数据中心资源池规划原则初探

张式勤+任赣+汪大海

【摘 要】从企业数据中心资源池建设实践出发，为合理规划资源池的类型与规模，从而使各种资源池的能力得到充分利用，提出并探讨了进行资源池规划的关键性原则，包括面向业务需求的规划原则以及面向基础架构的规划原则，为资源池建设的实际工作提供了基本理论参考与建议。

【关键词】云计算 资源池规划 虚拟化 IT资源

中图分类号：TN925+.93 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2014）-13-0076-04

1 概述

随着企业数据中心管理者对云计算认识的不断清晰与深入，以数据中心大规模、大范围虚拟化和多种类资源池建设为主要内容的面向企业内部服务的私有云建设正在大中型企业的数据中心中广泛开展。数据中心管理者希望能够通过建设共享资源池，有效提高IT资源的利用率，提高满足业务需求的IT能力的交付速度，提高数据中心各层面的标准化水平和自动化操作水平，从而降低数据中心的总体拥有成本。

集中且共享的资源是云计算的5个基本特征之一，而提供资源集中共享的主体即是各种不同类型的IT能力和不同服务等级的资源池。因此，作为云服务提供者，合理有序地进行资源池系统的建设已经成为云数据中心运营管理者的核心任务之一。良好的资源池规划应既能够在保持数据中心整体架构相对稳定的前提下在相对长的时间内满足各业务对IT资源的需求，又能够合理控制资源池建设投资，提高资源利用水平。

资源池建设的核心思想是根据业务发展需求提前规划、采购并部署所需资源或能力，并通过各种虚拟化技术实现资源和能力的池化，再在实际业务需求到来时将池化的资源按需分配给业务使用。因此，资源池规划既应考虑如何合理的满足业务的需求，也应考虑如何合理进行资源池建设。

文章从本企业数据中心资源池建设项目的实际经验出发，提出了6项数据中心资源池规划中运用的原则，既包括了面向业务需求的规划原则，还包括了面向基础架构的规划原则。这些规划原则在中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心的数据中心资源池建设中发挥了重要的指导性作用。

2 面向业务需求的规划原则

面向业务需求的规划原则包括安全性分类原则、服务水平分类原则和阶段性建设原则。

2.1 安全性分类原则

安全性分类原则是指资源池规划应遵从企业IT安全策略。安全策略的隔离思想与资源池建设的共享思想是一对针锋相对的矛盾，而企业的IT安全策略通常是根据对可能出现的安全风险和安全事件对业务的影响程度的深入分析确定的。在安全风险和安全事件对业务的影响没有发生较大变化时不应调整安全策略，资源池建设应遵从企业IT安全策略。

在实际资源池规划过程中，企业数据中心往往已经根据IT安全策略制定了网络与系统的安全规范，并进行了安全域的划分，资源池建设规划应在安全规范的约束下，在不同的安全区域建立物理隔离或逻辑隔离的资源池（视安全规范要求确定隔离等级），不同安全等级的资源池之间不能进行资源共享。

另一方面，资源池建设可能引起安全规范的冲突，如大数据分析方案可能需要将应用与数据部署在同一平台上，会与常见的应用域和核心数据域的安全域划分方式产生冲突，此时应考虑通过制定更适合的安全规范，采用更适合的安全手段满足IT安全策略的要求。

2.2 服务水平分类原则

服务水平分类原则是指对同种类型的资源可按照不同的服务水平需求划分为不同的资源池。更高的服务水平需要更高的建设和服务成本支撑，按照服务水平划分资源池能够有效减少服务能力的过渡交付，从而降低资源池的建设与运营成本。另一方面，按照服务水平划分资源池也不应过度精细化，否则将导致资源池规模显著缩小，使资源利用率降低。

从实际建设经验看，根据中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心的数据中心的整体规模，在资源能力规模较小时，如由20台以下服务器构成的计算能力集合，可不按服务水平划分资源池，以提高资源利用率；20台以上服务器构成的计算能力集合，可考虑按高、低2级划分资源池，配合不同的硬件构建和服务支持方案，降低资源池建设与运营成本。

2.3 阶段性建设原则

阶段性建设原则是指资源池建设不是一次完成的，而是根据发展需求进行的阶段性建设。

首先，某个资源池的规模应根据业务对该资源池提供的IT能力的需求规模来确定，并跟随业务需求的增加而扩充，从建设成本角度讲，需要该资源池采用的资源池方案具有纵向或横向的扩展能力，当资源池规模较大时，横向扩展能力更为重要。

