財務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：云計(jì)算

李天俐

（大連理工大學(xué)城市學(xué)院 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，遼寧 大連 116600）

傳統(tǒng)的服務(wù)器部署方案成本投入高，投資回報率低、SLA(Service-Level Agreement)服務(wù)級別低，而采用服務(wù)器虛擬化整合部署方案具有安全性、高可用性、可擴(kuò)展性和靈活的選擇性的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠抑制物理服務(wù)器的數(shù)量級增長[1]以及快速的搭建測試環(huán)境，實(shí)現(xiàn)存儲集中化管理.虛擬化是云計(jì)算的基石，正是云計(jì)算與虛擬化技術(shù)的發(fā)展，幫助學(xué)校、公司、企事業(yè)單位管理和升級他們在世界各地的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，擴(kuò)展IT應(yīng)用服務(wù)，確保數(shù)據(jù)的安全性.

1 云計(jì)算與虛擬化

1.1 云計(jì)算

云計(jì)算（Cloud Computing）就是脫離了本地計(jì)算并且將計(jì)算任務(wù)分配到遠(yuǎn)端大型的統(tǒng)一計(jì)算網(wǎng)絡(luò)平臺上的計(jì)算模型.這個模型分三個關(guān)鍵組成部分：有計(jì)算需求的本地用戶，能提供遠(yuǎn)程連接的網(wǎng)絡(luò)（如，互聯(lián)網(wǎng)（Internet）與物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）），能提供海量計(jì)算處理與服務(wù)的云計(jì)算提供商[2].云計(jì)算提供商又分為云計(jì)算基礎(chǔ)平臺提供商和云計(jì)算服務(wù)提供商.云計(jì)算基礎(chǔ)平臺提供商主要提供底層技術(shù)，也就是以虛擬化為基礎(chǔ)的核心技術(shù)，如IBM、Sun、浪潮等；云計(jì)算服務(wù)提供商主要提供應(yīng)用服務(wù)，如Google提供的搜索引擎和Google Maps等 API服務(wù)，Amazon的彈性云計(jì)算平臺EC2，Windows Live推出的網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)等.

1.2 虛擬化

虛擬化（virtualization）與云計(jì)算聯(lián)系起來，可以理解為不受時間和空間的限制，創(chuàng)造出動態(tài)的IT資源庫，為用戶提供無限的能力.幫助企業(yè)創(chuàng)建高效率低成本且具備自適應(yīng)能力的IT系統(tǒng)，能夠自動即時地提供由于業(yè)務(wù)環(huán)境發(fā)生變化所需要的新能力.虛擬化技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)是自動化的虛擬化管理.虛擬化與云計(jì)算是密不可分的，虛擬化造就了云計(jì)算，是云計(jì)算的基石，而云計(jì)算也讓虛擬化被重新定義與使用.目前虛擬化技術(shù)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但很多硬件廠商都推出了針對特定平臺的虛擬化技術(shù)，如IBM的PowerVM和Hypervirsor，SUN的 xVM[3]，VMware的 vShpere等.

1.3 虛擬化架構(gòu)

圖1所示的是一個簡化的云計(jì)算架構(gòu)，分為物理基礎(chǔ)架構(gòu)、虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)三個層次.物理基礎(chǔ)架構(gòu)包含各種計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲器等硬件設(shè)備.虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)通?？梢园齻€組件：⑴裸機(jī)管理程序，如虛擬機(jī)管理器（Virtual Machine Monitor，簡稱VMM），虛擬服務(wù)器，虛擬存儲，虛擬網(wǎng)絡(luò)，軟件鏡像庫，是在底層實(shí)現(xiàn)對其上的虛擬機(jī)的管理和支持，可使每臺計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全面虛擬化；⑵基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)，如整合備份和資源管理，使可用資源在虛擬機(jī)之間達(dá)到最優(yōu)配置；⑶自動化解決方案，如災(zāi)難恢復(fù)和部署，通過提供特殊功能來優(yōu)化特定IT流程.應(yīng)用架構(gòu)是安裝了各種操作系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)的虛擬機(jī).

圖1 簡化的云計(jì)算架構(gòu)

利用虛擬基礎(chǔ)架構(gòu)，不僅可以在整個物理基礎(chǔ)架構(gòu)范圍內(nèi)共享多臺計(jì)算機(jī)的物理資源，還可以在多臺虛擬機(jī)之間共享單臺物理計(jì)算機(jī)的資源以實(shí)現(xiàn)最高效率，資源可以在多個虛擬機(jī)和應(yīng)用程序之間進(jìn)行共享.用戶需要驅(qū)動著物理基礎(chǔ)架構(gòu)的資源動態(tài)映射到應(yīng)用程序，可將物理基礎(chǔ)架構(gòu)的資源聚合成一個統(tǒng)一的IT資源池，供應(yīng)用程序根據(jù)需要隨時使用.這種資源優(yōu)化方式有助于組織實(shí)現(xiàn)更高的靈活性，使運(yùn)營成本和資金成本得以降低.本財務(wù)實(shí)例就是使用價格低廉的服務(wù)器以構(gòu)造塊的形式構(gòu)建自我優(yōu)化的數(shù)據(jù)中心，并實(shí)現(xiàn)高水準(zhǔn)的利用率、靈活性、自動化和可用性.

