市級數(shù)據(jù)中心云平臺總體技術(shù)設(shè)計的研究

王偉東 栗智

摘要：數(shù)據(jù)中心首次被列入國家級加快建設(shè)項目目錄，數(shù)據(jù)中心作為“新基建”中的一個亮點，成為行業(yè)發(fā)展的新星。數(shù)據(jù)中心作為是“新基建”的底座，其核心交付能力集中體現(xiàn)在云平臺服務(wù)生態(tài)上，針對地級市在建設(shè)數(shù)據(jù)中心云平臺中更要突出云平臺服務(wù)能力。本文從市級數(shù)據(jù)中心云平臺功能架構(gòu)、組網(wǎng)架構(gòu)、高可靠高性能的遷移能力和擴(kuò)展性與管理運行能力等四個方面簡述數(shù)據(jù)中心云平臺的交付能力。

關(guān)鍵詞：云平臺、虛擬化、數(shù)據(jù)中心

隨著以數(shù)據(jù)中心為代表的“新基建”在全國基礎(chǔ)性支持性設(shè)備建設(shè)中已經(jīng)突顯其新業(yè)態(tài)、新趨勢。各地區(qū)中心城市都以不同方式引入數(shù)據(jù)中心的建設(shè)項目，而數(shù)據(jù)中心項目的核心交付能力是云服務(wù)平臺，可以說云平臺的結(jié)構(gòu)和功能決定了數(shù)據(jù)中心在日后服務(wù)于地區(qū)輻射周邊的能力和便捷。本文重點論述數(shù)據(jù)中心中云平臺的總體技術(shù)設(shè)計和功能，旨在為市級DC建設(shè)中提供必要支撐。

一、云平臺功能架構(gòu)

市級云服務(wù)平臺總體架構(gòu)設(shè)計以云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)為主要核心能力，應(yīng)遵循的面向業(yè)務(wù)需求的設(shè)計思路，基于業(yè)務(wù)場景化、模塊化的設(shè)計方法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心IT基礎(chǔ)架構(gòu)模塊與業(yè)務(wù)模塊松耦合，保證數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)動態(tài)擴(kuò)展和新業(yè)務(wù)快速上線，在建設(shè)和運營期貫穿安全保障和運維保障服務(wù)支持，最終交付的產(chǎn)品是以云計算、云存儲服務(wù)目錄的形式提供給用戶。

（一）基礎(chǔ)資源池建設(shè)

基礎(chǔ)資源池是高可用及彈性可擴(kuò)展的基礎(chǔ)云環(huán)境和各類云服務(wù)資源。它能提供各類數(shù)據(jù)整合能力，為智慧型應(yīng)用創(chuàng)新提供大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)算力和存儲能力。一方面是包含服務(wù)器、存儲、安全和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在內(nèi)的計算安全模組類基礎(chǔ)設(shè)施資源;第二方面對于虛擬化技術(shù)、異構(gòu)技術(shù)及第三方資源接入等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)籌的池化能力，形成可進(jìn)行資源彈性調(diào)配的可使用資源，通過資源適配、彈性伸縮、租戶中心、服務(wù)提供等核心功能的應(yīng)用，使資源進(jìn)行服務(wù)化、標(biāo)準(zhǔn)化，從而達(dá)到支撐整個云平臺業(yè)務(wù)計算、數(shù)據(jù)存儲的能力。

（二）云服務(wù)層

基于基礎(chǔ)資源池的算力和存儲，以其不同的資源服務(wù)類型和屬性，對標(biāo)場景和應(yīng)用領(lǐng)域的劃分規(guī)程，提供專屬云、駐地云、共享云的服務(wù)能力。專屬云服務(wù)是在云數(shù)據(jù)中心上定制隔離出來的專屬虛擬化資源池，為業(yè)務(wù)單位的敏感性強或關(guān)鍵性業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供特殊的軟硬件基礎(chǔ)環(huán)境和專門的運維支撐的專享云化服務(wù)。駐地云服務(wù)是在涉密或特殊應(yīng)用場景下，為用戶建設(shè)獨立部署專屬云平臺和專屬運營運維服務(wù)。共享云服務(wù)是為通用非涉密業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供平臺、應(yīng)用和管理服務(wù)模式。平臺服務(wù)模式是一種提供IaaS層服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、通用平臺支撐服務(wù)、信息安全服務(wù)。

（三）云平臺云安全體系

通過對云平臺的安全防護(hù)，可為基礎(chǔ)資源層、云服務(wù)層提供全方位的安全防護(hù);從安全標(biāo)準(zhǔn)、安全技術(shù)、安全管理三個維度，提供物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全、應(yīng)用安全等。從防DDoS攻擊、漏洞掃描、入侵防御、身份認(rèn)證與審計、數(shù)據(jù)安全等模塊入手，滿足等保三級標(biāo)準(zhǔn)。

