省級(jí)數(shù)據(jù)中心云管理平臺(tái)建設(shè)構(gòu)想

呂海紅

摘要

信息技術(shù)的高度發(fā)展，推動(dòng)著數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，在這個(gè)過程中數(shù)據(jù)中心面臨著多個(gè)不同架構(gòu)、不同技術(shù)平臺(tái)共存的局面，甚至多個(gè)相同架構(gòu)相同技術(shù)的平臺(tái)共存，針對(duì)該問題本文提出了云管理平臺(tái)建設(shè)構(gòu)想，可實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心所有平臺(tái)的集中管理，可簡化運(yùn)維管理、提高資源利用率、降低成本等。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)中心 云管理平臺(tái) 統(tǒng)一管理

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心經(jīng)歷著架構(gòu)的不斷轉(zhuǎn)型。為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的統(tǒng)一管理和對(duì)數(shù)據(jù)的綜合利用，人民銀行基本實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)部署。為緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，人民銀行也在探索研究云計(jì)算、分布式、超融合等新型技術(shù)，并不斷探索和推動(dòng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)。隨著新技術(shù)的使用，省級(jí)數(shù)據(jù)中心建設(shè)部署有多套平臺(tái)，各平臺(tái)之間獨(dú)立運(yùn)行，并逐漸暴露出一些問題，給運(yùn)維管理帶來極大不便，本文針對(duì)這些問題提出云管理平臺(tái)建設(shè)構(gòu)想。

1 相關(guān)技術(shù)

云平臺(tái)。云平臺(tái)是一種新型的云計(jì)算模式，采用軟件技術(shù)將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等解耦形成統(tǒng)一的易于管理的集成式資源共享池，實(shí)現(xiàn)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的融合，為云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的實(shí)施與部署提供技術(shù)支持。云平臺(tái)是對(duì)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等資源的重新規(guī)劃再使用，并以低成本、易擴(kuò)展、易管理等為優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用場(chǎng)景。

2 現(xiàn)狀分析

省級(jí)數(shù)據(jù)中心將轄內(nèi)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，目前我單位省級(jí)數(shù)據(jù)中心根據(jù)需要部署有多套虛擬平臺(tái)、Hadoop分布式大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以及云桌面和部分有特殊用途的PC服務(wù)器等。目前正在探索使用超融合架構(gòu)、分布式、容器等，隨著技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及需求的增加，不同技術(shù)、不同架構(gòu)的平臺(tái)將不斷增多，考慮到各平臺(tái)性能各異、成本、實(shí)施難度等問題，在最近幾年會(huì)存在集中式、分布式多種平臺(tái)共存的局面，多個(gè)平臺(tái)同步運(yùn)行逐步顯現(xiàn)出一些問題和不足。

2.1 運(yùn)維復(fù)雜

目前在內(nèi)網(wǎng)和DMZ區(qū)分別運(yùn)行有多套VMware虛擬化平臺(tái)，同時(shí)內(nèi)網(wǎng)還部署有大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)、云桌面以及部分PC服務(wù)器等，以及即將新建的分布式平臺(tái)等，各平臺(tái)建設(shè)時(shí)間、應(yīng)用、技術(shù)等各不相同，需要多個(gè)具有不同專業(yè)知識(shí)的運(yùn)維人員分別對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，運(yùn)維復(fù)雜，工作量大，運(yùn)維效率低，靈活性差。

2.2 基礎(chǔ)設(shè)施資源不能共享

由于各平臺(tái)之間資源不能進(jìn)行統(tǒng)一分配管理，從而造成基礎(chǔ)平臺(tái)之間的煙囪式孤島，各平臺(tái)建設(shè)之初因考慮未來應(yīng)用需要一般都會(huì)購買大于實(shí)際需要的硬件資源。而各平臺(tái)由于架構(gòu)不同、技術(shù)不同資源不能共享，即使相同架構(gòu)相同技術(shù)的平臺(tái)也無法共享，從而造成基礎(chǔ)設(shè)施資源的浪費(fèi)。原來由于過多PC服務(wù)器造成的資源浪費(fèi)而搭建虛擬化平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)應(yīng)用而建設(shè)部署Hadoop分布式平臺(tái)，而隨著平臺(tái)的增多又不得不重新考慮多個(gè)平臺(tái)的資源浪費(fèi)問題，閑置資源不僅會(huì)增加購買成本，也會(huì)相應(yīng)的增加運(yùn)維、維護(hù)等成本。

2.3 成本高

數(shù)據(jù)中心每套平臺(tái)都是根據(jù)當(dāng)時(shí)的需要單獨(dú)采購并建設(shè)部署，在整個(gè)過程中會(huì)浪費(fèi)較多的人力物力財(cái)力，無形中增加建設(shè)成本;由于需要增加較多的人力進(jìn)行運(yùn)維，設(shè)備故障率也會(huì)增加，從而增加運(yùn)維成本。由于平臺(tái)建設(shè)之初未進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，隨著不同技術(shù)新平臺(tái)的建設(shè)，會(huì)進(jìn)一步加劇運(yùn)維成本、運(yùn)維復(fù)雜度以及資源的浪費(fèi)。