其次，每种类型的资源池建设过程都会涉及资源定义、申请方式、交付方法、资源调度、资源部署等多种技术因素与方案，而企业内部的资源池建设还处于探索阶段，很多技术手段尚需要进一步验证，从建设风险角度讲，按照不同的成熟度指标将资源池整体建设过程分解为不同的阶段，有利于缩短建设周期，便于及时的评估与改进，从而使资源池的建设稳步推进。

3 面向基础架构的规划原则

面向基础架构的规划原则包括功能分类原则、容量匹配原则和一致化原则。

3.1 功能分类原则

功能分类原则是指在进行资源池规划时，应根据对管理精细化程度的要求，按照资源能力的不同属性划分或定义不同的资源池。是否将某种资源能力定义为资源池取决于是否需要对该种类型的资源能力进行精细化管理，定义资源池一般需要定义资源总容量、分配容量、实际使用容量、分配量映射关系、使用量映射关系等指标，从而实现资源的精细化管理。

如在私有云中，通常会定义IP地址资源池和VLAN ID资源池，以便将可用的IP地址和VLAN ID分配给特定业务应用，但通常不会将某个服务器虚拟化群集的网络接口带宽定义为带宽资源池，因为在私有云中通常不会限制某个业务应用所占用的网络带宽；而在公有云中，就非常有必要定义带宽资源池，以便将带宽分配给特定的虚拟机使用，从而避免影响其它租户的服务质量。endprint

3.2 容量匹配原则

容量匹配原则是指在规划资源池时应注意不同功能资源池间容量的相互匹配。即使要定义为资源池的资源能力，也需要关注其能力容量；而在某个资源池扩容时，相关的资源池容量也需要对应进行扩展。不同资源池容量匹配应遵从木桶原理，即1只木桶盛水的多少，并不取决于桶壁上最高的那块木块，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。

如某个由20台物理服务器构成的虚拟化计算资源池，如果按照7：1的虚拟化整合比进行估算，可支持140台虚拟服务器运行，对应IP地址资源池则需要140个可用IP地址；20台物理服务器总的上联网络带宽应满足140台服务器的通信需求；如果每台服务器的平均存储空间为200GB，则对应的共享存储资源池可用容量应为28TB。过多或过少的匹配资源会造成资源的浪费或短缺。

同时，资源池间容量的匹配是动态的，不仅在周期性的资源池建设规划时需要关注资源池间容量的匹配，在资源池系统运行过程中，资源管理人员也应随时关注各资源池的容量使用情况，随时补充短缺资源。

3.3 一致化原则

一致化原则是指在规划资源池时，对于构成某个资源池或某类资源池的构成组件应尽量一致化，以减少构成组件管理能力上的差异，降低管理工作的复杂程度。资源池是数据中心广泛使用虚拟化技术后新出现的管理对象，而原有的管理对象不但没有减少，而且还可能由于虚拟化实例构建的便捷性，导致虚拟化实例的数量有爆发性增长的趋势，进一步加大运维管理团队的工作压力。应用一致化原则，可以减少资源池构成组件的类型，减少备品、备件的品类，便于在保证系统整体可用性的前提下，实现运维流程的标准化和简单化；同时能够降低资源池组件管理接口的复杂程度，有利于资源分配管理和资源池构建管理自动化工具的实现，从而通过自动化工具提高资源管理效率，减轻运维管理团队的工作压力。

4 规划实践

上述资源池规划原则是中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心在资源池建设实践中不断探索而形成的，其对资源池建设工作发挥了指导作用。

按照安全性分类原则，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心规划建设了4大类资源池，如图1所示，并按照服务水平分配原则设计规划了不同的高可用性解决方案。目前系统中资源池主要分类包括：

（1）通用资源池：由于系统资源比较紧张，目前部署重要系统和一般系统（包括业务支撑重要系统、一般系统与管理支撑重要系统、一般系统），通过资源池内部高可用性来保障业务的连续性。

