持，使云能夠通過自動部署、重新構(gòu)建映像 、重新均衡工作負(fù)載、監(jiān)控并系統(tǒng)地處理變更請求，以便管理并更好地利用底層資源。

　　新企業(yè)數(shù)據(jù)中心

　　隨著 IT 行業(yè)中越來越多的組織公布了云計(jì)算的規(guī)劃，許多 CIO 都向 IBM 請教：該如何采用云計(jì)算技術(shù)和管理方法來提高其數(shù)據(jù)中心的效率和靈活性。IBM 自上世紀(jì) 60 年代開始就一直引領(lǐng)虛擬化領(lǐng)域的潮流，最近又推出了“新企業(yè)數(shù)據(jù)中心”的設(shè)想，該設(shè)想結(jié)合了以 Web 為中心的云計(jì)算模型和當(dāng)前的企業(yè)數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢，如圖 2 所示。新企業(yè)數(shù)據(jù)中心將是虛擬化、高效管理的中心，它將使用以 Web 為中心的云所采用的某些工具和技術(shù)，并進(jìn)行一般化以便可由范圍更廣的客戶采用，另外還進(jìn)行增強(qiáng)以支持安全的事務(wù)性工作負(fù)載。通過高效且共享的基礎(chǔ)架構(gòu)，企業(yè)能夠?qū)π碌臉I(yè)務(wù)需求迅速做出反應(yīng)，實(shí)時(shí)解析大量信息，而且還能根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)做出明智的業(yè)務(wù)決策。新企業(yè)數(shù)據(jù)中心是一種演進(jìn)的新模型，能提供有助于使 IT 和業(yè)務(wù)目標(biāo)保持一致的高效且動態(tài)的新方法。本文接下來的章節(jié)將介紹全新的企業(yè)級數(shù)據(jù)中心的高級別基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)框架及其底層技術(shù)支柱（如虛擬化、自動化、自助式門戶網(wǎng)站、監(jiān)控和容量規(guī)劃）。本文的最后部分將討論實(shí)際數(shù)據(jù)中心實(shí)施的示例，這些示例揭示了以下方面的深層次信息：新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的哪些特征可以為任何規(guī)模、使用情況各異的客戶實(shí)現(xiàn)最大的價(jià)值。

圖 2. 云計(jì)算和新企業(yè)數(shù)據(jù)中心 www.cloudcomputing-china.cn

　　架構(gòu)框架和技術(shù)支柱

　　如圖 3 所示，從高級別的架構(gòu)角度來看，新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)在邏輯上可分為不同的層次。物理硬件層已虛擬化，以便能提供靈活且適應(yīng)性強(qiáng)的平臺，從而提高資源利用率。接下來的兩層是虛擬化環(huán)境層和管理層，它們是新企業(yè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)的關(guān)鍵。通過將這兩層結(jié)合起來，可以確保數(shù)據(jù)中心內(nèi)的資源得到有效的管理，并可以快速部署和配置。另外，如本文“業(yè)務(wù)用例”一節(jié)所述，新企業(yè)數(shù)據(jù)中心旨在處理混合模式的工作負(fù)載。

圖 3. 新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)框架 www.cloudcomputing-china.cn

　　虛擬化的環(huán)境

　　什么是虛擬化？

　　虛擬化表示能夠以較高級別的敏捷性和靈活性提供計(jì)算資源，而無需用戶掌握底層物理資源的詳細(xì)知識。在虛擬化的環(huán)境中，計(jì)算環(huán)境可以根據(jù)需求的變化動態(tài)創(chuàng)建、擴(kuò)展、縮減或移動。在云環(huán)境中，虛擬化在共享、可管理性以及隔離方面提供了許多重要的優(yōu)點(diǎn) － 使多個(gè)用戶和應(yīng)用程序能夠共享物理資源而不會彼此影響。虛擬化能夠?qū)⒁唤M未充分利用的物理服務(wù)器整合為數(shù)量相對較少但利用率更充分的物理服務(wù)器，從而有助于顯著地節(jié)省成本，并在新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的云環(huán)境中實(shí)現(xiàn)諸多優(yōu)勢。IT 基礎(chǔ)架構(gòu)的虛擬化具有許多不同方面。由于環(huán)境的差異，虛擬化對不同的人而言可能表示不同的含義。一般把服務(wù)器虛擬化理解為將單一物理資源映射到多個(gè)邏輯表示或分區(qū)。邏輯分區(qū)（LPAR）和虛擬機(jī)（VM）就是該定義的示例。IBM 從上世紀(jì) 60 年代開始就在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置。虛擬化技術(shù)并不僅限于服務(wù)器。它還適用于存儲、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序，這些主題可在各自的文章中討論。

