海委數據中心云計算平臺構建與思考

宗華麗

海委數據中心云計算平臺構建與思考

宗華麗

（海河水利委員會水利信息網絡中心，天津300170）

針對海委數據中心節能、負載均衡、快速部署以及統一管理等應用需求和海委信息化系統的健康協調、可持續發展，結合云計算平臺技術以及大數據應用技術，海委構建了由計算資源池、存儲資源池和應用安全防護體系組成的云計算平臺架構，并在此基礎上進行大數據的資源整合，以解決海委數據中心發展中遇到的實際問題以及滿足海委數據中心信息化的可持續發展。

云計算平臺；大數據；信息資源整合

云計算能夠實現基礎設施的彈性自動化管理，按需分配合理的資源配置，簡化信息化應用基礎設施的部署與管理，縮短業務應用的上線周期，構建信息化云計算平臺能夠按照實際需求將網絡、計算、存儲和服務等信息資源進行整合，在云平臺中可以按需對共享資源進行配置，對信息資源進行快速分配，通過網絡接入云平臺，用戶能夠按需求進行資源的預分配和訪問，這是目前較為先進的計算機技術。大數據（big data），是指海量的無法用常用的工具進行采集計算的數據集合，它必須采用分布式的架構進行數據的挖掘和處理。大數據具有量大、高速、多樣、價值大四大特點。

從技術上看，大數據與云計算是相互依存的，云計算為大數據提供技術平臺，大數據的海量處理實現了云平臺利用的最大化。大數據采用云計算平臺的分布式處理，丟掉了傳統的單臺計算機處理數據的方式。它的特色在于挖掘海量數據，但它必須依托云計算而存在，分布式處理、云存儲和虛擬化技術都是其依托的支柱。大數據與云計算的關系，如圖1所示。

云計算的關鍵詞在于“整合”，無論你是通過現在已經很成熟的傳統的虛擬機切分型技術還是通過google后來所使用的海量節點聚合型技術，它都是通過將海量的服務器資源通過網絡進行整合，調度分配給用戶，從而解決用戶因為存儲計算資源不足所帶來的問題。大數據正是因為數據的爆發式增長帶來的一個新的課題，包括如何存儲如今互聯網時代所產生的海量數據、如何有效地利用分析這些數據等。云計算所具備的彈性伸縮和動態調配資源、虛擬化技術、對用戶透明性以及統一管理和調度的特性，成為解決大數據的重要基礎支撐。否則，脫離了云計算的大數據將成為“空中樓閣”。

本文針對海委數據中心的實際需求，規劃并構建了海委數據中心云平臺架構。同時，隨著海委水利信息化的發展，海委數據中心應用業務系統的分散性、專業性、部門性、系統性等邊界的孤島問題嚴重影響了系統效益的持續發揮，致使海委數據中心信息化系統以及應用數據的資源整合成為海委水利信息化發展中亟需解決的問題。

圖1　云計算與大數據的關系

1　海委數據中心應用需求現狀

隨著水利信息化建設的加快，海委水利信息化事業得到了較快發展，海委數據中心也在各類信息化項目中配置了眾多的硬件基礎設備和網絡設備以及各類軟件系統，為海委信息化發展提供了強大技術支撐，同時也給海委數據中心的發展帶來一系列問題。

1.1物理空間占據大，電量消耗大

海委數據中心目前擁有各類服務器設備、網絡交換設備以及存儲設備200余臺，占用40余個服務器機柜和網絡機柜，數據中心機房空間已基本飽和，給后續機房擴展帶來瓶頸；同時，這些設備運行給數據中心帶來巨大的電能消耗。這些現實情況迫切需要通過云計算平臺技術對現有的存儲設備、網絡交換設備及服務器資源進行規整，淘汰上架運行時間長、性能較差的設備，減少老舊設備的電量消耗和空間占用。

1.2各類設備負載均衡差別大

海委數據中心的軟硬件設備的項目來源、建設時間、建設環境不同，各設備間的負載懸殊較大，一些設備的負載已超過最大限額，而部分設備的利用效率很低、負載不足10％。負載較高的設備長時間超負荷運轉很容易出現損壞，給系統運行帶來無法預測的損失，而負載較低的設備運行又是一種極大的浪費。這就需要一個統一的平臺來調度分配資源，以達到各個設備間的負載均衡，而云計算平臺恰恰能夠滿足這一需求。

1.3系統部署和運維管理繁瑣

海委數據中心的軟硬件設備較多，存在目標單一、資源割據的現狀，給日常管理和維護帶來極大的不便。一個新應用系統部署需要眾多的前期準備工作，如硬件上架、操作系統安裝、網絡資源分配、存儲資源分配等；系統運行中出現故障時，網管人員需要花費較多精力分析故障點。云計算平臺可以快速進行資源分配，能夠集中部署而且能夠通過云計算管理運維平臺統一監管，快速發現故障點并及時進行故障處理。

2　海委數據中心云平臺架構構建

海委數據中心云平臺整體架構以虛擬化技術為基礎，將業務應用、數據存儲和安全防護融為一體。虛擬化技術是服務器整合方面的成功的IT戰略，能夠為云平臺提供基本的構建模塊以增強系統的敏捷性和靈活性。海委數據中心云平臺包括云計算資源池，存儲資源池和應用安全防護3個子系統，通過云平臺能夠實現信息資源的動態分配、運維統一監管服務，動態擴展海委數據中心計算吞吐能力和存儲容量，對容災備份體系建設提供強大支撐。海委數據中心云平臺整體架構，如圖2所示。