重要系统：不承载关键业务/功能，对公司业务运营、客户服务具有一定影响，其发生灾难或故障时，将在一定程度上影响到公司业务生产运营和客户对公司的感知。

一般系统：不承载关键业务/功能，对实时性要求不高，其发生灾难或故障时，不会影响客户对公司的感知，基本不会损害公司利益。

（2）专用资源池：部署核心系统（包括业务支撑核心系统与管理支撑核心系统），通过负荷分担和集群部署等技术，实现系统的跨机房容灾能力。

核心系统：承载关键业务/功能，对公司业务运营、客户服务具有重要影响，发生灾难或故障时，将严重影响公司业务的正常生产运营，严重影响客户对公司的感知。

（3）测试云资源池：部署各类测试系统。

（4）桌面云资源池：部署桌面云系统，通过部署桌面云架构保障系统可用性。

在通用与专用资源池内，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心还按照服务水平分配原则规划设计了不同的资源池系统，其构架方案如图2所示，在满足不同业务类型支撑需求的基础上降低整体建设成本，同时根据阶段性建设原则，综合考虑业务需求的紧迫程度和各类技术风险，制定了分阶段的建设计划。

在每种类型的资源组建设过程中，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心按照服务水平分类原则和一致化原则，通过服务器配置的高低搭配，使构成各主要资源池的服务器型号保持在3种型号以内，从而简化了运维管理复杂程度，也降低了自动化管理工具——资源池管理平台的软件开发难度。

5 总结

通过在资源池建设实践过程中不断总结经验，建立上述资源池规划与建设的总体指导性原则，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心资源池体系建设不仅能够全面支持业务发展的中长期规划，同时能在大幅降低IT总体拥有成本的基础上具备了实现IT资源动态与灵活调度的能力，为实现资源交付、调度与构建的自动化打下了良好的基础。目前，通过持续的资源池管理平台建设，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心已经初步实现了主要资源池资源管理的可视化和端到端全流程管控，全面提升了IT资源的交付效率。

参考文献：

[1] 陈清金，张云勇，潘松柏，等. 云计算与新一代电信IT支撑系统研究[J]. 电信科学， 2010（11）： 39-42.

[2] 蔺华，杨东日，刘龙庚. 大师访谈——云计算推动商业与技术变革[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 11-15.

[3] 雷葆华，饶少阳，江峰. 云计算解码——技术架构和产业运营[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 4-6.

[4] 周洪波. 云计算：技术、应用、标准和商业模式[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 44-47.

[5] 赵艳玲，李战宝. 云计算及其安全在美国的发展研究[J]. 信息网络安全， 2011（10）： 83-87.

作者简介

张式勤：工程师，硕士学位，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司，主要从事基础架构规划及研究。

任赣：工程师，学士学位，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司，主要负责规划管理和总体架构把控。

汪大海：工程师，学士学位，现任职于北京华胜天成科技股份有限公司，主要从事数据中心、云计算、业务连续性计划等建设方案规划、技术研究工作。endprint

3.2 容量匹配原则

容量匹配原则是指在规划资源池时应注意不同功能资源池间容量的相互匹配。即使要定义为资源池的资源能力，也需要关注其能力容量；而在某个资源池扩容时，相关的资源池容量也需要对应进行扩展。不同资源池容量匹配应遵从木桶原理，即1只木桶盛水的多少，并不取决于桶壁上最高的那块木块，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。

如某个由20台物理服务器构成的虚拟化计算资源池，如果按照7：1的虚拟化整合比进行估算，可支持140台虚拟服务器运行，对应IP地址资源池则需要140个可用IP地址；20台物理服务器总的上联网络带宽应满足140台服务器的通信需求；如果每台服务器的平均存储空间为200GB，则对应的共享存储资源池可用容量应为28TB。过多或过少的匹配资源会造成资源的浪费或短缺。

同时，资源池间容量的匹配是动态的，不仅在周期性的资源池建设规划时需要关注资源池间容量的匹配，在资源池系统运行过程中，资源管理人员也应随时关注各资源池的容量使用情况，随时补充短缺资源。

3.3 一致化原则

一致化原则是指在规划资源池时，对于构成某个资源池或某类资源池的构成组件应尽量一致化，以减少构成组件管理能力上的差异，降低管理工作的复杂程度。资源池是数据中心广泛使用虚拟化技术后新出现的管理对象，而原有的管理对象不但没有减少，而且还可能由于虚拟化实例构建的便捷性，导致虚拟化实例的数量有爆发性增长的趋势，进一步加大运维管理团队的工作压力。应用一致化原则，可以减少资源池构成组件的类型，减少备品、备件的品类，便于在保证系统整体可用性的前提下，实现运维流程的标准化和简单化；同时能够降低资源池组件管理接口的复杂程度，有利于资源分配管理和资源池构建管理自动化工具的实现，从而通过自动化工具提高资源管理效率，减轻运维管理团队的工作压力。

4 规划实践

上述资源池规划原则是中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心在资源池建设实践中不断探索而形成的，其对资源池建设工作发挥了指导作用。