　　服務(wù)器虛擬化的工作原理

　　在大多數(shù)情況下，服務(wù)器虛擬化是通過使用管理程序（hypervisor）邏輯地分配和分隔物理資源來實(shí)現(xiàn)的。管理程序允許外來操作系統(tǒng)在虛擬機(jī)上運(yùn)行，就好像該系統(tǒng)是在實(shí)際的硬件上運(yùn)行的那樣，從而隱藏了其他外來系統(tǒng)共享虛擬機(jī)的事實(shí)。每個(gè)外來操作系統(tǒng)都受到單獨(dú)保護(hù)，相互之間是隔離的，不會由于任何其他系統(tǒng)的不穩(wěn)定或配置問題而受到影響。當(dāng)前，管理程序逐漸成為客戶機(jī)和服務(wù)器系統(tǒng)上普遍存在的虛擬層。管理程序主要有兩種類型：裸機(jī)式管理程序和托管的管理程序。

　　裸機(jī)式管理程序

　　裸機(jī)式管理程序直接在服務(wù)器硬件上運(yùn)行，為虛擬機(jī)提供對資源的細(xì)粒度時(shí)間共享?；诠碳穆銠C(jī)式管理程序的示例包括 IBM? System z? Processor Resource System Manager?（PR/SM?）和 IBM? System i? and IBM? System p? POWER? Hypervisor?；谲浖穆銠C(jī)式管理程序的示例包括 z/VM?, VMware ESX Server and Xen Hypervisor?；诠碳墓芾沓绦虻拈_銷通常少于基于軟件的管理程序。另外，在服務(wù)器硬件層實(shí)施的虛擬化可以實(shí)現(xiàn)最高的效率和性能。System z PR/SM 是一種硬件分區(qū)能力，支持以一個(gè)高度可擴(kuò)展、健壯且可靠的虛擬服務(wù)器托管多個(gè)操作系統(tǒng)映像，而每個(gè)映像都位于自己的 LPAR 中。虛擬化功能內(nèi)置于 System z。System z 還提供基于軟件的 z/VM?。因?yàn)?z/VM 虛擬化技術(shù)支持以較高的效率和資源利用率實(shí)現(xiàn)較細(xì)粒度的系統(tǒng)資源共享，所以使客戶能夠在運(yùn)行其他 System z 操作系統(tǒng)的單臺大型機(jī)上運(yùn)行成百上千的 Linux 服務(wù)器。Ｓystem p 使用戶能夠通過 IBM? AIX? 或 Linux 操作系統(tǒng)請求虛擬化的 LPAR。System p 具有微分區(qū)能力，支持系統(tǒng)將部分 CPU 分配給 LPAR。部分 CPU 的粒度最細(xì)可達(dá)一個(gè)物理 CPU 的 1/10。利用微分區(qū)和虛擬 I/O 能力，System p 所支持的 LPAR 數(shù)量顯著增加。而且，LPAR 的 CPU 資源可通過 IBM? Enterprise Workload Manager? 進(jìn)行管理，它對 CPU 需求和使用情況進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)業(yè)務(wù)策略來決定分配給每個(gè) LPAR 的 CPU 資源量。微分區(qū)和虛擬 I/O 使云用戶能夠使用功能強(qiáng)大的虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)。通過使用諸如 VMWare 和 Xen 等技術(shù)，虛擬化現(xiàn)已擴(kuò)展到 x86 平臺。利用這些技術(shù)，具有不同操作系統(tǒng)的多個(gè)虛擬服務(wù)器可以在一臺基于 x86 的服務(wù)器上共存，并共享該服務(wù)器的資源。這樣，就使整合在異構(gòu)操作系統(tǒng)環(huán)境中運(yùn)行以及在未充分利用的硬件服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用程序成為可能。使用 VMWare 和 Xen 的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)快速部署。因?yàn)樘摂M服務(wù)器的操作系統(tǒng)映像、配置文件和日志文件都作為文件集存儲在主機(jī)或管理控制臺服務(wù)器上，所以虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)映像可以在一臺物理服務(wù)器上運(yùn)行，然后透明地轉(zhuǎn)移或復(fù)制到另一臺服務(wù)器。要部署新的服務(wù)器或克隆現(xiàn)有的服務(wù)器，只需在現(xiàn)有的物理系統(tǒng)上創(chuàng)建虛擬服務(wù)器，然后復(fù)制先前保存的虛擬服務(wù)器映像即可完成。換言之，無需重新安裝操作系統(tǒng)或在其上運(yùn)行的應(yīng)用程序就可部署服務(wù)器。