1.4 財務(wù)云

為了滿足用戶和應(yīng)用的規(guī)模增長，云的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，利用虛擬化技術(shù)將各種資源整合到一起，提高資源的利用率.財務(wù)云（The Cloud of Financial Computer System）的最大優(yōu)點(diǎn)是瘦終端（thin monitor）.根據(jù)現(xiàn)有的財務(wù)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)資源，利用云計(jì)算與虛擬化技術(shù)，把現(xiàn)有的資源統(tǒng)一到一起，在不投入大型設(shè)備的基礎(chǔ)上，以虛擬機(jī)的形式提供服務(wù)，使資源動態(tài)伸縮，實(shí)現(xiàn)超級大型計(jì)算機(jī)的計(jì)算性能.

2 財務(wù)云的部署

本文以案例的形式介紹財務(wù)云的設(shè)計(jì)與解決方案.

2.1 物理基礎(chǔ)架構(gòu)及存在的問題

2.1.1 物理基礎(chǔ)架構(gòu)

1 臺三九普通交換機(jī)下聯(lián)多個樓層交換機(jī)、核心交換機(jī)不支持VLAN；3臺DELL的應(yīng)用服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：DELL 2950、配置4GB內(nèi)存、Windows 2003標(biāo)準(zhǔn)版、32位、SQL 2000；DC、DNS服務(wù)器：DELL 860：配置 2GB內(nèi)存、單 CPU、超線程；WEB服務(wù)器：IIS+Windows 2003；VPN服務(wù)器：組裝服務(wù)器，與遠(yuǎn)程學(xué)院的財務(wù)室VPN網(wǎng)絡(luò)連通，Linux VPN運(yùn)行穩(wěn)定，但因服務(wù)器硬件穩(wěn)定性差偶爾需要重啟系統(tǒng)；UPS：主機(jī)為APC Smart-UPS 2200 OX，負(fù)載60%；UPS電池：16節(jié).

2.1.2 存在的問題

（1）網(wǎng)絡(luò)安全性：服務(wù)器與辦公用電腦共用一個網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問沒有控制、服務(wù)器安全問題；（2）應(yīng)用可靠性：服務(wù)器老化、硬件穩(wěn)定性妨礙財務(wù)業(yè)務(wù)連續(xù)性；（3）應(yīng)用遷移問題：服務(wù)器老化、現(xiàn)有應(yīng)用未來遷移可能會導(dǎo)致業(yè)務(wù)受影響（數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)遷移、應(yīng)用系統(tǒng)遷移）；（4）數(shù)據(jù)備份問題：沒有統(tǒng)一數(shù)據(jù)備份，現(xiàn)采用手工備份方式拷貝到磁盤中；（5）應(yīng)用優(yōu)化或升級問題：無法使用原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)、沒有新的服務(wù)器進(jìn)行開發(fā)、測試；（6）64位支持：受限于32位操作系統(tǒng)、不能支持超過4GB內(nèi)存（標(biāo)準(zhǔn)版操作系統(tǒng)）；（7）新業(yè)務(wù)支持：財務(wù)系統(tǒng)對未來幾年新應(yīng)用的支持、需要購買更多的服務(wù)器、服務(wù)器增長、管理難度增加；（8）數(shù)據(jù)異地備份問題：未來可利用網(wǎng)絡(luò)與信息化中心服務(wù)器存儲資源及作數(shù)據(jù)和應(yīng)用災(zāi)備；（9）管理復(fù)雜度高、異常情況故障解決速度慢、對IT管理人員要求高的問題；（10）桌面電腦缺乏統(tǒng)一管理、管理難度高.

2.2 服務(wù)器虛擬化整合方案設(shè)計(jì)

2.2.1 服務(wù)器虛擬化整合后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

服務(wù)器虛擬化整合后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖2所示.

圖2 服務(wù)器虛擬化整合后網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2.2.2 服務(wù)器虛擬化的實(shí)施

本方案采用三臺DELL R710服務(wù)器作為底層硬件支持，在其上安裝VMware vShpere 4 Essential Plus軟件，經(jīng)過虛擬化后可以得到共計(jì)24核、48個超線程的CPU、128GHz的CPU處理能力以及144GB內(nèi)存的容量.而傳統(tǒng)的服務(wù)器部署最多也只能有4核CPU，并且只能有一個操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序使用此CPU的資源.服務(wù)器虛擬化以后則不同，它可以安裝數(shù)個操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序使用CPU資源，因此可以比傳統(tǒng)部署方式的CPU、內(nèi)存的利用率提高80%[4].可滿足財務(wù)信息系統(tǒng)未來幾年應(yīng)用的需求、并保證業(yè)務(wù)連續(xù)性、高可用性.

