云平台与传统平台资源交付场景研究

李云鹏 乔林 陈硕

摘 要：云计算技术是一种新兴的计算模型。云计算主要以廉价X86架构PC服务器为硬件平台，大量使用虚拟化技术、分布式计算技术、分布式存储技术对外提供计算存储服务，满足用户需求。较为主流的云计算技术主要包括虚拟化技术以及分布式计算技术两种，其中虚拟化实现方式包括KVM、XEN、VMWARE等种类，分布式计算的主要框架则包括hadoop、storm、spark、yarn等。

关键词：服务器;云计算技术;云平台

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0048-02

传统服务一般指使用实体服务器与共享存储结合的模式来为应用交付可用环境，其中实体服务器主要包括小型机及PC服务器两种类型，共享存储一般包括SAN存储、NAS存储等类型。传统服务模式出现的具体时间无从考证，但可以肯定是随着第三次科技革命后计算机及互联网的发展才建立起来的，至今已有几十年，有经过验证的架构模式以及运行维护方式，较为成熟。

随着应用模式的增多，云计算模式随之兴起，现阶段是传统资源交付模式与云计算模式间过度与平衡的一个关键阶段。两种模式的优势以及各自的应用适用场景将指导迁移对象的选择，本文将对此问题进行讨论。

云计算平台包含分布式计算和虚拟化两种技术，但因分布式计算需要针对某一框架进行特定的程序改造及编写，适合应用迁移，在本文中暂不做讨论，本文仅讨论虚拟化技术。

本文将在资源交付方式、扩展模式、运行特点以及建设运行成本四个方面对云平台模式与传统模式做对比分析。

1 资源交付方式区别

云计算平台提供的服务主要分为IaaS：Infrastructure-as-a-Service（基础设施即服务）、PaaS：Platform-as-a-Service（平台即服务）、SaaS：Software-as-a-Service（软件即服务）三种类型，特点是最终用户不需要关心自己的服务运行在何种硬件平台上、运行在何处，只需要提出符合需求的计算、存储能力要求即可。过程中，无需关心物理位置、网络、供电等多个约束条件的情况。

传统的服务平台进行资源交付时，须进行物理位置寻找、服务器上架安装、网络配置、系统部署等多个流程，需要较大的人力成本和较长的交付时间。如表1所示某大型企业16、17、18年两种方式资源交付量及时间统计表。

从图表1中可以看出，通过云平台虚拟机方式完成资源交付的平均时长为传统模式时长的一半以下，有较高的资源交付率。且通过分配量趋势分析，可得出以云平台虚拟机形式交付的资源数量正在增加，在总交付量中也占据较大份额。

2 扩展性区别

传统的服务平台当服务器处理能力达到瓶颈时，只能通过scale-up方式进行扩容，存储设备容量不足时只能通过增加专用硬件进行扩容，当设备无法满足业务需求时只能进行替换，硬件与软件工作方式为紧耦合。云平台则采用通用X86服务器硬件，以虚拟化、分布式技术作为支撑，所有硬件资源均以虚拟化方式提供，硬件与软件工作方式为松耦合。当遇到业务处理瓶颈时，既可以采用scale-up方式，又可以采用scale-out方式。理论上说，云平台应具有无限的扩展性。

3 运行特点区别

云平台以虚拟化方式进行资源交付，传统模式以物理机方式进行交付，针对资源交付方式的特点，两种平台运行模式也有所不同。

云平台拥有资源占用动态伸缩、虚拟设备级容灾等优点，也有因资源争用、资源利用率低、前期规划困难等缺点。资源动态伸缩即宿主机操作系统会根据每台虚拟机实际运行情况实时为其分配不超过申请容量的运行资源，在应用不繁忙时减少资源分配，降低运行成本;虚拟设备级容灾是在虚拟机级别高可用，当虚拟机发生宕机，可立即自动启动一台运行情况与宕机设备一致的虚拟机，对其上运行的应用透明，保证系统无感知恢复。资源争用是因为一台宿主机上需承载多台虚拟机共享网络、硬盘等公共资源，当虚擬机使用相同资源时便会出现争用的现象，对部分虚拟机产生影响;资源利用率低是因为虚拟机运行在应用程序级别，当执行操作系统命令时需频繁与宿主操作系统进行环境切换而不是直接执行，降低了执行效率。

传统模式资源为独享模式，不会出现计算资源、内存资源争抢，可以保证资源使用率高时对其他主机零影响。但高可用容灾时，则需对应用进行配置，高可用依赖于操作系统中应用软件，存在较大的容灾风险。

通过两种方式资源争用、应用容灾特点的对比，云平台应较适合资源占用率较低或资源占用率高但类型不同的应用部署;传统模式适合对各资源占用率均较高，或某一资源占用率异常高的应用做部署。

由运行情况可知，数据库服务器平均资源使用率均较高，采集服务器在内存使用率较高，为避免出现资源争用现象，较适合使用传统模式进行部署;而WEB服务器则平均利用率均较低，适合通过云平台模式部署，在不影响运行的情况下可提高资源利用率并具备应用自动恢复能力。

4 建设及运行成本区别

云计算平台大多采用通用的X86服务器作为硬件平台、软件以开源软件为主。X86架构服务器平台开放、市场竞争充分，产品类型丰富，在初期投入及后期运维方面均有成本低廉优点。如表2所示，企业某大型信息系统前端应用在使用传统交付方式及后期整合为云平台后的成本对比。

在表2中，5年TCO总计以以下公式计算得出：

TCO=HardwCost/tai*N+SoftwCost+HardwMaint Cost/tai*N+SoftwMaintCost+PowerRate*Power

Power=Rate/tai*N*5*365

根据结果可知，在保证业务性能前提下，通过云平台的虚拟化整合，业务硬件支持平台由原来的8台整合成4台服务器（共计16个虚拟机），整合比为1：4，减少机柜空间占用，同时节省了硬件成本44。按服务器5年生命周期计算，节省了运维成本2万元、电费成本26.28万元，整体的TCO成本下降61%，并且整体业务可用性也高于传统业务平台。

按实际应用中来看，云计算虚拟化平台运行良好。通过观察可以发现，整合前物理服务器CPU的利用率为10%左右，而整合后虚拟机CPU利用率在35%左右，提升了设备综合利用率和运维效率。

5 结语

通过本文在资源分配方式、扩展模式、运行特点以及建设维护成本四个方面的对比分析，云平台与传统模式相比，在资源利用率、交付时间、扩展性、建设成本上都有较为明显的优势，将是未来资源交付场景发展的重点。但同时云平台虚拟化在运行过程中资源争用、运行效率低、开源软件无技术支持等问题，也成为相比较下的劣势，在应用时需尽量避免。

因此，系统部署过程中，在享受云平台提供的便利条件的同时，应提前规划各个部分的实现方式，例如数据库更适合物理机，WEB应用更适合云平台，科学规划、各取所长，合理分配云平台及传统交付方式，在做到提高资源利用率的同时，能保证系统的运行效率，让云平台与传统模式共同服务于各应用，创造更多运行维护价值。

参考文献

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