一體化資源云管理平臺(tái)的建設(shè)思路

陳曉健

摘要

信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也日趨成熟。智能電網(wǎng)建設(shè)工作如火如荼，利用先進(jìn)的信息技術(shù)來(lái)更加有效的助力業(yè)務(wù)發(fā)展已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。本文提出的一體化資源云管理平臺(tái)旨在借助最新的云計(jì)算、虛擬化和自動(dòng)化調(diào)度技術(shù)最大程度上提升電力信息系統(tǒng)運(yùn)維效率，更好的支撐業(yè)務(wù)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算 資源調(diào)度 資源管理平臺(tái)

1 前言

為適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理能力的提升，各種高新技術(shù)不斷到被引入到電網(wǎng)信息化建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，以支撐電網(wǎng)信息中心各個(gè)核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著云計(jì)算、虛擬化等技術(shù)的逐步推廣應(yīng)用，傳統(tǒng)運(yùn)維的IT架構(gòu)和服務(wù)管理方式產(chǎn)生了巨大變化。借助新技術(shù)，通過(guò)快捷的計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源供給，安全可靠的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，才能更好的支持電網(wǎng)業(yè)務(wù)不斷向前發(fā)展。

2 現(xiàn)狀分析

目前電力企業(yè)信息系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)頗具規(guī)模，各類支撐信息系統(tǒng)的IT基礎(chǔ)設(shè)施的種類、數(shù)量快速增長(zhǎng)；信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍、用戶數(shù)量、信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)量等也在迅速擴(kuò)大。隨著電力企業(yè)信息系統(tǒng)的建設(shè)步伐越來(lái)越快，如何利用有限的資源，高效的開(kāi)展運(yùn)維工作，將是信息部門(mén)需要面對(duì)的巨大挑戰(zhàn)。

3 需求分析

電力企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)眾多，架構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)維難度大。業(yè)務(wù)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系國(guó)計(jì)民生，需要信息系統(tǒng)提供有力支撐。因此電力企業(yè)迫切需要借鑒先進(jìn)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，以應(yīng)用系統(tǒng)為核心，提供跨平臺(tái)支持能力；自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和納管IDC各類軟硬件資源，并根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需要靈活調(diào)配資源；通過(guò)自服務(wù)界面改變資源供給方式，采用自動(dòng)化部署技術(shù)提升各種IT組件的部署和統(tǒng)籌管理能力。

3.1 服務(wù)器自動(dòng)化部署

（1）支持主流操作系統(tǒng)平臺(tái)的自動(dòng)化管理（Windows/UNIX/Linux）。

（2）兼容多種虛擬化技術(shù)，統(tǒng)一納管各類主流虛擬化平臺(tái)。

（3）支持資源自動(dòng)化發(fā)現(xiàn)與代理程序Agent自動(dòng)安裝支持無(wú)代理模式的資產(chǎn)掃描。。

（4）支持資源管理靜態(tài)分組，或者基于查詢的動(dòng)態(tài)分組。

（5）支持手動(dòng)添加資產(chǎn)信息和關(guān)聯(lián)性管理。

（6）能夠提供豐富的的報(bào)表模版，同時(shí)提供便捷的報(bào)表自定義和導(dǎo)出功能。

3.2 應(yīng)用的自動(dòng)化部署

（1）支持軟件分發(fā)、部署，補(bǔ)丁管理，合規(guī)檢查以及常用的自動(dòng)化管理操作。

（2）提供軟件定義和軟件配置模板，通過(guò)模板方式靈活定義軟件包與硬件、操作系統(tǒng)和其他軟件之間的依賴關(guān)系，以及軟件包靜默安裝所需的配置參數(shù)。

（3）提供自動(dòng)化部署流程實(shí)現(xiàn)軟件的安裝、卸載、啟動(dòng)和停止等操作，提供工作流編輯工具，靈活的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件部署工作流的更新和編輯。

（4）層次化數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)，在文件服務(wù)器和發(fā)布終端之間部署管理庫(kù)，進(jìn)行軟件包存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和資源控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包快速傳輸和動(dòng)態(tài)交付。

3.3 自動(dòng)化服務(wù)管理

（1）支持資源申請(qǐng)預(yù)定。在資源實(shí)際投入使用前，資源以瘦供給的方式給出，不占用平臺(tái)的實(shí)際資源，有效提供資源利用率。

