基于服務器虛擬化的政務云平臺設計

朱召學 謝釗 陳濤

電子政務已經成為我國經濟和社會發展的重要推動力量，發展電子政務漸漸的成為了各地政府提升社會化服務的手段。本文在分析了虛擬化、云計算各自的特點基礎上，提出了一套基于服務器虛擬化技術的云計算解決方案，并從方案的技術可行性和具體的部署實施角度進行了詳細的闡述。

【關鍵詞】虛擬化；云計算；政務云

1 引言

近年來，政務云是云計算應用的一個重點領域，在云計算基礎下的電子政務，能夠推動和加強信息資源整合、促進政務資源共享、降低信息化建設成本。國內許多地方政府都在積極開展政務云應用項目建設，創新電子政務發展模式。2013年2月，工業和信息化部印發了《基于云計算的電子政務公共平臺頂層設計指南》。立足于該指南，在新的信息技術當中，發揮了巨大的作用。電子政務的發展潛力，應用和推廣電子政務服務的能力和水平，開展云計算平臺的公共平臺的設計。

2 技術概述

虛擬化是一個比較通用的術語，指的是在虛擬的基礎上計算組件，而不是在現實的基礎上運行，是一種簡化的管理，優化資源的解決方案。更抽象的，即一組類似的資源，提供一個通用的接口集的抽象，從而隱藏的屬性和操作之間的差異，并允許一種常見的方式來查看和維護資源。這個有限的固定資源，根據不同的需求，重新規劃，以實現最大限度地利用思想，在它的領域被稱為虛擬化技術。其特點如下：（1）降低能耗、節約成本和空間；（2）提高可用性和穩定性；（3）提高基礎架構的利用率。

云計算 （Cloud Computing）是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯網來提供動態易擴展且經常是虛擬化的資源。具有如下特點：①規模大、計算能力強大；②容災能力；③通用性、高可靠性；④高可擴展性；⑤按需服務、價格廉價⑥潛在的危險性

3 項目概述

項目必須在所有層面的云計算應用平臺優勢的指導方針，積極推進電子政務，提高資源利用效率，以減少他們的基礎設施重復投入建設，增加新的技術和系統的可靠性，在云的支持下建立完全虛擬的信息島嶼；在現有的基礎和平臺下，擴大政府在電子政務建設中的影響，提高地區和部門的公共服務能力，從而促進各個部門與單位間的信息共享。

4 政務網云平臺設計原則

4.1 總體設計原則

（1）綜合考慮計算資源、存儲資源、網絡資源、信息資源、應用支持和信息安全等因素，建立了一個通用、安全、靈活的政府部門，對各政府部門進行了廣泛的訪問和使用；

（2）優化配置現有機房、統一數據庫管理軟件、操作系統、中間件和開發工具應用支持軟件，構建軟件應用支持服務；統一應用、應用組件開發、構建服務應用；

（3）構建一個集中、實時、高效的信息資源目錄和交換共享系統；

（4）統一信息安全基礎設施、技術措施和管理制度的設計，確保電子政務公眾平臺的安全可靠運行。

4.2 系統的靈活性和合理性

由于充分考慮，項目數據中心的增長和不可預測，所以該平臺可以配置服務器和存儲設備具有高度的擴展。隨著節點擴展能力的集群企業集群結構，當單個節點的性能擴展到一定限度時，可以擴展到集群中的節點數量，其優點是可以保護用戶的投資。提高整個系統的性能遠遠大于單個節點的性能。當節點擴展時，不需要對應用軟件進行任何更改。具有先進技術和高性能存儲設備。存儲設備通過高速光纖通道與主機相連，支持高速接入，構建存儲系統。系統可用性和可維護性。

為了提高系統的性能，保證系統的靈活性，保證系統的可靠性和數據的安全性。為此，使用各種先進可靠的軟硬件技術，除了產品本身的質量外，還提供了進一步的安全性：采用高可靠性集群技術，保證系統的連續運行。為保證系統的安全性和可靠性，通過使用鏡像技術對系統的操作系統、系統引導區和系統軟件進行設計。采用先進的備份策略，保證數據的備份和恢復，并實現對數據的實時和離線的恢復或查詢。為用戶提供友好的管理，使系統的管理和維護工作簡單，易于操作，降低系統維護成本，充分利用系統資源。

5 組網方案說明

方案組網涵蓋服務器、存儲、網絡、負載均衡等組件。

5.1 技術指標和技術要求

5.1.1 云計算負載均衡

在云計算資源邊界部署兩臺可池化的負載均衡設備，采用Active/Active冗余模式部署，并采用多臺虛擬機并發工作狀態。通過對同一應用系統多臺虛擬機提供虛地址服務，使核心交換機進來的數據流可以使用唯一地址訪問多個應用系統資源；同時云計算負載均衡可檢測同一應用系統多臺虛擬機的健康狀態，工作負荷度，在服務器異常或流量不平衡時自動發現和優化。

5.1.2 云計算數據中心交換機

云計算資源中心交換機采用兩臺可池化高端交換機，兩臺交換機之間通過N：1虛擬化技術將兩臺設備虛擬成一臺設備，同時和眾多云機柜交換機之間通過眾向虛擬化技術，將整個云技術資源中心交換設備虛擬成一臺邏輯設備；簡化生成樹協議的部署，實現云數據中心內的大二層網絡互通，為云主機的自動化遷移與調度提供環境支撐。通過1：N虛擬化功能將中心邏輯交換機虛擬成兩臺虛擬化交換機，分別提供給“智慧政務資源共享服務區”和“企業資源共享和數據交換平臺”兩個區域使用。

5.1.3 云機柜交換機

配置4臺云機柜交換機（“智慧政務資源共享服務區”和“企業資源共享和數據交換平臺區”各兩臺）；云機柜交換機主要用于提供計算資源的高速接入，通過縱向虛擬化技術，每臺云機柜交換機虛擬化成云計算中心交換機邏輯板卡來使用，使設備的日常管理、故障替換變的非常簡單。

6 總結

目前的云計算架構的解決方案是建立在虛擬化的物理服務器基礎之上，本文通過了解和探究虛擬化的定義、特點來進一步了解云計算架構的工作的底層技術環境和實現的必要條件。同時，對云計算架構解決方案的思路總體了解，更加清晰的了解云計算的工作模式和實現的過程。本文提出基于服務器虛擬化的政務云平臺的設計方案，但是項目的具體實施和設備選型方面將是后期研究的重點。

參考文獻

[1]吳彥華.基于云計算的電子政務應用研究[D].北京：首都經濟貿易大學，2014.

[2]黃凱，毛偉杰，顧駿杰.云計算與虛擬化技術叢書：OpenStack實戰指南[M].北京：機械工業出版社，2014.

[3]李瑤.云計算的核心原動力：虛擬化技術[J].電子技術與軟件工程，2015（01）.

作者簡介

朱召學，現為南京郵電大學通達學院2013級電子科學與技術專業學生。

謝釗，現為南京郵電大學通達學院2013級信息管理與信息系統專業學生。

陳濤，現為南京郵電大學通達學院2014級光電信息科學與工程學生。

作者單位

南京郵電大學通達學院 江蘇省揚州市 225217