数据中心自动化部署是如何实现的

2019-05-06 10:55

数据中心里设备千万，并需要不断进行扩容，而一般数据中心运维也就十几个人，要反复重复着这样的工作，所以有人设计了自动化部署的架构。就是在数据中心新增设备时，即插即用，只要将设备上电，网线连接好，就可以自动完成配置下发和业务部署。自动化部署主要在网络设备和服务器上实现，毕竟这两部分设备占了数据中心超过90％的数量，当有新的网络设备或者服务器接入时，自动完成互联互通和业务部署。如果要实现这样，在数据中心里必须要有个指挥者，即控制器去执行指令，当发现有新接入设备，自动向设备分配IP地址，推动操作系统和各种必须软件，然后再加载预先设计好的配置，从而实现设备的即插即用。对于大型数据中心，这种自动化部署方案很受青睐，可以极大节省重复性的装机工作，节约人工成本，现场只需要将设备接入网络即可，不需要现场有技术工人。接下来，就让我们具体看看这些自动化部署是如何实现的。

服务器自动上线

数据中心购买的服务器一般是裸机，就是里面什么软件都没有，包括操作系统都需要安装。一台新接入的服务器要自动上线主要需要四步：第一，获取IP地址，每个服务器都要有一个属于自己的IP地址，完成与外界的通讯。刚上线的服务器会主动发起DHCP请求，获取IP地址，在网络中要有一台DHCP服务器，用于自动分发IP地址，当DHCP服务器接到了新机发出的DHCP请求，然后给新机分配一个IP地址；第二，有的IP地址，获取启动文件，包括操作系统，这时需要网络中有一个FTP或者TFTP服务器，这是一种文件传输服务，用于服务器与客户端进行文件的传输，这个服务开销不大，多用于小文件传输，新机下载到这些引导文件，完成必要的系统安装；第三，有了系统，新机就要再装一些yum源文件及Kickstart内核文件等，这部分主要通过HTTP服务器提供服务，提前需要将相应的文件复制到HTTP服务器上，新机拿到这些资源后，便可以自动安装了；第四，安装应用软件，这部分主要由软件服务器自动推送，当新机系统安装完毕，软件服务器会自动推送预装软件，新机继续安装这些软件，安装完毕后就可以启动工作了，成为数据中心里真正的一员。要实现这整个过程，不仅要在数据中心里提前部署好DHCP、HTTP、FTP等服务器，新机还要具备PXE环境，这是一种引导启动的方式。采用这种方式可以自己创建一个“安装源”，在安装系统的时候只要能找到这个“源”便可以实现系统安装，是服务器自动化部署必须的技术。

交换机自动上线

服务器可以自动部署，网络设备自然也可以，数据中心内部是局域网，网络设备基本都是交换机。一台新接入的交换机要自动上线主要也需要四步：第一，交换机加电机后，和服务器一样，也会主动发起DHCP请求，先获取IP地址，交换机默认会有VLAN 1配置启用了三层接口，没有配置地址，由DHCP来分配地址，交换机获取到这个地址后，就可以和网络中的任何服务器进行通讯了；第二，到版本服务器上获取指定软件版本，下载到交换机中，然后通过网管指定交换机的启动新文件，操作交换机重启，以新的版本启动起来；第三，到配置服务器上下载配置，这个配置是不完整的，是设备最基本的配置，这一步可以和第二步合并成一步完成，交换机只需要重启一次即可；第四，网络中要有控制器，当交换机下有服务器上线时（主动发起ARP请求），控制器将可以收到请求，然后给交换机下发端口配置，允许服务器上线，这部分其实是一个较为复杂的过程，有多种不同的技术实现形式，比如：主机Overlay，网络Overlay等等，实现的方法和配置都有所不同，应用于不同的场景，不管怎样遵循的原则都是，根据通过控制器来控制交换机下的服务器上线，并通过控制器来自动给交换机下发配置，由交换机实现业务转发，是一种典型转控分离应用场景。交换机的自动部署要比服务器复杂些，不仅要完成自己的软件和配置部署，还要实现与下游服务器的配合，最终整体上线。很多时候扩容基本是交换机带着下游的服务器一起上线的，只有在服务器故障需要更换时，才仅做服务器的自动上线。这种交换机自动化部署适用于有控制器的网络，由控制器统一指挥，将预先做好的配置下发给新上线的交换机，控制器不仅可以下发配置，还可以下发转发流表，指导流量转发。

除了服务器和交换机，其它数据中心设备由于数量少，自动化部署的意义不大，真也要实现自动化就有些画蛇添足了。不过，依然可以在运维、监控和业务部署等方面做一些自动化部署，比如：通过自动化脚本采集所有设备的运行状态信息，发现异常及时告警或者处理；通过自动化工具在特定时间，部署新的业务或者调整网络参数等等，所有这些自动化部署的目的都是为了提升工作效率，将重复性的、简单的交给设备自己完成，减少人工参与，从而极大地提升数据中心运行效率，节约人力成本。因此，自动化部署在数据中心里，尤其是大型的数据中心里受到广泛欢迎，甚至还有的数据中心组建了自动化部署业务小组，专门研究如何提升数据中心的自动化部署能力，简化数据中心运营。以往粗放型的发展模式是不能持久的，要做精细化运营，向数据中心运营要利润，开展自动化部署就是一条明路。