（2）支持資源全生命周期管理，及時(shí)回收資源。資源使用期限之前，系統(tǒng)提前一個(gè)星期通知系統(tǒng)管理員續(xù)期資源。如果續(xù)期，則更新系統(tǒng)資源使用記錄。如果沒(méi)有及時(shí)辦理資源續(xù)期，系統(tǒng)資源默認(rèn)會(huì)被管理平臺(tái)作自動(dòng)歸檔處理，相關(guān)業(yè)務(wù)關(guān)停；但等待90天后相關(guān)虛擬服務(wù)器和數(shù)據(jù)才會(huì)被徹底刪除，以便審計(jì)或回溯使用；在此期間原用戶可重新續(xù)約資源。

（3）提供軟件介質(zhì)和鏡像模版管理。在虛擬化管理環(huán)境中，用戶所申請(qǐng)的服務(wù)（基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)、軟件服務(wù)）需要符合電網(wǎng)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化要求，例如軟件版本和操作系統(tǒng)鏡像。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的介質(zhì)和鏡像供給，保障平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)化水平，有利于提升平臺(tái)穩(wěn)定性。

（4）提供客戶自服務(wù)菜單以及標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)目錄。服務(wù)目錄是資源管理平臺(tái)可供給資源的集中展現(xiàn)。通過(guò)將計(jì)算資源標(biāo)準(zhǔn)化，以服務(wù)形式提供，以標(biāo)準(zhǔn)套餐的方式展現(xiàn)，降低平臺(tái)的使用門(mén)檻，提升用戶體驗(yàn)。兼容平臺(tái)各類業(yè)界通用的虛擬化標(biāo)準(zhǔn)，包括KVM，Xen，VMWware，PowerVM等。

一體化資源云管理平臺(tái)支持高可用性，以保證管理平臺(tái)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，在管理平臺(tái)的某些設(shè)備故障時(shí)，保證管理平臺(tái)的服務(wù)不中斷。

4 建設(shè)思路

—體化資源云管理平臺(tái)的建設(shè)，采用分布式、可擴(kuò)展的技術(shù)架構(gòu)，開(kāi)源技術(shù)和商業(yè)產(chǎn)品并重，x86和UNIX兼容并包。有機(jī)結(jié)合各種軟硬件資源，創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)定、高效、安全的一體化服務(wù)平臺(tái)。平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

從基礎(chǔ)架構(gòu)硬件管理層面，一體化資源云管理平臺(tái)可以分為服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等三部分。根據(jù)處理器架構(gòu)的不同，分為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式X86服務(wù)器和非開(kāi)放平臺(tái)的UNIX小型機(jī)等。存儲(chǔ)資源包括主流的EMC和IBM磁盤(pán)陣列，以及少量的虛擬化存儲(chǔ)資源。

在軟件及應(yīng)用管理方面，首先需要針對(duì)基礎(chǔ)架構(gòu)的各種虛擬化管理模塊（如VMware、Hyper-V）、監(jiān)控模塊、配置管理模塊、備份/恢復(fù)軟件等，通過(guò)工作流處理引擎驅(qū)動(dòng)。另外還需要安全套件滿足電網(wǎng)安全合規(guī)管理要求。各個(gè)軟硬件產(chǎn)品的關(guān)系如圖2所示。

4.1 服務(wù)器資源池的搭建

服務(wù)器計(jì)算資源作為整個(gè)資源云管理平臺(tái)的基礎(chǔ)，借助業(yè)界主流的虛擬化技術(shù)進(jìn)行資源整合。對(duì)于納入平臺(tái)管理的x86服務(wù)器，一般將型號(hào)和配置相近的服務(wù)器綁定為一個(gè)或多個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的資源池，即所謂的計(jì)算資源池；技術(shù)層面一般采用VMWare、kvm或Hyper-v等虛擬化套件具體實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于高配的UNIX服務(wù)器，單機(jī)性能強(qiáng)焊，RSA特性出眾，往往可以作為一個(gè)獨(dú)立的UNIX資源池進(jìn)行管理；業(yè)界一般采用IBM PowerVM或hp vse技術(shù)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算資源池化后，再按照不同的業(yè)務(wù)和用戶需求優(yōu)先級(jí)，以虛擬服務(wù)器VM的方式供給，用以支撐不同級(jí)別的業(yè)務(wù)應(yīng)用；例如一般普通的應(yīng)用服務(wù)器采用x86資源池，負(fù)載較低，部署快速；而數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器對(duì)性能和穩(wěn)定性要求較高，一般建議使用IBM PowerVM技術(shù)的高端計(jì)算資源池，即兼顧性能和又保持一定的靈活性。