2.4 性能不適用新的應(yīng)用

不同的平臺(tái)都是在適合當(dāng)時(shí)需求并綜合考慮的情況下建設(shè)部署的，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)有技術(shù)平臺(tái)不足以支撐新的應(yīng)用需求，使用不同技術(shù)的平臺(tái)不斷建設(shè)和增多。如，虛擬化平臺(tái)無法支撐高I/O類型應(yīng)用，需要建設(shè)超融合平臺(tái);為實(shí)現(xiàn)虛擬平臺(tái)的輕量化管理和應(yīng)用，需要使用容器技術(shù)，從而需要建設(shè)多種技術(shù)不同、架構(gòu)不同的平臺(tái)。

2.5 新需求

新需求不僅包括降低成本、簡化運(yùn)維、資源共享、滿足需求、提高效率等，還包括不同用戶不斷提出的新需求。數(shù)據(jù)中心管理人員需要數(shù)據(jù)中心具有高度的靈活性和適應(yīng)性，能夠根據(jù)需求變化做出快速響應(yīng)。業(yè)務(wù)系統(tǒng)用戶需要能夠根據(jù)需要申請(qǐng)資源和按需擴(kuò)容，提高業(yè)務(wù)的連續(xù)性。運(yùn)維服務(wù)人員需要降價(jià)成本，進(jìn)行統(tǒng)一管理，簡化運(yùn)維工作量并提高效率。

3 云管理平臺(tái)建設(shè)構(gòu)想

3.1 建設(shè)思路

為改善目前數(shù)據(jù)中心運(yùn)維現(xiàn)狀，本文提出云管理平臺(tái)建設(shè)構(gòu)想。云管理平臺(tái)是對(duì)存在的多個(gè)平臺(tái)、PC機(jī)等進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一運(yùn)維，提高資源利用率。

（1）云管理平臺(tái)將所有基礎(chǔ)資源通過解禍重新組合后再按類劃分的方式，將基礎(chǔ)資源劃分為集中、分布式、PC服務(wù)器三部分，可實(shí)現(xiàn)將不同基礎(chǔ)資源在同種架構(gòu)的平臺(tái)之間進(jìn)行自由調(diào)配，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化利用。

（2）集中部分是將原來的多個(gè)集中存儲(chǔ)的虛擬平臺(tái)的存儲(chǔ)進(jìn)行重新組合，形成互為備份的兩套存儲(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)雙活備份，以支持原來的多個(gè)虛擬平臺(tái)的使用。在不需要另外購買存儲(chǔ)的情況下解決了原來存在的只有單個(gè)存儲(chǔ)的虛擬平臺(tái)的備份問題，提高業(yè)務(wù)連續(xù)性。

（3）分布式部分將多個(gè)分布式平臺(tái)進(jìn)行整合，根據(jù)需要進(jìn)行靈活分配，實(shí)現(xiàn)不同的分布式應(yīng)用。

（4）將所有PC服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理，PC服務(wù)器可在分布式平臺(tái)和單機(jī)之間根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)配。

3.2 功能結(jié)構(gòu)

云管理平臺(tái)從下到上可分為基礎(chǔ)設(shè)施資源層、分布式云操作系統(tǒng)層、云服務(wù)層、應(yīng)用分類層、具體應(yīng)用層。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施資源層包括數(shù)據(jù)中心計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等資源，將原來分散的虛擬平臺(tái)、大數(shù)據(jù)平臺(tái)、分布式平臺(tái)、PC服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等進(jìn)行解耦整合再分配。

（2）分布式云操作系統(tǒng)包括云服務(wù)管理、任務(wù)調(diào)度、資源管理、虛擬化、存儲(chǔ)等功能，為云管理平臺(tái)提供基礎(chǔ)功能。

（3）云服務(wù)層提供負(fù)載均衡、虛擬主機(jī)、分布式和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、對(duì)象存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)計(jì)算等服務(wù)，以滿足不同應(yīng)用需求。

（4）云管理平臺(tái)可分為集中式平臺(tái)、分布式平臺(tái)、PC服務(wù)器三種類型，按類型實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)應(yīng)用。

（5）具體應(yīng)用層可根據(jù)用戶需要實(shí)現(xiàn)VMware、云桌面等虛擬化平臺(tái)，以及大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)、分布式平臺(tái)、PC服務(wù)器等應(yīng)用。

同時(shí)云管理平臺(tái)對(duì)整個(gè)體系的軟硬件、應(yīng)用等提供安全防護(hù)、安全管理和運(yùn)維管理功能，為數(shù)據(jù)中心各應(yīng)用系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，提高健壯性。

（1）提供入侵檢測(cè)、漏洞掃描、補(bǔ)丁分發(fā)、病毒查殺、堡壘機(jī)等安全防護(hù)，提高安全防護(hù)能力。

（2）具有網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全、日志安全審計(jì)等安全管理功能，提高安全保障水平。

