“云計算”虛擬化平臺在大型航運企業(yè)中的應用

王駿翔， 錢 莉

（中海信息系統(tǒng)有限公司，上海200120）

0 引 言

“云計算”虛擬化是一種新的計算方法和商業(yè)模式，通過服務器虛擬化等技術，按照“即插即用”的方式，自動管理計算、存儲資源，匯聚成高效的資源池。以按需分配的服務形式提供計算能力，并通過租賃單位資源的方式向最終用戶提供新型軟硬件系統(tǒng)產(chǎn)品和交付模式。

1 需求分析及建設的必要性

相對于傳統(tǒng)的IT模式，“云計算”有著巨大的變革和創(chuàng)新，通過搭建云平臺，能對整個IT環(huán)境進行整合、壓縮，以及提高管理效能。這也是目前諸多企業(yè)為何陸續(xù)推進 “私有云”或“行業(yè)云”平臺建設的重要原因。

1.1 減少IT基礎設施復雜度，降低IT成本

隨著企業(yè)信息化建設不斷發(fā)展和IT資源不斷膨脹，各類軟硬件設備成本、機房基礎設施和電力消耗成本、日常運維和生產(chǎn)管理成本也與日俱增，IT基礎設施綜合管理變得極為困難。通過引入自動化的云平臺架構，可以有效降低IT環(huán)境的基礎設施復雜度，集約型發(fā)展模式能減少信息化設備的數(shù)量和用電負荷，起到降本增效的顯著作用。

1.2 資源有效利用，管理水平提升

在引入云平臺架構之前，很多企業(yè)面對數(shù)據(jù)中心內的龐大服務器，往往需要投入大量的人力成本去管理和維護；大部分高性能服務器只進行單一的應用或數(shù)據(jù)庫服務，造成了企業(yè)資源的極大浪費；整個IT環(huán)境的管理存在著人手不足，服務質量下降的隱患，影響了企業(yè)信息化生產(chǎn)的效率和形象。云平臺的建設可以高效、快速地調整系統(tǒng)內部資源，以“資源池”的形式統(tǒng)一管理、自動化部署和分配資源，極大地減少了運維人員的重復勞動，從根源上提升了運維服務質量和管理水平。

1.3 快速靈活部署，交付更為迅速

目前航運企業(yè)信息化建設正處于較快速發(fā)展的階段，各航運企業(yè)及下屬公司不斷要求快速交付新系統(tǒng)、新開發(fā)或改進程序功能，以應對各種業(yè)務的變化或商機。受制于傳統(tǒng)的系統(tǒng)架構和開發(fā)模式，很多企業(yè)的IT部門經(jīng)常需要花費大量的時間和資源來解決不斷變化的建設需求。云平臺的搭建能夠快速靈活地解決模塊化統(tǒng)一部署的問題，“資源池”也能更快速地完成計算、存儲和網(wǎng)絡資源的調整與再分配，以適應快速變化的業(yè)務要求，大大縮短開發(fā)周期，提高系統(tǒng)交付速度。

企業(yè)級云平臺架構圖

2 云平臺的架構設計

航運企業(yè)云平臺的建設主要以業(yè)務要求為出發(fā)點、服務為導向，遵循“頂層設計、業(yè)務驅動、集中投入”的原則，以規(guī)劃、管理和運行有效、高質的企業(yè)級私有云為建設目標，建立云計算服務的管理和運維機制，打造按需提供、滿足服務水平要求的高可用性、高擴展性、高靈活度和管理簡化的企業(yè)級“云計算”虛擬化平臺。

企業(yè)級云平臺的建設可以通過IasS、PaaS和SaaS 3個層面來實現(xiàn)。

2.1 基礎設施即服務（Infrastructure－as－a－Service，IaaS）

在虛擬化技術引入前，很多企業(yè)級應用通常部署在自行采購的物理服務器上。在這種IT模式下，一套應用需要多臺服務器支撐，往往會引發(fā)硬件成本高昂、維護成本增加和不易管理等現(xiàn)象。

如今，在引入虛擬化技術后，不但可以利用服務器虛擬化整合企業(yè)服務器資源、提高服務器利用率，還可以有效地統(tǒng)一管理所有底層的硬件服務器，減少運維成本。利用Vmware v Sphere技術構建底層的硬件服務器虛擬化，并結合Open Stack技術實現(xiàn)虛擬化上層的自動化管理、計費、審計和安全的統(tǒng)一云管理平臺。

2.2 平臺即服務（Platfor m－as－a－Service，PaaS）

PaaS層也叫中間件層，在云平臺概念引入前，對于企業(yè)級的多套應用，往往需要分別部署多套應用服務器、緩存服務器或數(shù)據(jù)庫服務器來支撐。這樣的架構往往會導致反復部署、資源浪費和不易維護的現(xiàn)象。

如今，隨著云平臺技術的不斷推進和發(fā)展，可以通過統(tǒng)一部署應用服務層和數(shù)據(jù)庫服務層來實現(xiàn)服務總線的架構部署：

（1）應用緩存服務層（JaaS）：利用Redis構建統(tǒng)一的應用緩存云服務；

（2）數(shù)據(jù)庫服務層（DBaaS）：利用Oracle Database 12c的Plugging DB多租戶特性，構建不同業(yè)務大類的數(shù)據(jù)庫云服務。

