基于云計(jì)算技術(shù)的企業(yè)系統(tǒng)資源整合與應(yīng)用

李征 航空工業(yè)洪都集團(tuán) 南昌市 330000

祝紅英 江西省基礎(chǔ)測繪院 南昌市 330209

0 引言

隨著A企業(yè)信息系統(tǒng)不斷擴(kuò)大的需求，一些IT資源和應(yīng)用逐漸增多，利用云計(jì)算、網(wǎng)格技術(shù)等先進(jìn)信息技術(shù)，整合企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有的計(jì)算資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源，統(tǒng)一IT架構(gòu)，深化體系建設(shè)，優(yōu)化研制模式，推進(jìn)基于模型的系統(tǒng)工程的廣泛、深入應(yīng)用極大地促進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制造能力[1]。

1 A企業(yè)IT現(xiàn)狀

IT資源和應(yīng)用現(xiàn)狀如下：

表1 A企業(yè)IT資源現(xiàn)狀

表2 A企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)狀

圖1 A企業(yè)現(xiàn)有資源的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2 云技術(shù)

2.1 云計(jì)算特點(diǎn)

“云計(jì)算”技術(shù)被稱為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新一輪的引擎，它的發(fā)展和普及將為IT的應(yīng)用模式帶來天翻地覆的變化，也是國家七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。使用云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的資源管理、靈活的資源調(diào)配，高可用的應(yīng)用服務(wù)，同時(shí)大大提高的IT服務(wù)能力與運(yùn)營效率并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的管理要求，云計(jì)算技術(shù)未來必然在航空業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。云計(jì)算是利用大規(guī)模低成本運(yùn)算單元通過IP網(wǎng)絡(luò)整合而成的運(yùn)算系統(tǒng)，它將IT能力和物理資源解耦，提供通用的IT能力[2]。

云計(jì)算是大型機(jī)、客戶機(jī)/服務(wù)器和WEB應(yīng)用之后新的計(jì)算模式，具有如下特點(diǎn)：

◎ 超大規(guī)模：由具備一定規(guī)模的多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的IT系統(tǒng)，系統(tǒng)規(guī)模幾乎可以無限擴(kuò)大。

◎ 虛擬化：提供一種或多種形式的計(jì)算或存儲能力資源池，如物理服務(wù)器，虛擬服務(wù)器（虛擬機(jī)），事務(wù)和文件處理能力或任務(wù)進(jìn)程（如并行計(jì)算），以及存儲能力等，資源池可通過抽象化方式提供，并能夠同時(shí)為多種應(yīng)用提供服務(wù)。

◎ 高可靠

◎ 通用性

◎ 高擴(kuò)展性

◎ 按需服務(wù)等

2.2 云計(jì)算分類

云計(jì)算按照服務(wù)提供的層次大致可分為三類：將基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)IaaS、將平臺作為服務(wù)PaaS，將軟件作為服務(wù)SaaS，如圖2：

圖2 云計(jì)算服務(wù)層次

IaaS：將硬件設(shè)備等基礎(chǔ)資源封裝成服務(wù)供用戶使用。在IaaS環(huán)境中，用戶相當(dāng)于在使用裸機(jī)和磁盤，可以做任何想做的事情，但必須考慮如何才能讓多臺機(jī)器協(xié)調(diào)工作起來。IaaS最大的好處就是它允許用戶動(dòng)態(tài)申請和釋放節(jié)點(diǎn)，按使用量計(jì)費(fèi)。運(yùn)行IaaS的服務(wù)器規(guī)模達(dá)到幾十萬臺，用戶可以認(rèn)為能夠申請的資源幾乎是無限的，由于IaaS資源是公共共享的，所以有更高的資源使用效率。

PaaS：對資源更進(jìn)一步抽象，提供用戶應(yīng)用的運(yùn)行環(huán)境。PaaS自身負(fù)責(zé)資源的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和容錯(cuò)管理，用戶應(yīng)用不必過多考慮節(jié)點(diǎn)間的配合問題。但是同時(shí)，用戶的自主權(quán)降低，必須使用云計(jì)算支持的特定編程環(huán)境，并遵守特定的編程模型。

SaaS：將某些應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù)只提供某些專門用途的服務(wù)供應(yīng)商應(yīng)用調(diào)用。

