云計(jì)算技術(shù)在景電通信改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

劉思璋

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 白銀 730401）

云計(jì)算技術(shù)在景電通信改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

劉思璋

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 白銀 730401）

首先對(duì)云計(jì)算的思想，工作原理和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述，進(jìn)一步結(jié)合云計(jì)算技術(shù)在景電通信改造項(xiàng)目中的應(yīng)用實(shí)例，詳實(shí)的介紹了云數(shù)據(jù)中心、云平臺(tái)的建設(shè)與云業(yè)務(wù)應(yīng)用，論證了云計(jì)算作為新一代信息技術(shù)，在傳統(tǒng)水利行業(yè)信息化發(fā)展中的重要地位。

云計(jì)算；虛擬化技術(shù)；IT系統(tǒng)

1 云計(jì)算的概述

1.1 云計(jì)算的基本概念和特點(diǎn)

云計(jì)算是分布式處理 （Distributed Computing）、并行處理（Parallel Computillg）和網(wǎng)格計(jì)算（Grid Computillg）的延續(xù)和發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)。它不完全是計(jì)算，也不純粹是存儲(chǔ)，而是集計(jì)算和存儲(chǔ)于一身，將服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)庫(kù)等各種資源通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供綜合服務(wù)的一種理念。云計(jì)箅環(huán)境具有以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)安全可靠、客戶端需求低、高靈活度、超大計(jì)算能力資源等。

1.2 云計(jì)算服務(wù)層次

典型的云計(jì)算分為3個(gè)基本層次：基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺(tái)層、應(yīng)用層，每一層都可以單獨(dú)為用戶提供服務(wù)，進(jìn)而出現(xiàn)了三種不同的云服務(wù)類(lèi)型：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS），根據(jù)所提供服務(wù)的類(lèi)型劃分層次的云計(jì)算，其層次足可以完全分開(kāi)的。也就意味著層次中的某一層可以不依賴(lài)于其他層單獨(dú)完成相應(yīng)的用戶請(qǐng)求。圖1所示的是云計(jì)算的服務(wù)層次及相應(yīng)的服務(wù)。

圖1 云計(jì)算的服務(wù)層次劃分

1.3 云計(jì)算技術(shù)層次

云計(jì)算中所使用的技術(shù)主要是基于云計(jì)算系統(tǒng)所持有的屬性及系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要來(lái)劃分云，它說(shuō)明了軟硬件資源在云計(jì)算中的具體功能。云計(jì)算可分為：物理資源，虛擬化資源，系統(tǒng)管理和服務(wù)接口四個(gè)部分，所以云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：虛擬化技術(shù)，組網(wǎng)技術(shù)，云存儲(chǔ)技術(shù)，云平臺(tái)管理技術(shù)等

2 云計(jì)算核心技術(shù)

2.1 虛擬化技術(shù)

所謂虛擬化技術(shù)就是資源的抽象化，把單一的物理資源用多個(gè)邏輯表示。互聯(lián)網(wǎng)的虛擬化就是將服務(wù)器虛擬化，即把物服務(wù)器轉(zhuǎn)變成虛擬的服務(wù)器。云計(jì)算在虛擬服務(wù)器的基礎(chǔ)上對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式計(jì)算。運(yùn)算計(jì)具有一個(gè)強(qiáng)大的儲(chǔ)存系統(tǒng)，就是將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，讓真實(shí)的數(shù)據(jù)虛擬化，加大整個(gè)系統(tǒng)的儲(chǔ)存量。云計(jì)算的虛擬化技術(shù)是將云計(jì)算運(yùn)用到互聯(lián)網(wǎng)中的一個(gè)重要因素，因?yàn)樵朴?jì)算把物理服務(wù)器虛擬化加大了整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行

2.2 云存儲(chǔ)技術(shù)

云計(jì)算海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用的是分布式存儲(chǔ)，用冗余存儲(chǔ)的方式來(lái)確保數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性，利用分布式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)和虛擬技術(shù)的結(jié)合使得海量數(shù)據(jù)更加有序的統(tǒng)一的存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字資源最佳整合，滿足了用戶對(duì)數(shù)據(jù)的多方操作，實(shí)現(xiàn)資源共享。云計(jì)算的存儲(chǔ)提高了信息資源的更新速度，加大了用戶對(duì)海量數(shù)據(jù)的搜索，使得云計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)得以擴(kuò)展。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)到達(dá)高吞吐和高傳輸率的特點(diǎn)下，可以確保了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性和安全性，在云端其他服務(wù)器癱瘓也不會(huì)致使數(shù)據(jù)系統(tǒng)崩潰。

2.3 資源管理技術(shù)

