27、云应用现代化与迁移指南

云应用现代化与迁移指南

在当今数字化时代，云技术已经成为企业发展的重要驱动力。将应用程序迁移到云端可以带来诸多优势，如成本节省、资源弹性和业务连续性等。然而，云迁移并非一蹴而就，需要精心规划和执行。本文将为您详细介绍云迁移的关键步骤和核心考虑因素。

1. 构建私有云的关键步骤

在构建私有云时，首先要创建一个热力图，将流程和应用映射到现有状态、内部私有云、托管私有云和公共云。接下来，需要考虑投资回报率（RoI）或总体拥有成本（TCO）。而在实施阶段，一个强大的设计必不可少，其中包括以下几个方面：
- 标准化 ：简化是控制成本的重要手段。随着时间的推移，许多客户的 IT 环境变得复杂，包括不同的应用程序、操作系统、技术、流程或工具。标准化是缓解 IT 复杂性的技术，行业强度和开放标准对于实现集成、编排和协作至关重要。
- 整合 ：客户越来越希望实现业务与 IT 的对齐、更有意义的报告、各部门之间更好的协调以及减少管理多个供应商的开销。整合可以显著节省成本，包括 IT 运营（如中央监控和指挥中心、IT 服务台和知识数据库）、IT 基础设施（如减少数据中心和计算机房的数量）和 IT 采购等方面。
- 自动化 ：自动化可以提高效率和减少人为错误，例如自动化 IT 资源的按需供应，实现弹性目标。
- 自助服务和治理 ：提供自助服务可以让用户更方便地获取所需资源，同时治理机制确保资源的合理使用和安全。
- 计量和计费 ：准确计量资源使用情况并进行计费，有助于企业控制成本。
- 管理 ：有效的管理可以确保云环境的稳定运行和性能优化。

2. IT 基础设施转型的四个领域

在进行云迁移时，企业需要从以下四个广泛的领域考虑 IT 基础设施的转型：
| 领域 | 具体内容 |
| ---- | ---- |
| 整合 | 整合 IT 运营、基础设施和采购，以降低成本和提高管理效率。 |
| 标准化 | 采用行业标准和开放标准，简化 IT 环境，实现无缝集成。 |
| 合理化 | 通过评估应用程序和基础设施组合，消除浪费，降低成本。 |
| 虚拟化 | 将物理服务器转换为虚拟实体，提高资源利用率和灵活性。 |

3. 云迁移的挑战和考虑因素

云迁移涉及将应用程序、服务和数据存储迁移到云基础设施和平台，这面临着许多关键挑战和问题。在迁移应用程序到云端时，需要考虑以下因素：
- 应用程序组件 ：应用程序可能由多个组件组成，需要确保这些组件在云端能够正常运行。
- 网络堆栈 ：网络的稳定性和性能对于云应用的运行至关重要。
- 管理 ：需要建立有效的管理机制，确保云环境的安全和稳定。
- 安全 ：保护企业数据和应用程序的安全是云迁移的重要考虑因素。
- 依赖关系 ：识别应用程序之间的依赖关系，确保迁移过程中不会出现问题。
- 编排 ：协调各个组件的迁移和部署，确保整个系统的正常运行。

4. 云迁移的用例

Intel Cloud Builders Guide 提出了三种云迁移的用例：
- 用例 1 ：迁移简单、自包含的应用程序或虚拟机到外部或公共云。
- 用例 2 ：迁移多虚拟机工作负载，其中存储和服务仍保留在企业内部。
- 用例 3 ：迁移集成的应用程序和虚拟工作负载以及存储到云端。

5. 应用程序迁移的核心考虑因素

在将应用程序迁移到云端之前，需要对其进行一系列优化。为了利用云环境的灵活性，需要了解哪些应用程序架构适合在云端运行，以及哪些应用程序和数据在云环境中表现良好。目前主要有三种云应用程序架构：
- 传统应用程序架构 ：如三层架构，适用于需求稳定的场景，不需要可扩展的架构。
- 同步应用程序架构 ：以终端用户交互为主要焦点，可能面临大量用户请求的压力。
- 异步应用程序架构 ：主要是批处理应用程序，不支持终端用户交互，云计算可以提供服务器资源的可扩展性，分散处理负载。

6. 云迁移的五步流程

云迁移是一个复杂的过程，需要遵循一定的流程。以下是一个五步流程，帮助您重新发现性能、敏捷性、可持续性和成本之间的最佳平衡：

graph LR
    A[评估] --> B[选择]
    B --> C[迁移]
    C --> D[优化]
    D --> E[运营]