（四）云平臺云運維體系

云平臺云運維體系基于標(biāo)準(zhǔn)化的管理流程，實現(xiàn)可視化定制的運維管理系統(tǒng)，面向云平臺提供資源管理、系統(tǒng)管理、用戶管理、計量計費管理等;面向最終用戶提供資費管理、內(nèi)部用戶管理、訂單管理、資源使用統(tǒng)計監(jiān)控等日常運營相關(guān)的管理內(nèi)容。

（五）云平臺集成統(tǒng)一門戶

通過集成化的服務(wù)門戶，各廳局委辦用戶自助管理在線資源、監(jiān)控運行狀態(tài)和管理資費;自助個性化安全策略設(shè)置和安全管理;自助資源申請，應(yīng)用維護(hù);利用服務(wù)門戶的API開放功能，對接各業(yè)務(wù)單位的服務(wù)接入，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的聚合，為創(chuàng)新應(yīng)用和生態(tài)形成提供技術(shù)支撐。

二、云平臺組網(wǎng)架構(gòu)

針對下一代網(wǎng)絡(luò)趨勢，采用云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，打造高可靠、不間斷、無阻塞品質(zhì)云網(wǎng)絡(luò)解決方案。數(shù)據(jù)中心互聯(lián)和災(zāi)備方案構(gòu)建高可用云網(wǎng)絡(luò)，采用“三重互聯(lián)、兩級災(zāi)備”保證數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)永久在線。

三重互聯(lián)，一層SAN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，實現(xiàn)主備數(shù)據(jù)中心間數(shù)據(jù)級容災(zāi);二層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，釆用VLL/VPLS技術(shù)，構(gòu)建一個跨數(shù)據(jù)中心的大二層網(wǎng)絡(luò)，滿足服務(wù)器集群和虛擬機(jī)動態(tài)遷移的需求;三層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，采用MPLS L3 VPN技術(shù)，提供IPSec/SSL VPN安全接入方式。兩級災(zāi)備，實現(xiàn)數(shù)據(jù)級和業(yè)務(wù)級協(xié)同，“IP+光”形成全方位的數(shù)據(jù)級和業(yè)務(wù)級快速容災(zāi)備份能力。

三、云平臺高可靠高性能的遷移能力

1.虛擬化云主機(jī)高可用

市級數(shù)據(jù)中心云平臺高可靠性就是連續(xù)性的基礎(chǔ)。云平臺將若干物理服務(wù)器設(shè)備虛擬化提升云主機(jī)，采用計算資源獨占、存儲資源多副本存儲資源池的方式，構(gòu)建虛擬化的計算、存儲資源池，分離式設(shè)計云主機(jī)的計算和存儲，自動故障遷移機(jī)制動態(tài)生成健康計算服務(wù)資源池，提高云主機(jī)可用性。云平臺區(qū)域采用健康互聯(lián)和故障隔離機(jī)制，建立業(yè)務(wù)分區(qū)隔離，劃分前端Web、核心業(yè)務(wù)、非核心應(yīng)用、測試、網(wǎng)管運維等不同子網(wǎng)隔離，子網(wǎng)劃分安全組隔離網(wǎng)內(nèi)安全。利用云服務(wù)中的彈性負(fù)載均衡（ELB）服務(wù)和彈性自動伸縮服務(wù)，搭建web集群或應(yīng)用集群，保障業(yè)務(wù)連續(xù)性、可用性。

2、物理機(jī)本地高可用

針對Oracle數(shù)據(jù)庫的物理機(jī)或客戶托管物理機(jī)設(shè)備的場景，設(shè)計采用存儲層鏡像實現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余存取，通過冗余FC鏈路實現(xiàn)多通道訪問，結(jié)合主機(jī)應(yīng)用集群，實現(xiàn)應(yīng)用到數(shù)據(jù)的端到端冗余訪問，從而保障業(yè)務(wù)的高可用連續(xù)性訪問要求。

四、云平臺擴(kuò)展性與管理運行能力

云服務(wù)平臺的設(shè)計是為服務(wù)體系的供應(yīng)運營能力相匹配，即注重有資源利用、新技術(shù)體系，還需建立配套運維管理體制機(jī)制，確保云服務(wù)平臺建設(shè)完成后的高效運行與創(chuàng)新管理。在不停機(jī)前提下，實現(xiàn)計算能力擴(kuò)展，增加虛擬機(jī)的vCPU，內(nèi)存等方式快增處理能力，動態(tài)增加磁盤存儲空間的方式提高可用存儲空間，實現(xiàn)動態(tài)添充資源池的物理服務(wù)器、磁盤或存儲設(shè)備等基礎(chǔ)服務(wù)能力，更高效的利用了數(shù)據(jù)中心資源。

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作者簡介：

1.王偉東，高級工程師，碩士，研究方向：系統(tǒng)分析、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)分析。

2.栗智，高級會計師，碩士，研究方向：事項會計、財務(wù)管理、數(shù)據(jù)挖掘。