　　托管式管理程序

　　托管式管理程序在主機(jī)操作系統(tǒng)上運(yùn)行，使用操作系統(tǒng)服務(wù)為虛擬機(jī)提供對資源的時(shí)間共享?；谲浖耐泄苁焦芾沓绦虻氖纠?VMware Server 和 Microsoft Virtual Server。

　　基礎(chǔ)架構(gòu)管理

　　虛擬化是新企業(yè)數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)的基礎(chǔ)技術(shù)支柱。其管理層也同樣重要，它充當(dāng)“大腦”或“控制中心”，用于有效地管理整個(gè)環(huán)境中的資源。接下來的章節(jié)將討論這一層的主要組件。

　　自動化

　　基礎(chǔ)架構(gòu)管理是虛擬環(huán)境中的主要難題之一。如果只是構(gòu)建虛擬化環(huán)境而未采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ敲磿黾訌?fù)雜性，從而使通過虛擬化節(jié)省的成本付諸東流。自動化是解決這些問題的關(guān)鍵。必須為新企業(yè)數(shù)據(jù)中心配備工具，以便能促進(jìn)、簡化和支持對提供虛擬服務(wù)器資源的物理環(huán)境進(jìn)行管理，這非常關(guān)鍵。

　　自動化部署

　　自動化是一種重要的方法，適用于動態(tài)數(shù)據(jù)中心內(nèi)最頻繁執(zhí)行的兩項(xiàng)任務(wù)：應(yīng)用程序的裝載和卸載。裝載過程將操作系統(tǒng)及其他軟件安裝到服務(wù)器的適當(dāng)位置并對它們進(jìn)行配置，以使其能發(fā)揮效用。卸載過程指自動回收服務(wù)器以作他用所需執(zhí)行的步驟。裝載應(yīng)用程序通常從部署服務(wù)器開始。手工裝載是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的過程，由多個(gè)復(fù)雜的步驟組成，如安裝操作系統(tǒng)和軟件以及配置網(wǎng)絡(luò)和存儲器。這些任務(wù)容易出錯，通常需要由在系統(tǒng)、存儲和網(wǎng)絡(luò)方面具有較高專業(yè)技能的管理員執(zhí)行。此外，應(yīng)用程序通常具有特殊的安裝和配置步驟。所有這些因素都使得自動化成為以一致的方式管理這些任務(wù)的關(guān)鍵。IBM? Tivoli? Provisioning Manager 是我們的云計(jì)算解決方案的關(guān)鍵組件。它使云管理員能夠編寫可以自動安裝和配置新服務(wù)器和現(xiàn)有服務(wù)器的工作流程。它支持快速高效地構(gòu)造和管理 IT 資源。