• 评估 ：对现有基础设施进行尽职调查，识别指定迁移的应用程序的技术、业务、法律、依赖关系和可用性约束。评估非功能方面（如服务质量属性）和业务优势、挑战和收入等。
• 选择 ：根据应用程序的评估结果，选择合适的云部署和交付模型及平台。目前有多种部署选项可供选择，包括裸机、虚拟机、私有云、虚拟私有云、基础设施云、平台云和 Mashups、SaaS 和 RESTful APIs 等。
• 迁移 ：在确定迁移方案后，需要精心规划迁移过程，避免意外情况和停机时间。对于从本地迁移到按需环境的系统，通常从虚拟化开始，使应用程序具有可移植性。对于基于云的系统，可能需要进行架构更改和服务器农场配置。同时，还需要迁移支持服务，如 DNS、身份验证、监控、计费和备份等。在迁移过程中，需要考虑以下因素：
  • 应用程序架构 ：不同的应用程序架构对云迁移的影响不同，需要评估应用程序是否适合迁移到云端。
  • 多层应用程序 ：大多数企业应用程序采用多层架构，需要根据应用程序的使用模式，分别评估每个层和其主要分布式组件和模块的迁移方式。
  • 扩展架构 ：“扩展”架构和“横向扩展”架构具有不同的特点，需要根据应用程序的需求选择合适的架构。
  • 多租户 ：在从本地环境过渡到云环境时，需要考虑多租户因素，通过共享应用程序实例满足多个用户的需求。
  • 应用程序依赖关系映射 ：识别应用程序之间的依赖关系，确保迁移过程中不会出现问题。
• 优化 ：迁移完成后，需要对云环境进行优化，以提高性能和效率。
• 运营 ：建立稳定的运营机制，确保云环境的持续运行和维护。

通过以上步骤和考虑因素，企业可以更加顺利地进行云迁移，实现业务的数字化转型和提升竞争力。在实施过程中，需要根据企业的具体情况进行调整和优化，确保云迁移的成功。

云应用现代化与迁移指南（续）

7. 各迁移步骤的详细分析

7.1 评估阶段的具体操作

在评估阶段，对现有基础设施的尽职调查是全面且深入的。具体操作步骤如下：
1. 技术评估 ：检查应用程序所依赖的硬件、软件环境，包括服务器的性能、操作系统的版本、数据库的类型等。例如，老旧的服务器可能无法支持云环境的高效运行，需要考虑升级或替换。
2. 业务评估 ：分析应用程序对业务的重要性，以及迁移对业务流程的影响。例如，核心业务系统的迁移需要更加谨慎，因为任何中断都可能导致业务损失。
3. 法律评估 ：确保迁移过程符合相关法律法规，如数据保护法规、行业合规要求等。例如，某些行业对数据的存储和处理有严格的规定，迁移时需要确保数据的安全性和合规性。
4. 依赖关系评估 ：识别应用程序与其他系统、服务之间的依赖关系。可以通过绘制依赖关系图来直观展示，例如使用工具如 Lucidchart 或 Visio 绘制。
5. 可用性评估 ：评估应用程序的可用性要求，如正常运行时间、响应时间等。对于高可用性要求的应用程序，需要制定相应的迁移策略，以确保迁移过程中不会出现长时间的停机。
6. 非功能方面评估 ：对服务质量（QoS）属性进行评估，包括性能、 scalability、mission - criticality、availability 和 security 等。可以使用性能测试工具如 JMeter 对应用程序的性能进行测试。
7. 业务架构评估 ：从业务架构的角度评估迁移的优势、挑战和收益。可以通过与业务部门沟通，了解他们对迁移的期望和需求。

7.2 选择阶段的决策依据

在选择云部署和交付模型及平台时，需要综合考虑多个因素，以下是不同部署选项的特点和适用场景：
| 部署选项 | 特点 | 适用场景 |
| ---- | ---- | ---- |
| 裸机 | 传统的物理机器，用户可完全控制环境，无虚拟化和管理开销，但需要前期投资。 | 资源需求已知且相对稳定的应用程序，如大型数据库服务器。 |
| 虚拟机 | 通过虚拟化技术将物理服务器转换为多个虚拟服务器，适合与其他工作负载共享资源，但需要自定义环境和非标准配置的应用程序。 | 开发和测试环境，或需要灵活配置资源的应用程序。 |
| 私有云 | 整合未充分利用的计算资源，通过自动化软件实现自助服务、工作负载管理等，安全性高，可控性和可见性强。 | 对数据安全和隐私要求较高的企业，如金融机构。 |
| 虚拟私有云 | 从公共云中划分出来的具有增强安全性的区域，通过专用 IP 地址访问。 | 需要在公共云中享受一定安全保障的企业应用程序。 |
| 基础设施云 | 提供按需使用的虚拟基础设施，如服务器、负载均衡器和防火墙，按小时或使用量计费，资源弹性和应用程序可扩展性强。 | 流量波动较大的 Web 应用程序，如电商网站。 |
| 平台云 | 提供应用程序设计、开发、调试、部署和交付的平台，由云基础设施管理解决方案进行管理，但存在锁定风险，限制语言和工具的选择。 | 快速开发和部署应用程序的场景，如初创企业。 |
| Mashups、SaaS 和 RESTful APIs | 云服务提供商提供 RESTful APIs 供应用程序开发者使用，简化服务组合。 | 需要集成多个云服务的应用程序，如企业级应用集成。 |