云計(jì)算系統(tǒng)實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)包括云系統(tǒng)的緩存管理方案、云系統(tǒng)服務(wù)調(diào)度機(jī)制、云存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更新，對(duì)于企業(yè)管理數(shù)據(jù)有很大的幫助。云計(jì)算有一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)就是可伸縮的虛擬化資源，有利于數(shù)據(jù)的管理。互聯(lián)網(wǎng)需要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)供用戶使用，然而大量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存會(huì)降低互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的速度更甚至使互聯(lián)網(wǎng)癱瘓。用云計(jì)算來(lái)儲(chǔ)存大量數(shù)據(jù)同時(shí)還不影響數(shù)據(jù)的正常使用。云云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和并行處理功能還可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理，防止了大量數(shù)據(jù)混亂情況的發(fā)生。云計(jì)算的管理技術(shù)是軟件企業(yè)特別看好的一點(diǎn)，有效地整合數(shù)據(jù)，便于用戶的使用。另外，云計(jì)算的緩存系統(tǒng)可將用戶使用過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，不會(huì)丟失用戶的任何資料。云計(jì)算的儲(chǔ)存系統(tǒng)的在對(duì)數(shù)據(jù)管理的同時(shí)及時(shí)更新客戶端、更新緩存、服務(wù)器的廣播更新、通知更新、執(zhí)行更新等加快下次使用的運(yùn)行速度。

3 云計(jì)算技術(shù)在景電通信改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

以云計(jì)算技術(shù)在景電通信改造項(xiàng)目中的應(yīng)用為例，云計(jì)算作為新一代主流技術(shù)，在水利行業(yè)信息化建設(shè)中的靈活應(yīng)用。

3.1 云數(shù)據(jù)中心建設(shè)思路

1）景電云數(shù)據(jù)中心將現(xiàn)有的各個(gè)系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行集中管理，保證業(yè)務(wù)的高

可靠性運(yùn)行。

2）云平臺(tái)主要采用虛擬化技術(shù)，虛擬化是數(shù)據(jù)中心的核心機(jī)制，數(shù)據(jù)中心進(jìn)行虛擬化后，支持虛擬機(jī)熱遷移，虛擬機(jī)HA功能，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性。動(dòng)態(tài)分配系統(tǒng)所需資源，從而提高資源的利用率。

3）云數(shù)據(jù)中心的組網(wǎng)中，所有的網(wǎng)絡(luò)鏈路都是物理上冗余配置的。通過(guò)使用交換機(jī)堆疊技術(shù)，保證物理服務(wù)器對(duì)外與匯聚層交換設(shè)備和對(duì)內(nèi)虛擬網(wǎng)絡(luò)層連接的冗余。虛擬網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)采用多網(wǎng)卡綁定等技術(shù)避免單個(gè)網(wǎng)卡故障引發(fā)的業(yè)務(wù)中斷。

3.2 云數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案

3.2.1 組網(wǎng)規(guī)劃

計(jì)算和存儲(chǔ)架構(gòu)考慮了異構(gòu)的虛擬化平臺(tái)共存，使用華為虛擬化軟件FusionSphere，虛擬化可以保證業(yè)務(wù)在硬件平臺(tái)上的遷移并且不間斷業(yè)務(wù)運(yùn)行，自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備使用率，降低運(yùn)行成本。所以新的服務(wù)器平臺(tái)的規(guī)劃如圖2所示：

圖2 數(shù)據(jù)中心拓?fù)鋱D

1）云數(shù)據(jù)中心采用5臺(tái)四路刀片服務(wù)器，通過(guò)專(zhuān)業(yè)的虛擬化軟件對(duì)服務(wù)器完成虛擬化部署，形成完整的計(jì)算資源池，統(tǒng)一對(duì)上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供計(jì)算資源。

2）云數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和存儲(chǔ)之間的數(shù)據(jù)交換考慮使用光纖交換機(jī)，組成FC-SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)中心建設(shè)設(shè)范圍采用通用的新一代X86平臺(tái)，刀片、高性能服務(wù)器組合應(yīng)用，構(gòu)建虛擬化高可用計(jì)算平臺(tái)；建設(shè)高帶寬、低時(shí)延的冗余網(wǎng)絡(luò)；采用成熟的存儲(chǔ)技術(shù)；提供可靠備份服務(wù)；搭建統(tǒng)一的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)IDC數(shù)據(jù)中心集中管控。

其中，IDC網(wǎng)絡(luò)邏輯上分為3部分：

存儲(chǔ)SAN網(wǎng)絡(luò)：用于承載至磁盤(pán)陣列的數(shù)據(jù)訪問(wèn)；

業(yè)務(wù)LAN網(wǎng)絡(luò)：用于承載虛擬機(jī)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；

管理網(wǎng)絡(luò)：用于承載管理服務(wù)器以及資源服務(wù)器之間的內(nèi)部通訊流量。

服務(wù)器側(cè)采用多網(wǎng)卡（業(yè)務(wù)+管理+存儲(chǔ)）方式進(jìn)行組網(wǎng)，業(yè)務(wù)、管理平面通過(guò)兩網(wǎng)卡聚合確保鏈路冗余，存儲(chǔ)平面通過(guò)多路徑確保鏈路冗余。