按照安全性分类原则，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心规划建设了4大类资源池，如图1所示，并按照服务水平分配原则设计规划了不同的高可用性解决方案。目前系统中资源池主要分类包括：

（1）通用资源池：由于系统资源比较紧张，目前部署重要系统和一般系统（包括业务支撑重要系统、一般系统与管理支撑重要系统、一般系统），通过资源池内部高可用性来保障业务的连续性。

重要系统：不承载关键业务/功能，对公司业务运营、客户服务具有一定影响，其发生灾难或故障时，将在一定程度上影响到公司业务生产运营和客户对公司的感知。

一般系统：不承载关键业务/功能，对实时性要求不高，其发生灾难或故障时，不会影响客户对公司的感知，基本不会损害公司利益。

（2）专用资源池：部署核心系统（包括业务支撑核心系统与管理支撑核心系统），通过负荷分担和集群部署等技术，实现系统的跨机房容灾能力。

核心系统：承载关键业务/功能，对公司业务运营、客户服务具有重要影响，发生灾难或故障时，将严重影响公司业务的正常生产运营，严重影响客户对公司的感知。

（3）测试云资源池：部署各类测试系统。

（4）桌面云资源池：部署桌面云系统，通过部署桌面云架构保障系统可用性。

在通用与专用资源池内，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心还按照服务水平分配原则规划设计了不同的资源池系统，其构架方案如图2所示，在满足不同业务类型支撑需求的基础上降低整体建设成本，同时根据阶段性建设原则，综合考虑业务需求的紧迫程度和各类技术风险，制定了分阶段的建设计划。

在每种类型的资源组建设过程中，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心按照服务水平分类原则和一致化原则，通过服务器配置的高低搭配，使构成各主要资源池的服务器型号保持在3种型号以内，从而简化了运维管理复杂程度，也降低了自动化管理工具——资源池管理平台的软件开发难度。

5 总结

通过在资源池建设实践过程中不断总结经验，建立上述资源池规划与建设的总体指导性原则，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心资源池体系建设不仅能够全面支持业务发展的中长期规划，同时能在大幅降低IT总体拥有成本的基础上具备了实现IT资源动态与灵活调度的能力，为实现资源交付、调度与构建的自动化打下了良好的基础。目前，通过持续的资源池管理平台建设，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心已经初步实现了主要资源池资源管理的可视化和端到端全流程管控，全面提升了IT资源的交付效率。

参考文献：

[1] 陈清金，张云勇，潘松柏，等. 云计算与新一代电信IT支撑系统研究[J]. 电信科学， 2010（11）： 39-42.

[2] 蔺华，杨东日，刘龙庚. 大师访谈——云计算推动商业与技术变革[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 11-15.

[3] 雷葆华，饶少阳，江峰. 云计算解码——技术架构和产业运营[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 4-6.

[4] 周洪波. 云计算：技术、应用、标准和商业模式[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 44-47.

[5] 赵艳玲，李战宝. 云计算及其安全在美国的发展研究[J]. 信息网络安全， 2011（10）： 83-87.

作者简介

张式勤：工程师，硕士学位，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司，主要从事基础架构规划及研究。

任赣：工程师，学士学位，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司，主要负责规划管理和总体架构把控。

汪大海：工程师，学士学位，现任职于北京华胜天成科技股份有限公司，主要从事数据中心、云计算、业务连续性计划等建设方案规划、技术研究工作。endprint

3.2 容量匹配原则

容量匹配原则是指在规划资源池时应注意不同功能资源池间容量的相互匹配。即使要定义为资源池的资源能力，也需要关注其能力容量；而在某个资源池扩容时，相关的资源池容量也需要对应进行扩展。不同资源池容量匹配应遵从木桶原理，即1只木桶盛水的多少，并不取决于桶壁上最高的那块木块，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。

如某个由20台物理服务器构成的虚拟化计算资源池，如果按照7：1的虚拟化整合比进行估算，可支持140台虚拟服务器运行，对应IP地址资源池则需要140个可用IP地址；20台物理服务器总的上联网络带宽应满足140台服务器的通信需求；如果每台服务器的平均存储空间为200GB，则对应的共享存储资源池可用容量应为28TB。过多或过少的匹配资源会造成资源的浪费或短缺。

同时，资源池间容量的匹配是动态的，不仅在周期性的资源池建设规划时需要关注资源池间容量的匹配，在资源池系统运行过程中，资源管理人员也应随时关注各资源池的容量使用情况，随时补充短缺资源。