規(guī)劃計(jì)算資源池首先需要評(píng)估資源池的規(guī)模，評(píng)估納管的計(jì)算資源總體情況，梳理各類服務(wù)器的配置，確定分類分級(jí)，定制資源池建設(shè)策略。資源歸類的依據(jù)一般可以參考計(jì)算機(jī)的出廠年限，中央處理器架構(gòu)、核心數(shù)量、工作頻率、內(nèi)存資源、機(jī)房物理位置等來(lái)綜合考量。為保障故障時(shí)的高可用切換，對(duì)虛擬資源池管理平臺(tái)而言，屬于同一個(gè)資源池的不同服務(wù)器，可視為一組可互相替代的計(jì)算資源，以便減少資源浪費(fèi)，同時(shí)確保故障時(shí)計(jì)算資源的切換平滑。最理想的情況是新購(gòu)一批同一型號(hào)配置的新服務(wù)器組建成核心計(jì)算資源池，而企業(yè)現(xiàn)有的配置參差不齊的服務(wù)器可以利舊使用，組合為測(cè)試資源池，物盡其用，更好的滿足不同使用用途。

計(jì)算資源池的規(guī)模并非越大越好。一方面是機(jī)房限制，如果所有資源池中的服務(wù)器放在同一個(gè)機(jī)房，出現(xiàn)UPS或空調(diào)之類的動(dòng)環(huán)故障時(shí)容易影響整個(gè)平臺(tái)的可用性。如果單個(gè)資源池太小，無(wú)法提升資源的利用率；如果單個(gè)資源池的規(guī)模越大，可以為平臺(tái)提供更大的靈活性和容錯(cuò)性，同時(shí)要求更高的運(yùn)維水平支撐。

對(duì)于重要級(jí)別較低的應(yīng)用，可以分配利舊資源池，雖然故障率較高，但仍然可以提供比單機(jī)系統(tǒng)更高的可用性。對(duì)于重要應(yīng)用，例如營(yíng)銷系統(tǒng)、人力資源系統(tǒng)等高級(jí)別的核心系統(tǒng)則盡可能地放在獨(dú)立的新建資源池內(nèi)，搭配高端的磁盤(pán)陣列設(shè)備，并配備專家工程師和值守人員。

4.2 以太網(wǎng)組網(wǎng)

計(jì)算資源池計(jì)算資源密集，網(wǎng)絡(luò)流量集中，對(duì)內(nèi)和對(duì)外的通信壓力比普通服務(wù)器更大。網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)通信設(shè)施，在進(jìn)行組網(wǎng)規(guī)劃時(shí)，主要考慮其連通性、隔離性、安全性、服務(wù)質(zhì)量（QoS）等，保證整個(gè)一體化資源云管理平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行。

為了提高系統(tǒng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力，網(wǎng)絡(luò)安全方面的考量必不可少。資源平臺(tái)中的服務(wù)器和業(yè)務(wù)眾多，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離，確保非必要的網(wǎng)絡(luò)通信相互隔離，網(wǎng)絡(luò)通信不可達(dá)，確保網(wǎng)絡(luò)安全。

網(wǎng)絡(luò)連通是最基本的要求，將有需要進(jìn)行互相通信的組件一比如平臺(tái)和服務(wù)器之間、服務(wù)器與服務(wù)器之間，以及服務(wù)器與互聯(lián)網(wǎng)等控制節(jié)點(diǎn)、用戶客戶端等的網(wǎng)絡(luò)連通。隨著千兆乃至萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)普及，資源集中帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力有所減緩。