　　自動化的保留和調(diào)度

　　管理計(jì)算資源的關(guān)鍵是能夠了解當(dāng)前和未來需要多少容量才能滿足新的請求。如果沒有了解這一點(diǎn)，你就不能準(zhǔn)確地預(yù)測可以支持的客戶數(shù)量，也無法確保維護(hù)一組穩(wěn)定的應(yīng)用程序。另外，使用 IBM? Websphere Application Server 通知部署狀態(tài)和資源可用性的 Tivoli Provisioning Manager 提供了調(diào)度資源的部署和回收以及保留資源以供今后使用的能力。

　　自助式門戶網(wǎng)站

　　自助式門戶網(wǎng)站提供系統(tǒng)化的請求處理和變更管理能力。服務(wù)提供者理解必須允許客戶或客戶代表通過 Web 門戶網(wǎng)站請求服務(wù)或查看當(dāng)前所已部署服務(wù)的狀態(tài)。新企業(yè)數(shù)據(jù)中心必須能夠靈活地處理并快速執(zhí)行變更請求，以滿足快速變化的業(yè)務(wù)需求。應(yīng)該使用由請求驅(qū)動的部署系統(tǒng)來處理用戶對新服務(wù)的請求或變更現(xiàn)有服務(wù)的要求，例如，允許用戶延后服務(wù)結(jié)束日期，以及添加或除去資源需求。圖 4 顯示了向服務(wù)（項(xiàng)目）添加資源的樣本截屏，圖 5 顯示了修改項(xiàng)目結(jié)束日期的樣本截屏。

圖 4. 向項(xiàng)目添加資源的樣本抓屏 www.cloudcomputing-china.cn

圖 5. 修改項(xiàng)目結(jié)束日期的樣本抓屏 www.cloudcomputing-china.cn

　　監(jiān)控

　　對于任何環(huán)境而言，監(jiān)控資源和應(yīng)用程序性能都是非常重要的環(huán)節(jié)。在虛擬化的環(huán)境中，監(jiān)控任務(wù)更為困難，也更為關(guān)鍵。監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)包括：收集歷史數(shù)據(jù)，以幫助規(guī)劃未來數(shù)據(jù)中心的資源需求并優(yōu)化虛擬化資源的部署；捕獲實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以便能快速應(yīng)對意外的資源需求；衡量性能服務(wù)級別協(xié)議（SLA）的符合性；主動生成警告和詳細(xì)數(shù)據(jù)，以便能快速檢測和解決應(yīng)用程序問題；報(bào)告應(yīng)用程序的資源使用情況數(shù)據(jù)，這對于相應(yīng)地分配成本非常必要。

　　IBM Tivoli Monitoring 可監(jiān)控由 Tivoli Provisioning Manager 部署的服務(wù)器的運(yùn)行狀況（CPU、磁盤和內(nèi)存）。這需要在每臺云服務(wù)器上安裝 IBM Tivoli Monitoring 代理程序并配置 IBM Tivoli Monitoring 服務(wù)器。代理程序收集來自云資源的信息，并定期將這些數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)倉庫，即 IBM? DB/2? 數(shù)據(jù)庫。該監(jiān)控服務(wù)器包含 3 個(gè)組件：IBM? Tivoli? Enterprise Monitoring、IBM? Tivoli? Enterprise Portal 和數(shù)據(jù)倉庫。 Tivoli Monitoring 不僅可以監(jiān)控個(gè)別的服務(wù)器，還可以監(jiān)控服務(wù)器集合。用戶可通過 Tivoli Enterprise 門戶網(wǎng)站查看每個(gè)受監(jiān)控資源的詳細(xì)信息，并且可以將這些信息與云門戶網(wǎng)站完全集成起來。另外，用戶可以直接在云自助式門戶網(wǎng)站上查看表示服務(wù)器運(yùn)行情況的摘要信息。圖 6 顯示了 CPU、內(nèi)存和磁盤的摘要信息，這些信息在某個(gè)項(xiàng)目（可能包含多個(gè)服務(wù)器或資源）級別進(jìn)行了整合。