圖2　海委數據中心云平臺架構

2.1計算資源池

海委數據中心云計算資源池由一組可以實現自動分配和回收的CPU和存儲資源構成，既包括利用原有部分舊服務器，又增購了高性能計算服務器和磁盤陣列，具備計算密度高、單位能耗低、占用空間少的特點，包含業務應用群集、數據庫群集和管理群集三部分。

平臺通過整合形成計算資源的虛擬化平臺，利用云服務管理能力實現從服務申請到虛擬化部署、從系統標準化安裝到軟件部署工作，大大提高了資源利用效率和實施人員工作效率以及網管人員的工作效能，按需調度實現資源的彈性分配。

2.2存儲資源池

云計算平臺充分利用現有的存儲設備，形成一個能夠充分利用的存儲資源池。海委數據中心以現有的云存儲服務器為主，搭配使用SAS硬盤和SATA硬盤，能夠滿足各種系統文件及應用文件的存儲需求，滿足備份文件的存儲，同時存儲池容量能夠動態擴展和按需分配。

面向多用戶的分布式存儲架構應用于存儲資源池，通過云管理平臺實現各種數據間的共享存儲和備份數據的容災存儲，并提供統一的命名空間，進行塊存儲和對象存儲的統一管理，能夠實現數據的高可靠性利用。

2.3應用安全防護體系

云計算平臺提供了完善的手段保證每個應用的隔離性來確保安全。鏈路負載均衡、邊界安全和應用加速主要通過應用安全體系中的網關設備來實現。計算資源池中的虛擬機的安全主要通過云安全管理系統中建立的多層次的應用和信息安全防護體系來實現。

3　海委數據中心大數據整合形勢

水利信息化發展經歷了一個由簡單到復雜的過程，在發展過程中由于各個項目的來源、建設時間、環境、目標各不相同，現有的信息化系統存在目標單一、資源獨享、重復建設、難以共享、效能低下等問題，導致各種信息化資源得不到合理利用，嚴重制約了水利信息化的可持續發展。海委水利信息化經歷不同時期的多個項目的建設，形成了較為正規的物理機房、數據存儲資源、各類信息化資源，為海委政務公開和辦公提供了基礎保障。但是，大多數的應用業務系統是針對某特定的研究或者業務建立的，數據庫資源與各自具體的業務捆綁在一起，硬件和基礎軟件系統與特定的業務部門綁定，形成資源割據的局面，規范性差給海委數據中心信息化發展帶來瓶頸。如何將這些龐雜的系統和數據統一起來進行集中統一化管理，是海委數據中心信息化發展迫切需要解決的問題。

海委數據中心已經構建起云計算管理平臺，依托該平臺對海委數據中心信息化資源進行大數據的整合是海委水利信息化發展的一個明確方向。通過整合，能夠使海委數據中心發展更具標準化、專業化、流程化。

3.1信息資源整合需要解決的問題

（1）系統與用戶之間。海委數據中心已具有33個各類業務應用系統，每類業務開發都是針對特定的任務，其所面向的客戶群體以及用戶的權限各不相同，每類用戶所訪問的業務系統也不盡一樣，每類業務系統能夠提供或需要使用的數據資源也有所差距，通過信息化資源整合將這些數據資源歸到統一的數據庫存儲資源池中以方便用戶和業務系統間的共享。

（2）系統與平臺之間。海委數據中心信息化發展必須依托同一個基礎平臺，云計算平臺為其提供了基礎服務的同時必須形成一個統一的信息共享平臺來實現數據資源和業務系統間的互聯互通。海委信息化資源整合采用SOA架構，構建海委統一水利信息化業務門戶，形成信息與資源高度集中和共享的公眾信息服務系統。

（3）系統與未來業務應用系統之間。海委數據中心信息資源整合必須既能滿足現有資源和業務系統的健康發展，又能為以后建設的業務系統集成提供方便。

（4）系統與運維單位及開發商之間。通過數據中心各業務應用系統的整合，海委能夠給未來信息化開發商提供統一的標準接口進行開發建設，確保應用一個發揮效益一個，同時可以為應用系統運維單位提供標準的運維流程和規范。

3.2信息資源整合主要內容

對現有海委數據中心資源進行整合，主要針對基礎設施、信息資源、業務應用、數據資源信息化建設規范4個方面，與海委已構建的云計算平臺結合，形成海委數據中心良性發展的安全保障防護體系。其主要進行平臺層建設，形成統一的信息化共享平臺和業務門戶；通過應用層整合，實現界面集成、信息模塊化抽取、與統一平臺的無縫連接。

4　依托海委數據中心云計算平臺進行大數據集成的優勢

云計算平臺的構建提供了資源動態分配、管理可控化和智能化、資源共享化，同時建立起的云數據中心實現了軟硬結合集中管理模式。

信息化資源池化的管理架構消除了業務系統的單點故障導致的業務中斷，數據丟失的現象。

云平臺架構的構建為大數據集成提供了安全可靠的基礎平臺，為海委數據中心信息化業務資源的整合提供了基礎保障。通過整合實現了海委數據中心一體化綜合管理，利用虛擬機技術將系統中的各類信息化資源以及安全狀態視為一個統一整體進行集中監控，優化了系統整體性能，提高了工作效率，實現了海委數據中心信息化可持續發展。

5　結語

結合海委數據中心現狀及需求，海委數據中心構建了云計算平臺，解決了海委信息化發展中遇到的瓶頸；同時，依托海委數據中心云平臺的建設為海委數據中心信息化資源整合提供了強有力的基礎保障，能夠使海委信息化建設持續健康發展。

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TP392；TV213.2

A

1004-7328（2016）04-0056-04

10.3969/j.issn.1004-7328.2016.04.018

2016—05—25

宗華麗（1984—），女，碩士，工程師，主要從事水利網絡管理及信息安全工作。