3 云技術(shù)的優(yōu)勢

目前傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)主要采用煙囪式建設(shè)模式，這種方式造成IT系統(tǒng)的復(fù)用效率低的現(xiàn)狀。通過云計(jì)算技術(shù)可以把計(jì)算和存儲等IT資源集中部署，利用統(tǒng)計(jì)復(fù)用提高整體的IT資源利用率，從而獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)的好處。傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)選用UNIX小型機(jī)作為主服務(wù)器設(shè)備，UNIX小型機(jī)具有處理能力高，單機(jī)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，隨著業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)能力要求不斷提升，UNIX小型機(jī)的高成本成為系統(tǒng)建設(shè)的瓶頸。應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)升級改造實(shí)現(xiàn)云化處理后，通過“云資源池”中大量低成本計(jì)算設(shè)備提供應(yīng)用運(yùn)行提供所需的計(jì)算能力[3]。應(yīng)用系統(tǒng)的云化將改變以往采用高計(jì)算能力小型機(jī)承載的部署方式，極大降低系統(tǒng)構(gòu)建成本。另外，借助云計(jì)算管理平臺，還可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)高擴(kuò)展性、高安全性和高可管理性。

4 A企業(yè)云的建設(shè)方案

4.1 建設(shè)目標(biāo)

A企業(yè)云要打造成企業(yè)云的建設(shè)標(biāo)桿：占領(lǐng)行業(yè)制高點(diǎn)，成為首個(gè)航空制造業(yè)的資源管控平臺，成為同行業(yè)中的學(xué)習(xí)標(biāo)桿，引領(lǐng)行業(yè)云計(jì)算風(fēng)向標(biāo)。

A企業(yè)云的建設(shè)內(nèi)容包括應(yīng)用云化改造和資源云化改造兩大方面：

– 應(yīng)用云化改造：分階段、分步驟將管理應(yīng)用、高性能計(jì)算作業(yè)、桌面逐步從現(xiàn)有的IT環(huán)境中遷移到資源池中；逐步從傳統(tǒng)分散的桌面系統(tǒng)演進(jìn)到集中式虛擬桌面系統(tǒng)。

– 資源云化改造：以現(xiàn)有IT資源為基礎(chǔ)，建設(shè)服務(wù)器資源池、高性能計(jì)算資源池、存儲資源池、桌面資源池。

A企業(yè)云的建設(shè)思路即是在“云計(jì)算”的浪潮下，將制造業(yè)的信息化建設(shè)融入云計(jì)算的新理念和新技術(shù)，向著“企業(yè)云”的方向繼續(xù)向前發(fā)展。打造資源共享、自動(dòng)化服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)、管理統(tǒng)一的A企業(yè)云。

A企業(yè)云利用云計(jì)算的先進(jìn)思想和技術(shù)，整合集團(tuán)企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有計(jì)算資源的和未來規(guī)劃的計(jì)算資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源，建立面向復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)能力服務(wù)平臺，為集團(tuán)內(nèi)部各下屬企業(yè)提供技術(shù)能力、軟件應(yīng)用和數(shù)據(jù)服務(wù)[4]。

4.2 云建設(shè)內(nèi)容

企業(yè)云的建設(shè)包括一個(gè)核心與四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

一個(gè)核心：基于云計(jì)算架構(gòu)的資源管控平臺。

四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

◎ 資源的全局共享：服務(wù)器， 軟件許可證， 數(shù)據(jù)共享，包括CAD桌面云, CAE/CDF， 消除資源孤島，降低采購成本。

◎ 建立IT服務(wù)體系和標(biāo)準(zhǔn)：建立運(yùn)營和運(yùn)維服務(wù)體系和標(biāo)準(zhǔn)SLA，實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)化部署， 彈性計(jì)算， 業(yè)務(wù)請求的快速響應(yīng)。提高IT保障水平，降低運(yùn)營成本。

◎ 應(yīng)用平臺建設(shè)支撐協(xié)同設(shè)計(jì)：建設(shè)面向應(yīng)用的PAAS平臺，應(yīng)用的云化改造，轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)應(yīng)用的物理孤島為邏輯孤島，為打通業(yè)務(wù)流程協(xié)同設(shè)計(jì)制造打下基礎(chǔ)。整合業(yè)務(wù)流程合理化，提高協(xié)同設(shè)計(jì)與制造的能力。

◎ 數(shù)據(jù)平臺建設(shè)支撐數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)安全：利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合企業(yè)結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理和安全平臺，提供可靠，有效的數(shù)據(jù)和信息服務(wù)，保障數(shù)據(jù)安全前提下使數(shù)據(jù)流動(dòng)起來。

傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)主導(dǎo)IT是以自下而上的建設(shè)模式，形成多個(gè)業(yè)務(wù)和IT煙囪，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間并不共享。

云計(jì)算資源池架構(gòu)可打破IT資源煙囪，實(shí)現(xiàn)資源共建共享，提供全局的集中的IT資源視圖、監(jiān)控視圖和管理視圖；同時(shí)保留業(yè)務(wù)煙囪，保持業(yè)務(wù)應(yīng)有的獨(dú)立性，使業(yè)務(wù)能獲得更靈活和強(qiáng)大的共享資源支撐。

圖3 從傳統(tǒng)IT架構(gòu)到云計(jì)算資源池架構(gòu)

通過企業(yè)云的建設(shè)，打破傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)主導(dǎo)式IT應(yīng)用系統(tǒng)邊界和傳統(tǒng)的IT資源煙囪式部署結(jié)構(gòu)，以現(xiàn)有資源組建應(yīng)用系統(tǒng)共享的彈性資源池。并在資源池之上，建設(shè)資源管控平臺，實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理、監(jiān)控、共享、服務(wù)。

4.3 云網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

將A企業(yè)現(xiàn)有的IT資源以其資源類型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和資源能力解構(gòu)為高性能計(jì)算資源、管理資源、桌面資源、小型機(jī)資源和存儲資源五類。

高性能計(jì)算資源由兩個(gè)HPC集群中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)組成，其內(nèi)部以InfiniBand網(wǎng)絡(luò)連接，適合大量數(shù)據(jù)交換和處理的HPC作業(yè)，組成高性能計(jì)算資源池。

管理資源以普通的x86物理服務(wù)器組成，適合以虛擬化為基礎(chǔ)，承載各類管理應(yīng)用，組建x86服務(wù)器資源池。同時(shí)現(xiàn)有的小型機(jī)以PowerVM技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)的動(dòng)態(tài)分區(qū)和彈性調(diào)整，組建小型機(jī)資源池。x86計(jì)算資源池、小型機(jī)資源池共同承載A企業(yè)當(dāng)前的管理類應(yīng)用、PDM、VPM、MES等協(xié)同設(shè)計(jì)制造類應(yīng)用等[5][6]。

傳統(tǒng)的PC/工作站和新的虛擬桌面系統(tǒng)資源組建了桌面資源池。桌面資源池承載了員工日常辦公工作、CAD設(shè)計(jì)、部分CAE運(yùn)算工作。

存儲資源池由傳統(tǒng)的存儲設(shè)備和備份設(shè)備組成，將之前分散的存儲設(shè)備和備份策略統(tǒng)一起來，提供統(tǒng)一的對外存儲服務(wù)和備份服務(wù)。

圖4 A企業(yè)云網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

5 結(jié)束語

本次應(yīng)用的核心在于利用云技術(shù)提高A企業(yè)可靠性，可用性和可擴(kuò)展性將直接影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，整合企業(yè)內(nèi)部現(xiàn)有的計(jì)算資源、軟件資源和數(shù)據(jù)資源，統(tǒng)一IT架構(gòu)，建立面向復(fù)雜產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)與制造的能力服務(wù)平臺，為企業(yè)內(nèi)部各下屬企業(yè)提供技術(shù)能力、軟件應(yīng)用和數(shù)據(jù)服務(wù)，支持多學(xué)科優(yōu)化、性能分析、虛擬驗(yàn)證等產(chǎn)品研制活動(dòng)，極大地促進(jìn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)和制造能力。

[1] 盧加元.中小企業(yè)信息化建設(shè)模式創(chuàng)新的取向與路徑—基于云計(jì)算的分析[J].江海學(xué)刊，2012，（6）：223-227.

[2] 戴發(fā)山，孫波，龍春娥.云計(jì)算在中小企業(yè)信息化建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].江蘇商論，2011，（6）：62-64.

[3] 黃務(wù)蘭.云計(jì)算在中小企業(yè)信息化中的應(yīng)用[J].科技管理研究，2012，32（6）：185-187.

[4] 朱金霞.云計(jì)算環(huán)境下中小企業(yè)信息化需求研究[M].南京：南京大學(xué)，2013.

[5] 林莉莉.我國中小企業(yè)會計(jì)信息化的云計(jì)算應(yīng)用模式研究[D].北京：財(cái)政部財(cái)政科學(xué)研究所，2014.

[6] 張強(qiáng).云計(jì)算環(huán)境下中小企業(yè)信息化建設(shè)發(fā)展研究[M].合肥：安徽大學(xué)，2014.