使用兩塊物理網(wǎng)卡綁定后，可以得到高達(dá)2GB的網(wǎng)絡(luò)帶寬供應(yīng)用程序使用，避免網(wǎng)絡(luò)帶寬不足影響到應(yīng)用不能很好的運(yùn)行，從而導(dǎo)致業(yè)務(wù)效率較低.所有數(shù)據(jù)（包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件）都放入儲存中保證數(shù)據(jù)安全性，再將三臺物理服務(wù)器配置為高可用性集群功能，當(dāng)服務(wù)器發(fā)生硬件故障時，可以在不中斷業(yè)務(wù)的情況下進(jìn)行維修.

將原有服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、DC、DNS服務(wù)器、WEB服務(wù)器、IIS使用 VMware vCenter Converter工具遷移到VMware vShpere 4 Essential Plus中，快速可靠的將物理機(jī)轉(zhuǎn)換為虛擬機(jī)，并且不會造成任何的業(yè)務(wù)中斷或者停機(jī).

可以隨時安裝新的服務(wù)器進(jìn)行開發(fā)、測試（不需要增加任何硬件），解決應(yīng)用優(yōu)化或升級問題；

完全支持64位系統(tǒng)（包括Widows server、Linux系統(tǒng)等）.

使用VMware Data Recovery產(chǎn)品將虛擬機(jī)快速備份到磁盤，而且更重要的是，它支持快速和完全的恢復(fù)，從而能夠預(yù)防虛擬環(huán)境中的數(shù)據(jù)丟失.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的備份方式采用專用的備份軟件Symantec Backup Exec12.5.

VMware服務(wù)器虛擬化通過Virtual Center集中管理三臺vShpere 4主機(jī)，實(shí)現(xiàn)高可用性，通過統(tǒng)一管理可以方便地、快速的部署虛擬機(jī)，并且還可以直觀明了的監(jiān)視每一臺虛擬機(jī)的運(yùn)行狀況[5]，發(fā)生問題可以及時解決，可以給不同的管理員授予相應(yīng)的權(quán)限實(shí)現(xiàn)安全控制和權(quán)限管理.

另外，采用VMware VDI還可以對未來的桌面管理實(shí)現(xiàn)簡單管理，統(tǒng)一部署.

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)使用一臺核心交換機(jī)下聯(lián)多個樓層交換機(jī)、在核心交換機(jī)上做VLAN劃分、讓服務(wù)器區(qū)與辦公用電腦網(wǎng)絡(luò)隔離、內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)在核心交換中做ACL訪問控制列表、對不允許訪問服務(wù)器的限制訪問.

VMware管理VLAN、使用獨(dú)立網(wǎng)卡，不與應(yīng)用放在同一個VLAN里，使得管理與應(yīng)用安全隔離.

通過VMware任務(wù)計(jì)劃做到自動控制實(shí)現(xiàn)對內(nèi)外網(wǎng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步.

3 結(jié)束語

VMware的服務(wù)器虛擬架構(gòu)解決方案能夠幫助財務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)器整合、創(chuàng)建可升級的開發(fā)、測試環(huán)境，以及實(shí)現(xiàn)連續(xù)性的策略等.在同一臺物理服務(wù)器上安裝多個虛擬服務(wù)器操作系統(tǒng)，無論是出于測試還是使用的目的，都能夠以一種非常經(jīng)濟(jì)的方式達(dá)到擴(kuò)展或者增加服務(wù)器資源的目的.服務(wù)器虛擬化平臺可顯著降低資金成本和運(yùn)營成本，在加強(qiáng)對IT服務(wù)交付的控制力的同時，還保留了在任何類型的操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和硬件、采用內(nèi)部托管或使用外部資源之間進(jìn)行選擇的靈活性.

當(dāng)然云計(jì)算還存在著危險和問題，如數(shù)據(jù)放在遠(yuǎn)端的安全性和保密性、訪問權(quán)限的風(fēng)險性以及隱私和可靠性方面的安全隱患.但是不久的將來，我們的電腦或者終端或許不再需要任何操作系統(tǒng)和軟件，只需要內(nèi)置RFID芯片或者在嵌入式設(shè)備里燒錄一個瀏覽器便可以隨時隨地的工作和娛樂，不必再擔(dān)心病毒的入侵和數(shù)據(jù)丟失，隨心所欲的即時獲取動態(tài)計(jì)算資源.

〔1〕呂倩.基于云計(jì)算及物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智慧校園[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2011,38(10A):18-21.

〔2〕IBM商業(yè)價值研究所.智慧地球[M].北京:東方出版社,2009.

〔3〕王金倫,樊秀菊,夏嘉,等.基于云計(jì)算的新一代電信業(yè)務(wù)支持系統(tǒng)測試平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2011,28(3):198-200.

〔4〕李雙宏,屠穎晟,王海穎.圖書館服務(wù)器虛擬化整合[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2011,21(10):71-73.

〔5〕唐小康.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在校園網(wǎng)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)時代,2009,(2):14-15.