QoS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量則需要考慮每一個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用的重要程度，確定其優(yōu)先級(jí)，確定業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求和實(shí)際產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通信密度，根據(jù)實(shí)際情況合理規(guī)劃，靈活調(diào)整。最大程度上用有限的資源錯(cuò)峰使用網(wǎng)絡(luò)帶寬，確保重要業(yè)務(wù)應(yīng)用或者系統(tǒng)作業(yè)的網(wǎng)絡(luò)需求優(yōu)先得到滿足。

通過(guò)不同的VLAN，可以簡(jiǎn)單快速的實(shí)現(xiàn)所期望的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通和隔離。在研究確定了不同業(yè)務(wù)應(yīng)用和系統(tǒng)作業(yè)的網(wǎng)絡(luò)特性和優(yōu)先級(jí)后，為高級(jí)別的應(yīng)用或者高數(shù)據(jù)通信密度的應(yīng)用或作業(yè)劃分到專用的獨(dú)立VLAN上或者物理交換機(jī)上，以保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，并降低對(duì)其他業(yè)務(wù)應(yīng)用和作業(yè)的影響。

4.3 存儲(chǔ)資源池的搭建

不同的磁盤(pán)陣列性能容量差異很大。先確定業(yè)務(wù)應(yīng)用重要程度、繁忙程度，對(duì)存儲(chǔ)性能和可靠性的要求。對(duì)于核心應(yīng)用系統(tǒng)，原則上必須分配使用高端存儲(chǔ)資源池，采用高端磁盤(pán)陣列，兼顧性能和安全。而對(duì)于測(cè)試系統(tǒng)、網(wǎng)盤(pán)系統(tǒng)或邊緣應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)容量和靈活性要求較高，對(duì)存儲(chǔ)性能要求較低，則應(yīng)該考慮為其優(yōu)先分配主機(jī)內(nèi)置磁盤(pán)空間，采用SATA近在線磁盤(pán)，或采用利舊存儲(chǔ)虛擬化方案。

數(shù)據(jù)無(wú)價(jià)，對(duì)于核心業(yè)務(wù)應(yīng)用特別需要考慮存儲(chǔ)級(jí)別的備份，以及節(jié)點(diǎn)故障時(shí)的數(shù)據(jù)冗余，確保數(shù)據(jù)安全性。關(guān)鍵應(yīng)用生產(chǎn)系統(tǒng)配備高性能的SAN存儲(chǔ)。采用成熟的IBMPPRC或EMCSRDF存儲(chǔ)復(fù)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)雙存儲(chǔ)復(fù)制實(shí)時(shí)同步，防止存儲(chǔ)系統(tǒng)成為單點(diǎn)故障，如圖3所示。

4.4 自動(dòng)化流程處理引擎

一體化資源云管理平臺(tái)的各個(gè)功能組件相對(duì)獨(dú)立工作，但如果要完成連續(xù)性業(yè)務(wù)操作，可能需要切換不同的模塊，過(guò)程冗長(zhǎng)繁瑣，效率低下容易犯錯(cuò)，所以自動(dòng)化流程處理引擎的驅(qū)動(dòng)能力必不可少。通過(guò)接口調(diào)用，將各個(gè)功能模塊整合在一起，將一系列原子操作整合成完整的業(yè)務(wù)動(dòng)作，統(tǒng)一展現(xiàn)給平臺(tái)的管理員和最終用戶。從邏輯上看，流程處理引擎的功能可以用圖4表示。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，建立與電網(wǎng)公司信息化發(fā)展相適應(yīng)的云計(jì)算資源管理體系，打造一體化資源云管理平臺(tái)，必將有效提高IT資源的運(yùn)行維護(hù)效率，實(shí)現(xiàn)IT資源的快速交付，敏捷響應(yīng)各種業(yè)務(wù)需求，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，從整體上提高電力企業(yè)的IT服務(wù)交付能力和管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1]張小慶.基于云計(jì)算環(huán)境的資源提供優(yōu)化方法研究[D].武漢理工大學(xué)，2013.

[2]王慶霞.淺談IT運(yùn)維管理的應(yīng)用與實(shí)踐[J].信息安全與技術(shù)，2012.

[3]虛擬化與云計(jì)算小組.虛擬化與云計(jì)算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009：133-135.

[4]馬良.IAAS云計(jì)算平臺(tái)中資源管理和調(diào)度技術(shù)的研究[D].北京郵電大學(xué)，2013.