《聊聊云計算架構的幾個設計原則》要點：
本文介紹了聊聊云計算架構的幾個設計原則，希望對您有用。如果有疑問，可以聯系我們。

作者:婁恒

編輯:Sharon

關于“架構”概念的介紹,包括：

• “事物的組織、結構或格局.” ?— 《現代漢語大詞典》
• “建筑的科學或藝術.” — 《牛津辭典》
• “① 建造,構筑 ；② 框架,支架.– 《新華詞典》

古羅馬建筑師維特魯威提出架構的概念：架構是由功能(實用)、美感(美觀)和結構(堅固)這些元素組成的.

企業 IT 架構的設計不僅僅是注重某一個系統能力,更需要給企業一個可進化的、可持續發展、不斷創新的平臺.業務持續變更將成為“新常態”.架構師們既需要滿足企業 IT 中高可靠、高安全、一致性、合規性要求,有需要滿足創新 IT 所需要的靈活、快速、伸縮的挑戰.

Gartner 給企業新的 IT 架構的標準答案是：雙模 IT.既需要兼顧傳統 IT 需求(穩定、合規、可靠)、有需要滿足創新 IT 的需求(敏捷、試錯、快速迭代).但是沒有適合解決所有問題的萬能藥(No More One Size Fits All).現實的問題是雙模 IT 需要怎樣的新型的 IT 架構來實現呢?

企業需要具備優秀的云架構師,來幫助實現企業雙模 IT 架構云化轉型.那么企業云架構師需要哪些必要的基本原則呢?下面我來整體介紹下.

原則一：不要與趨勢為敵

Gartner 報告分析全球數據中心平均資源利用率不到 12% ,麥肯錫(McKinsey)認為可能更低,大約在 6%.企業自建數據中心普遍面臨平均資源利用率不高、能耗過大、資源彈性無法快速等問題.云計算出現,無疑是給企業用戶帶來的巨大的紅利, 可以讓客戶不用再承擔不必要的資源成本,按照實際計算需要來消費 IT. 云計算已經覆蓋了幾乎所有的行業,企業對云計算的接受度、信任度,相比于前幾年也已經有了明顯的增長.

在風口(趨勢)面前,所有的阻力都顯得會非常無力.幾組數據將顯示出云計算的整體趨勢：

• 公有云進入快車道,逐漸成為主流：Gartner 數據顯示,2016 年全球 IaaS 投入增長為 38.4%,達到了 224 億美元,并預計到 2020 年,全球 IaaS 投入將增至 560.5 億美元,復合年增長率將達到 29%.
• 企業自建數據中心不斷減少：Gartner 預測未來企業數據中心將會不斷消失,逐漸會向公有云上遷移.
• 公有云和企業 IT 會長期并存,形成混合云形態：根據 Gartner 預測,在 2017 年全球公有云服務市場規模預計增長 18%,相比 2016 年的 2092 億美元,總數將達 2468 億美元.但相比全球總的 IT 開銷來看,全球 3.8 萬億美元的 IT 總開銷相比,還只是剛剛起步.長期開看,企業自有 IT 和公有云會長期并存,形成混合云形態.

原則二：混合云成為必然

 

企業架構師需要具備雙模 IT 的思想,雙模 IT 的實現基礎是混合云架構.根據 IDC 的預測,未來 3 年內將會有超過 80% 的企業會采納混合云模式部署,大幅推動組織變革和業務創新.混合云成為企業必然的選擇：

• 私有云部分負責承擔關鍵業務、敏感數據、合規性要求、交易型平臺.
• 公有云部分負責承擔交互類應用、創新類業務、數字化業務服務等
• 私有云和公有云之間可以進行平滑的負載遷移,在私有云高負載的情況下,部分業務可以平滑遷移到公有云部署；公有云業務隨著企業管控要求,可以隨時回歸到私有云環境中；公有云和私有云可以進行混合型業務部署,私有云承擔關鍵業務交易,公有云承擔讀寫分離式的查詢業務(類似于 12306).

原則三：打通任督二脈

另一方面從企業應用特點來看,企業 IT 系統的架構形態兩極化發展：一種是狀態要求高的交易型應用；另一種是系統狀態要求低的交互型應用.交易型的強狀態或重狀態應用則往往對數據的一致性有很高的要求.交互型的無狀態或弱狀態應用特點,通常業務鏈條都比較短,數據不需要強一致性保存.

所以一個優秀的云架構師需要能夠很好的適應不同需求,來選擇一個打通任督二脈的云服務平臺,既可以提供無狀態化的云服務(MySQL、Sharding、NoSQL、Hadoop)、又可以提供重狀態化的云服務(Oracle RAC).這樣在應用架構設計時才可以更好的兼顧企業混合型應用需求.

