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數據中心自動化部署是怎么實現的

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-12-25 16:11 ? 次閱讀

數據中心里設備千萬,并需要不斷進行擴容,而一般數據中心運維也就十幾個人,要反復重復著這樣的工作,所以有人設計了自動化部署的架構。就是在數據中心新增設備時,即插即用,只要將設備上電,網線連接好,就可以自動完成配置下發和業務部署。自動化部署主要在網絡設備和服務器上實現,畢竟這兩部分設備占了數據中心超過90%的數量,當有新的網絡設備或者服務器接入時,自動完成互聯互通和業務部署。如果要實現這樣,在數據中心里必須要有個指揮者,即控制器去執行指令,當發現有新接入設備,自動向設備分配IP地址,推動操作系統和各種必須軟件,然后再加載預先設計好的配置,從而實現設備的即插即用。對于大型數據中心,這種自動化部署方案很受青睞,可以極大節省重復性的裝機工作,節約人工成本,現場只需要將設備接入網絡即可,不需要現場有技術工人。接下來,就讓我們具體看看這些自動化部署是如何實現的。

服務器自動上線

數據中心購買的服務器一般是裸機,就是里面什么軟件都沒有,包括操作系統都需要安裝。一臺新接入的服務器要自動上線主要需要四步:第一,獲取IP地址,每個服務器都要有一個屬于自己的IP地址,完成與外界的通訊。剛上線的服務器會主動發起DHCP請求,獲取IP地址,在網絡中要有一臺DHCP服務器,用于自動分發IP地址,當DHCP服務器接到了新機發出的DHCP請求,然后給新機分配一個IP地址;第二,有的IP地址,獲取啟動文件,包括操作系統,這時需要網絡中有一個FTP或者TFTP服務器,這是一種文件傳輸服務,用于服務器與客戶端進行文件的傳輸,這個服務開銷不大,多用于小文件傳輸,新機下載到這些引導文件,完成必要的系統安裝;第三,有了系統,新機就要再裝一些yum源文件及Kickstart內核文件等,這部分主要通過HTTP服務器提供服務,提前需要將相應的文件復制到HTTP服務器上,新機拿到這些資源后,便可以自動安裝了;第四,安裝應用軟件,這部分主要由軟件服務器自動推送,當新機系統安裝完畢,軟件服務器會自動推送預裝軟件,新機繼續安裝這些軟件,安裝完畢后就可以啟動工作了,成為數據中心里真正的一員。要實現這整個過程,不僅要在數據中心里提前部署好DHCP、HTTP、FTP等服務器,新機還要具備PXE環境,這是一種引導啟動的方式。采用這種方式可以自己創建一個“安裝源”,在安裝系統的時候只要能找到這個“源”便可以實現系統安裝,是服務器自動化部署必須的技術。

交換機自動上線

服務器可以自動部署,網絡設備自然也可以,數據中心內部是局域網,網絡設備基本都是交換機。一臺新接入的交換機要自動上線主要也需要四步:第一,交換機加電機后,和服務器一樣,也會主動發起DHCP請求,先獲取IP地址,交換機默認會有VLAN 1配置啟用了三層接口,沒有配置地址,由DHCP來分配地址,交換機獲取到這個地址后,就可以和網絡中的任何服務器進行通訊了;第二,到版本服務器上獲取指定軟件版本,下載到交換機中,然后通過網管指定交換機的啟動新文件,操作交換機重啟,以新的版本啟動起來;第三,到配置服務器上下載配置,這個配置是不完整的,是設備最基本的配置,這一步可以和第二步合并成一步完成,交換機只需要重啟一次即可;第四,網絡中要有控制器,當交換機下有服務器上線時(主動發起ARP請求),控制器將可以收到請求,然后給交換機下發端口配置,允許服務器上線,這部分其實是一個較為復雜的過程,有多種不同的技術實現形式,比如:主機Overlay,網絡Overlay等等,實現的方法和配置都有所不同,應用于不同的場景,不管怎樣遵循的原則都是,根據通過控制器來控制交換機下的服務器上線,并通過控制器來自動給交換機下發配置,由交換機實現業務轉發,是一種典型轉控分離應用場景。交換機的自動部署要比服務器復雜些,不僅要完成自己的軟件和配置部署,還要實現與下游服務器的配合,最終整體上線。很多時候擴容基本是交換機帶著下游的服務器一起上線的,只有在服務器故障需要更換時,才僅做服務器的自動上線。這種交換機自動化部署適用于有控制器的網絡,由控制器統一指揮,將預先做好的配置下發給新上線的交換機,控制器不僅可以下發配置,還可以下發轉發流表,指導流量轉發。

除了服務器和交換機,其它數據中心設備由于數量少,自動化部署的意義不大,真也要實現自動化就有些畫蛇添足了。不過,依然可以在運維、監控和業務部署等方面做一些自動化部署,比如:通過自動化腳本采集所有設備的運行狀態信息,發現異常及時告警或者處理;通過自動化工具在特定時間,部署新的業務或者調整網絡參數等等,所有這些自動化部署的目的都是為了提升工作效率,將重復性的、簡單的交給設備自己完成,減少人工參與,從而極大地提升數據中心運行效率,節約人力成本。因此,自動化部署在數據中心里,尤其是大型的數據中心里受到廣泛歡迎,甚至還有的數據中心組建了自動化部署業務小組,專門研究如何提升數據中心的自動化部署能力,簡化數據中心運營。以往粗放型的發展模式是不能持久的,要做精細化運營,向數據中心運營要利潤,開展自動化部署就是一條明路。

審核編輯:符乾江
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