7.3 迁移阶段的关键要点

迁移阶段是云迁移过程中最复杂的环节，以下是对各关键要点的详细分析：
- 应用程序架构 ：不同的应用程序架构对云迁移的影响不同。例如，传统的三层架构在迁移时可能需要对各层进行单独评估和调整；同步应用程序架构需要考虑如何应对大量用户请求的压力；异步应用程序架构则可以利用云计算的可扩展性来分散处理负载。
- 多层应用程序 ：对于多层应用程序，需要根据应用程序的使用模式分别评估每个层的迁移方式。例如，对于 Web 应用程序，可以将静态内容迁移到内容交付网络（CDN）提供商，以加快网站的加载速度。同时，需要考虑各层之间的安全和分区要求，如某些敏感数据需要在防火墙后面进行保护。
- 扩展架构 ：“扩展”架构和“横向扩展”架构具有不同的特点。“扩展”架构通过增加单个服务器的资源来提高性能，而“横向扩展”架构通过增加节点数量来扩展应用程序的处理能力。在云环境中，“横向扩展”架构更能利用云计算的按使用付费模式，根据请求量动态调整资源。
- 多租户 ：在从本地环境过渡到云环境时，多租户是一个重要的考虑因素。可以通过不同的机制在不同层次（基础设施、应用程序、数据库等）实现多租户。例如，在数据库层面，可以使用共享数据库但不同的表空间来实现多租户。
- 应用程序依赖关系映射 ：识别应用程序之间的依赖关系是确保迁移成功的关键。可以通过自动化工具或手动方式收集应用程序的依赖信息，然后绘制依赖关系图。在迁移过程中，需要按照依赖关系的顺序进行迁移，避免出现依赖缺失的问题。

8. 优化与运营阶段的重要性

迁移完成后，优化和运营阶段对于确保云环境的高效运行至关重要。

8.1 优化阶段

优化阶段的主要目标是提高云环境的性能和效率。具体操作包括：
1. 资源优化 ：根据应用程序的实际使用情况，调整云资源的配置，如调整虚拟机的 CPU、内存和存储资源，避免资源浪费。
2. 性能优化 ：通过性能监控工具，如 New Relic 或 Datadog，对应用程序的性能进行监控和分析，找出性能瓶颈并进行优化。
3. 成本优化 ：分析云资源的使用成本，采用成本优化策略，如使用预留实例、按需实例等，降低云服务的费用。

8.2 运营阶段

运营阶段的主要任务是建立稳定的运营机制，确保云环境的持续运行和维护。具体包括：
1. 监控与维护 ：建立实时监控系统，对云环境的各项指标进行监控，如服务器性能、网络流量、应用程序响应时间等。及时发现并处理异常情况，确保系统的稳定性。
2. 安全管理 ：加强云环境的安全管理，包括身份验证、访问控制、数据加密等。定期进行安全审计和漏洞扫描，及时修复安全漏洞。
3. 更新与升级 ：定期对云环境中的软件和系统进行更新和升级，以确保其安全性和性能。同时，对应用程序进行功能更新和优化，满足业务的不断变化。

9. 云迁移的案例分析

以 Company C 的案例为例，该公司是一家小型油气公司，拥有北海油田的一些海上资产。公司需要一个数据采集系统来监控海上资产的数据，但自身缺乏开发 IT 系统的能力，因此将系统的开发和管理外包给了 Company B。

最初，系统基础设施部署在 Company B 的数据中心。随着业务的发展，考虑将系统迁移到云端，使用 Amazon Web Services 的云服务。通过迁移，公司可以获得以下优势：
- 成本优势 ：与本地部署相比，云部署可以降低硬件采购、维护和能源消耗等成本。
- 资源弹性 ：可以根据业务需求动态调整云资源的使用，避免资源浪费。
- 业务连续性 ：云服务提供商通常提供高可用性和灾难恢复解决方案，确保业务的持续运行。

在迁移过程中，需要考虑系统的架构、数据的安全性和依赖关系等因素。通过合理的规划和实施，成功将系统迁移到云端，实现了业务的数字化转型。

总之，云迁移是一个复杂但具有巨大潜力的过程。企业在进行云迁移时，需要充分了解云迁移的关键步骤和核心考虑因素，根据自身的实际情况制定合理的迁移策略，并在实施过程中不断优化和调整，以确保云迁移的成功，提升企业的竞争力和业务价值。