原則四：開放自由的選擇能力

對于上云的客戶,最擔心的就是上云被綁架的問題,上云后下不來.作為云架構師,需要給企業選擇和構建一個上下自如的云平臺.可以把企業各類負載(數據庫、中間件、虛擬化、數據同步等)平滑遷移上云,也可以在峰值過后,平滑地回退到企業自由數據中心中來.而不需要額外的應用代碼修改,這才是混合云架構的關鍵所在.

另一方面,單純依靠遠程云端部署的計算和存儲能力很難滿足企業的全部需求,我們看到很多大中型企業對云計算還有以下幾個方面的要求：

數據主權

• 要遵循合規性、法律和隱私方面的要求.
• 敏感數據本地保存.
• 符合其它安全保密規范要求.

控制權

• 對關鍵業務系統要保持 100% 的可控.
• 有自己的防火墻、負載均衡器、硬件 VPN 等.
• 非常高的 SLAs 要求.

低延遲

• 與后端 mainframes, databases, ERPs 等需要近乎零的低延遲鏈接.
• 專用的基礎設施可以提供更低的延遲.

自主選擇

• 在本地運行云.
• 按需在公有云或本地私有云中運行.
• 無論公有云還是私有云,要有相同的體驗.

所以,云架構師需要能夠根據企業應用特點,來自由地選擇應用的部署模式,可以采用一套軟件開發后,自如的選擇在公有云部署、私有云部署、混合云部署等多種形態,業務負載可以按需平滑的遷移(無需應用修改).這樣才是企業追求的混合云的終極目標：虛擬化數據中心.

原則五：高可靠

可靠性設計永遠是架構師需要考慮的主要因素之一.在企業自有數據中心上,大型 IT 系統經常會談到“兩地三中心”架構 (即生產數據中心、同城災備中心、異地災備中心).這種模式下,主要設計目標是防范各種級別的故障隔離.所以 MAA 最大可用性架構 (Max Availability Architecture ) 是高可用追求的理想目標.

在云計算的世界里,多數據中心的高可用架構可以借助多 Region 和 MAA 架構結合方式來實現.Region 是云計算中經常談到的一個重要概念,也是云平臺架構設計中很重要的一個部分.在一個 Region 內,云廠商可以設置多個可用區(AD),在多個 AD 間提供高速的網絡能力.云架構師可以輕松地選擇部署多種可用性配置.例如：在不同 Region 間實現遠距離的災備部署,在一個 Region 中的不同 AD,可以部署零數據丟失的數據同步,保證當一個 AD 出現故障時,應用連續性和數據無丟失.在一個 AD 內,可以通過 RAC 類似的架構部署,來提供服務器的高可用保護能力.

云計算選擇的標準

企業在選擇云計算平臺時,要堅持以下六項標準：

1. 性能 (Performance)

企業需要更快的應用和分析,以更快的速度獲取所需的信息.因此,卓越的性能和處理能力是企業選擇云平臺的關鍵.

2. 成本 (Cost)

簡化后的 IT 架構,能夠幫助企業省下購買設備、軟件和維護項目和費用,同時減少 IT 人力資源的投入.能夠優化運維人力的調度,降低 IT 維護項目的人力投入,進而可將更多的資源放在促進業務需求和 IT 技術的結合,幫助企業創新.

3. 安全性 (Security)

云計算平臺在芯片、IaaS、PaaS、SaaS 各層都應部署完整的安全防護,安全控制將圍繞著數據中心(物理基礎設施)、訪問安全、網絡安全、存儲安全、數據安全等多個方面展開.

4. 兼容性 (Compatibility)

混合云是大勢所趨,企業應能在不停機的狀況下,自由地在云上和本地環境往返測試、部署,通過單一的管理工具就能同時管理云上和本地部署的環境.

5. 可用性 (Availability)

云計算平臺應能保證當災難發生且一個數據中心出現問題時,另一個數據中心夠實時運行,最大限度地確保企業業務的連續性.

6. 標準化 (Standard)

云計算平臺應引入業界標準,例如 SQL、Hadoop、NoSQ、Java、Ruby、Node.js、Linux、Docker 等.

本著上述六項標準,企業可以自己選擇部署私有云或公有云,不需要一次性把既有系統全部更換為新系統,而是按照具體業務需求,從服務器、存儲、數據庫、中間件到應用層,逐個服務添加,通過模塊化、集成化的模式簡化 IT,滿足企業對業務創新、合規性和成本可控、以及系統敏捷性的需求.

作者介紹

婁恒,甲骨文云計算和大數據解決方案部門技術總監.先后供職于中國郵政,亞信科技,IBM 等公司,帶領團隊服務中國移動、中國聯通、中國電信、中國銀行、工商銀行等大型客戶重要項目.助力企業云計算、大數據項目規劃、咨詢和落地.

文章來自微信公眾號：聊聊架構

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