（3）平臺(tái)運(yùn)維管理功能包括統(tǒng)一運(yùn)維、自動(dòng)化運(yùn)維、軟硬件監(jiān)控、自助服務(wù)門戶等功能。

3.3 特點(diǎn)

統(tǒng)一運(yùn)維管理。對(duì)各平臺(tái)的運(yùn)維管理統(tǒng)一集中到云管理平臺(tái)。對(duì)各平臺(tái)的管理實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)登錄，通過堡壘機(jī)對(duì)操作進(jìn)行審計(jì)，減少需要維護(hù)多個(gè)賬號(hào)的風(fēng)險(xiǎn);實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)維，簡化運(yùn)維管理，實(shí)現(xiàn)底層的透明化，運(yùn)維人員不需要掌握比較深的服務(wù)器、SAN、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化等多種技術(shù)，即可完成比較復(fù)雜的運(yùn)維管理工作;減少運(yùn)維人員數(shù)量，提高運(yùn)維效率和運(yùn)維水平。

運(yùn)用容器的思想劃分不同的應(yīng)用區(qū)。云管理平臺(tái)可以將基礎(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，根據(jù)容器的思想劃分不同的功能區(qū)以適應(yīng)不同技術(shù)平臺(tái)的應(yīng)用，各平臺(tái)之間互相獨(dú)立，互不影響。如果需要建設(shè)新的技術(shù)平臺(tái)，不需要單獨(dú)購買硬件設(shè)備，充分利用已有閑置資源可降低成本，并且可縮短項(xiàng)目建設(shè)周期。

提高基礎(chǔ)資源的利用率。利用碎片管理的思想實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)資源的有效管理和利用。云管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬平臺(tái)、云桌面、分布式數(shù)據(jù)平臺(tái)、容器、超融合、 PC服務(wù)器等的硬件資源的統(tǒng)一管理，基礎(chǔ)設(shè)施資源可以在不同的資源池中進(jìn)行在線自由調(diào)配，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)資源的集中再分配。云管理平臺(tái)通過負(fù)載均衡按照實(shí)際需要為不同的平臺(tái)分配合適的資源，各平臺(tái)不需要在滿足當(dāng)前需求的基礎(chǔ)上增加多余資源;將原來存在的各平臺(tái)的閑置資源進(jìn)行碎片化管理，閑置資源可根據(jù)需要分配給其他應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，提高基礎(chǔ)資源利用效率。

減少故障發(fā)生次數(shù)。由于基礎(chǔ)資源的有效利用，可在滿足現(xiàn)有應(yīng)用的情況下使用較少的硬件設(shè)備，設(shè)備減少帶來的直接影響就是故障次數(shù)的直接減少，從而間接減少運(yùn)維工作量和成本。

降低成本。對(duì)現(xiàn)有各平臺(tái)閑置資源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)各平臺(tái)閑置資源甚至有二分之一，閑置資源完全可滿足超融合平臺(tái)的使用（可滿足我單位需要）。云管理平臺(tái)將閑置資源進(jìn)行集中再分配，可減少設(shè)置購買費(fèi)用，大大降低硬件購買成本，同時(shí)由于設(shè)備的減少可相應(yīng)的減少運(yùn)維工作量，維護(hù)成本等，可有效降低整體運(yùn)維成本。

統(tǒng)一監(jiān)控。云管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各平臺(tái)的統(tǒng)一監(jiān)控，包括硬件、操作系統(tǒng)、應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)，在平臺(tái)性能不足時(shí)通過負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)自由配，提高運(yùn)維監(jiān)控的效率，避免對(duì)多個(gè)平臺(tái)以及軟硬件分別進(jìn)行監(jiān)控造成不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題的情況。

適應(yīng)新需求。云管理平臺(tái)可對(duì)集中式、分布式、PC服務(wù)器等進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心、運(yùn)維、應(yīng)用等的統(tǒng)一管理，有效簡化數(shù)據(jù)管理人員、運(yùn)維人員、應(yīng)用人員的工作，提高工作效率。如果有新的應(yīng)用，可在現(xiàn)有平臺(tái)上將閑置資源進(jìn)行劃分，或根據(jù)應(yīng)用需要按需擴(kuò)展對(duì)應(yīng)類型平臺(tái)性能，以滿足集中、分布式多種應(yīng)用平臺(tái)和需求。

4 結(jié)束語

本文針對(duì)目前省級(jí)數(shù)據(jù)中心存在的問題，結(jié)合實(shí)際提出了云管理平臺(tái)建設(shè)構(gòu)想，可有效提高運(yùn)維管理水平、提高資源利用率，降低成本，可實(shí)現(xiàn)集中式和分布式共存的雙核結(jié)構(gòu)，隨著技術(shù)的發(fā)展可逐步淘汰不適用平臺(tái)，并逐步擴(kuò)大主流架構(gòu)占比。

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