3.3 一致化原则

一致化原则是指在规划资源池时，对于构成某个资源池或某类资源池的构成组件应尽量一致化，以减少构成组件管理能力上的差异，降低管理工作的复杂程度。资源池是数据中心广泛使用虚拟化技术后新出现的管理对象，而原有的管理对象不但没有减少，而且还可能由于虚拟化实例构建的便捷性，导致虚拟化实例的数量有爆发性增长的趋势，进一步加大运维管理团队的工作压力。应用一致化原则，可以减少资源池构成组件的类型，减少备品、备件的品类，便于在保证系统整体可用性的前提下，实现运维流程的标准化和简单化；同时能够降低资源池组件管理接口的复杂程度，有利于资源分配管理和资源池构建管理自动化工具的实现，从而通过自动化工具提高资源管理效率，减轻运维管理团队的工作压力。

4 规划实践

上述资源池规划原则是中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心在资源池建设实践中不断探索而形成的，其对资源池建设工作发挥了指导作用。

按照安全性分类原则，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心规划建设了4大类资源池，如图1所示，并按照服务水平分配原则设计规划了不同的高可用性解决方案。目前系统中资源池主要分类包括：

（1）通用资源池：由于系统资源比较紧张，目前部署重要系统和一般系统（包括业务支撑重要系统、一般系统与管理支撑重要系统、一般系统），通过资源池内部高可用性来保障业务的连续性。

重要系统：不承载关键业务/功能，对公司业务运营、客户服务具有一定影响，其发生灾难或故障时，将在一定程度上影响到公司业务生产运营和客户对公司的感知。

一般系统：不承载关键业务/功能，对实时性要求不高，其发生灾难或故障时，不会影响客户对公司的感知，基本不会损害公司利益。

（2）专用资源池：部署核心系统（包括业务支撑核心系统与管理支撑核心系统），通过负荷分担和集群部署等技术，实现系统的跨机房容灾能力。

核心系统：承载关键业务/功能，对公司业务运营、客户服务具有重要影响，发生灾难或故障时，将严重影响公司业务的正常生产运营，严重影响客户对公司的感知。

（3）测试云资源池：部署各类测试系统。

（4）桌面云资源池：部署桌面云系统，通过部署桌面云架构保障系统可用性。

在通用与专用资源池内，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心还按照服务水平分配原则规划设计了不同的资源池系统，其构架方案如图2所示，在满足不同业务类型支撑需求的基础上降低整体建设成本，同时根据阶段性建设原则，综合考虑业务需求的紧迫程度和各类技术风险，制定了分阶段的建设计划。

在每种类型的资源组建设过程中，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心按照服务水平分类原则和一致化原则，通过服务器配置的高低搭配，使构成各主要资源池的服务器型号保持在3种型号以内，从而简化了运维管理复杂程度，也降低了自动化管理工具——资源池管理平台的软件开发难度。

5 总结

通过在资源池建设实践过程中不断总结经验，建立上述资源池规划与建设的总体指导性原则，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心资源池体系建设不仅能够全面支持业务发展的中长期规划，同时能在大幅降低IT总体拥有成本的基础上具备了实现IT资源动态与灵活调度的能力，为实现资源交付、调度与构建的自动化打下了良好的基础。目前，通过持续的资源池管理平台建设，中国移动通信集团浙江有限公司业务支撑中心已经初步实现了主要资源池资源管理的可视化和端到端全流程管控，全面提升了IT资源的交付效率。

参考文献：

[1] 陈清金，张云勇，潘松柏，等. 云计算与新一代电信IT支撑系统研究[J]. 电信科学， 2010（11）： 39-42.

[2] 蔺华，杨东日，刘龙庚. 大师访谈——云计算推动商业与技术变革[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 11-15.

[3] 雷葆华，饶少阳，江峰. 云计算解码——技术架构和产业运营[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 4-6.

[4] 周洪波. 云计算：技术、应用、标准和商业模式[M]. 北京： 电子工业出版社， 2011： 44-47.

[5] 赵艳玲，李战宝. 云计算及其安全在美国的发展研究[J]. 信息网络安全， 2011（10）： 83-87.

作者简介

张式勤：工程师，硕士学位，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司，主要从事基础架构规划及研究。

任赣：工程师，学士学位，现任职于中国移动通信集团浙江有限公司，主要负责规划管理和总体架构把控。

汪大海：工程师，学士学位，现任职于北京华胜天成科技股份有限公司，主要从事数据中心、云计算、业务连续性计划等建设方案规划、技术研究工作。endprint