3.2.2 存儲(chǔ)方案

從技術(shù)成熟度及安全性等各方面考慮，本項(xiàng)目存采用FCSAN的儲(chǔ)方式來(lái)進(jìn)行建設(shè)。同時(shí)本項(xiàng)目新購(gòu)兩臺(tái)SAN網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)新購(gòu)存儲(chǔ)與刀片服務(wù)器之間的接入。

3.2.3 業(yè)務(wù)平臺(tái)資源池網(wǎng)絡(luò)部署方案

業(yè)務(wù)平臺(tái)資源池網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡量扁平化。本項(xiàng)目采用二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資源池節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，分為核心匯聚層和業(yè)務(wù)接入層網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)接入層由接入交換機(jī)組成，向下連接各類(lèi)計(jì)算集群，將集群內(nèi)流量控制在接入層內(nèi)，向上與核心匯聚層交換機(jī)連接。核心匯聚層主要由核心交換機(jī)組成，防火墻等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備旁掛或串接核心交換機(jī)。核心匯聚層是流量轉(zhuǎn)發(fā)的核心，實(shí)現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)與資源池節(jié)點(diǎn)的流量轉(zhuǎn)發(fā)以及節(jié)點(diǎn)內(nèi)集群間的流量轉(zhuǎn)發(fā)。

3.2.4 網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)方案

本項(xiàng)目從“網(wǎng)絡(luò)隔離、攻擊防護(hù)”等多個(gè)安全角度考慮，積極為景電打造安全的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)。

3.2.5 云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

考慮到網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)及業(yè)務(wù)的安全性，本期需新購(gòu)兩臺(tái)物理防火墻，分別為主備模式，實(shí)現(xiàn)信息中心和運(yùn)營(yíng)商城域網(wǎng)絡(luò)的安全隔離，同時(shí)新增兩臺(tái)內(nèi)網(wǎng)交換機(jī)，分別為主備模式，實(shí)現(xiàn)信息中心業(yè)務(wù)服務(wù)器接入到互聯(lián)網(wǎng)，新增入侵防護(hù)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)業(yè)務(wù)之間的隔離，整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖3所示：

圖3 整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.2.6 業(yè)務(wù)建設(shè)方案

新建業(yè)務(wù)平臺(tái)采用通用X86軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并應(yīng)采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，具有很強(qiáng)的靈活性和擴(kuò)展性，在今后擴(kuò)展新功能時(shí)可迅速方便地實(shí)現(xiàn)，具有良好的適應(yīng)能力。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，業(yè)務(wù)平臺(tái)應(yīng)用軟件應(yīng)支持IPv6技術(shù)。

業(yè)務(wù)平臺(tái)各個(gè)功能模塊采用輕量化的設(shè)計(jì)，如采用虛擬化架構(gòu)，計(jì)算資源的需求不超過(guò)4核，內(nèi)存需求不超過(guò)16G。功能模塊之間應(yīng)減少耦合度，功能模塊與系統(tǒng)之間易移植。

4 云計(jì)算應(yīng)用展望

眾所周知，云計(jì)算本身就是一個(gè)強(qiáng)大的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)可以提供軟件服務(wù)、信息服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、平臺(tái)服務(wù)。它的多項(xiàng)功能對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件， 因此云計(jì)算技術(shù)的商業(yè)潛能是每個(gè)企業(yè)都看好的。企業(yè)可以運(yùn)用云計(jì)算的儲(chǔ)存系統(tǒng)為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供一個(gè)存儲(chǔ)個(gè)人或者企業(yè)重要數(shù)據(jù)的空間。

近些年TI行業(yè)已經(jīng)擴(kuò)大到每家每戶中，促使IT行業(yè)不斷改革創(chuàng)新。IT行業(yè)現(xiàn)在最流行的是云計(jì)算，是最有前景一個(gè)項(xiàng)目。各大微軟公司都推出了關(guān)于云計(jì)算實(shí)施的方案。云計(jì)算會(huì)同QQ、微信等一樣在人們的日常生活中會(huì)普遍應(yīng)用。

云計(jì)算作為未來(lái)信息化發(fā)展主要方向，其軟件的開(kāi)發(fā)是以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)的，以互聯(lián)網(wǎng)的各種需求為出發(fā)點(diǎn)創(chuàng)造出來(lái)的，輔助互聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)順暢進(jìn)行，為人們的生產(chǎn)生活和社會(huì)都將產(chǎn)生十分深遠(yuǎn)的影響。因此，云計(jì)算有很大的發(fā)展前景，將云計(jì)算有效的利用在各行個(gè)業(yè)中，不僅能過(guò)幫助儲(chǔ)存大量信息，還能將其有效管理。云計(jì)算這一重要課題是具有挑戰(zhàn)性和開(kāi)創(chuàng)性的，因此，我國(guó)對(duì)于云計(jì)算的發(fā)展都需要慎重決定。

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