圖 6. 項(xiàng)目摘要 www.cloudcomputing-china.cn

　　容量規(guī)劃

　　云計(jì)算模型減少了應(yīng)用程序級別容量規(guī)劃的需求。應(yīng)用程序可以向云請求資源，并且能夠在一小時(shí)之內(nèi)獲得所請求的資源。對于需要多項(xiàng)資源的應(yīng)用程序，可以提交其他請求以獲取更多資源。因此，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心相比，準(zhǔn)確地預(yù)測應(yīng)用程序的容量需求對于云而言已不那么重要，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心最多可花費(fèi) 6 個(gè)月來訂購和安裝專用于應(yīng)用程序的硬件。另一方面，從數(shù)據(jù)中心的角度而言，虛擬化使得容量規(guī)劃更加困難而且更加重要。過去，數(shù)據(jù)中心可以通過應(yīng)用程序進(jìn)行預(yù)測，了解訂購的硬件，基本可以避免對硬件自身進(jìn)行調(diào)整。通常，數(shù)據(jù)中心只需要確保自身有能力支持個(gè)別應(yīng)用程序所規(guī)劃的硬件。但是在云環(huán)境下，將安裝大量不同的應(yīng)用程序。因此，現(xiàn)在由數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)預(yù)測所有應(yīng)用程序的平均或總體資源需求，并提前訂購足夠的硬件而不依賴于應(yīng)用程序所有者的請求。容量規(guī)劃的基礎(chǔ)是監(jiān)控現(xiàn)有使用情況，并追溯歷史數(shù)據(jù)。可以根據(jù)先前的活動預(yù)測長期的趨勢，并根據(jù)對業(yè)務(wù)規(guī)劃的了解進(jìn)行調(diào)整。在新企業(yè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)，典型的容量規(guī)劃方法在大多數(shù)情況下都適用。由于云使用共享相同物理資源的虛擬化資源，因此使得容量規(guī)劃變得更加復(fù)雜。相反，容量規(guī)劃并不需要考慮個(gè)別應(yīng)用程序，但可以簡單地跟蹤和預(yù)測云中所有應(yīng)用程序的總體情況。有時(shí)，個(gè)別應(yīng)用程序可能對于整個(gè)數(shù)據(jù)中心影響很大，或者該程序需要初始容量，而該容量在一個(gè)較長時(shí)期內(nèi)不會有機(jī)地增長。為了滿足這種需求，IBM 使用其“性能和容量估算服務(wù)”（PACES），先前稱為 Sonoma。PACES 是一種基于 Web 的服務(wù)，用于評估性能，規(guī)劃業(yè)務(wù)模式、產(chǎn)品工作負(fù)載以及用戶自定義工作負(fù)載的容量。PACES 容量規(guī)劃引擎以涉及排隊(duì)理論的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，并使用過去實(shí)踐活動所積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)；IBM 根據(jù)最近項(xiàng)目的成果定期對底層模型進(jìn)行驗(yàn)證。目前，全球各地各個(gè) IBM 部門（例如 IBM 技術(shù)線部門、IBM 銷售部門、IBM 全球企業(yè)咨詢服務(wù)部和 IBM IT 架構(gòu)設(shè)計(jì)部門）的員工都在使用 PACES?？蛻敉谇笾?IBM 時(shí)具有自己的應(yīng)用程序框架和性能目標(biāo)。PACES 對這些復(fù)雜的關(guān)系進(jìn)行建模，然后提出令人滿意的配置解決方案，或預(yù)測用戶所指定配置的性能。當(dāng)前，PACES 支持由種類繁多的工作負(fù)載以及大量硬件（如 IBM System x?、System p、 Sun 和 HP）組成的大型庫。圖 7 顯示了樣本 PACES 目標(biāo)規(guī)范屏幕，圖 8 顯示了樣本 PACES 估算結(jié)果屏幕。

圖 7. 樣本 PACES 目標(biāo)規(guī)范屏幕 www.cloudcomputing-china.cn

圖 8. 樣本 PACES 估算結(jié)果屏幕 www.cloudcomputing-china.cn