2.3 軟件即服務（Soft ware－as－a－Service，SaaS）

SaaS層也叫做軟件層，與IaaS和PaaS層屬于松耦合關系，是一種軟件布局模型，其應用專為網(wǎng)絡交付設計，便于用戶通過互聯(lián)網(wǎng)托管、部署及接入。

對于企業(yè)級用戶而言，可以通過構建自己的企業(yè)級郵箱、云網(wǎng)盤、全自動辦公系統(tǒng)（Office Automation，OA）等Inter net應用服務來呈現(xiàn)。同時，為了更好地增強用戶體驗感，還可以通過結合IOS和Andr oid等手機平臺來進一步完善和健全。

3 IaaS基礎云平臺的遷移及實現(xiàn)

某大型航運企業(yè)上海公司業(yè)務系統(tǒng)CARGO系統(tǒng)自2003年陸續(xù)開發(fā)上線，運行平臺已使用了十余年。隨著該公司的業(yè)務量逐年增加、硬件設備老化等因素，面臨著硬件維護成本高昂、運算能力下降、內存資源不足等系統(tǒng)瓶頸和風險。

3.1 系統(tǒng)架構現(xiàn)狀

該航運公司現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)主要分為數(shù)據(jù)庫層和應用層。

數(shù)據(jù)庫層由多臺小型機和存儲環(huán)境組建而成，4套Oracle 9i的數(shù)據(jù)庫運行于IBM Power系列小型機環(huán)境（兩臺P570和兩臺P650，共4個LPAR）。

應用層由多臺X86服務器組成，操作系統(tǒng)均為WINDOWS 2003 SERVER和LINUX AS 4。程序架構有：三層應用結構（內貿系統(tǒng)）和兩層應用（外貿系統(tǒng)）；實現(xiàn)的服務有：B／S架構的內外貿網(wǎng)上訂艙、C／S架構的桌面程序等。

3.2 云計算虛擬化改造

系統(tǒng)的現(xiàn)有架構是基于IBM小型機平臺，利用AIX HA互備機制所搭建的高冗余系統(tǒng)，考慮到該業(yè)務系統(tǒng)的重要性和高冗余性，計劃利用Linux環(huán)境和V Mware HA機制替代現(xiàn)有架構，并通過構建獨立的IaaS層實現(xiàn)該企業(yè)的基礎云平臺（見圖1）。

圖1 IaaS基礎云平臺架構圖

3.3 系統(tǒng)正式遷移上線

鑒于該航運公司業(yè)務系統(tǒng)部署情況的特殊性，CARGO系統(tǒng)與其他系統(tǒng)及當?shù)氐耐獠肯到y(tǒng)的接口情況不同，擬定了一套具有較強針對性的實施和切換方案。該方案的核心是對原有CARGO系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)和業(yè)務模塊進行克隆，將其集中部署在為之新構建的IaaS基礎云平臺上，通過對各子系統(tǒng)和各項業(yè)務進行全方位的功能測試及壓力測試，評估其云平臺上的系統(tǒng)性能指標，并逐個調整優(yōu)化，在達到預期使用效果后，進行整體系統(tǒng)的正式切換。

系統(tǒng)在整體遷移期間，考慮到該航運公司CARGO業(yè)務的數(shù)據(jù)量較為龐大，計劃在正式切換前，利用Shareplex異地同步復制技術進行生產(chǎn)庫的準實時數(shù)據(jù)同步，減少系統(tǒng)在切換時數(shù)據(jù)遷移所造成的長時間停機（見圖2）。

圖2 Shareplex數(shù)據(jù)庫同步復制原理

4 結 語

如今諸多企業(yè)面臨著服務器老化、運算能力不足和硬件設備維修成本高昂等實際問題。通過利用“云計算”虛擬化技術構建基礎云平臺（IaaS），并借助數(shù)據(jù)同步復制技術來實現(xiàn)企業(yè)級服務器的資源整合和虛擬化遷移是較為高效和穩(wěn)妥的建設方案。

目前，該航運公司已順利完成其核心業(yè)務系統(tǒng)的虛擬化遷移和改造。新系統(tǒng)運行穩(wěn)定，用戶使用效果良好。同時，“云計算”虛擬化平臺的統(tǒng)一管理也為該航運企業(yè)帶來了前所未有的便捷服務，每年為企業(yè)節(jié)省了約100多萬元的系統(tǒng)運維成本，效益對比數(shù)據(jù)見表1。

表1 云平臺改造前后系統(tǒng)運維成本效益對比 萬元／年

［1］ Reese G.Cloud Application Architect ures：Building Applications and Infrastr ucture in the Cloud［M］.USA：O’Reilly Media，Inc.，2009.

［2］ Pepple K.Deploying OpenStack［M］.USA：O’Reilly Media，Inc.，2011.

［3］ Jackson K.OpenStack Cloud Computing Cookbook［M］.UK：Packt Publishing Ltd，2012.

［3］ 吳朱華.云計算核心技術剖析［M］.北京：人民郵電出版社，2011.

［4］ 胡嘉璽.虛擬智慧：V Mware v Sphere運維實錄［M］.北京：清華大學出版社，2011.

［5］ 陳吉平.構建Oracle高可用環(huán)境：企業(yè)級高可用數(shù)據(jù)庫架構，實戰(zhàn)與經(jīng)驗總結［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2008.

［6］ 沈強.基于 SharePlex的數(shù)據(jù)庫備份系統(tǒng)建設［J］.廣播與電視技術，2014（1）：89－93.