一體化資源云管理平臺的建設思路

陳曉健

摘要

信息技術的發展日新月異，移動互聯網技術也日趨成熟。智能電網建設工作如火如荼，利用先進的信息技術來更加有效的助力業務發展已經成為行業共識。本文提出的一體化資源云管理平臺旨在借助最新的云計算、虛擬化和自動化調度技術最大程度上提升電力信息系統運維效率，更好的支撐業務的發展。

【關鍵詞】云計算 資源調度 資源管理平臺

1 前言

為適應時代的發展及業務數據處理能力的提升，各種高新技術不斷到被引入到電網信息化建設的各個環節，以支撐電網信息中心各個核心業務系統的安全穩定運行。隨著云計算、虛擬化等技術的逐步推廣應用，傳統運維的IT架構和服務管理方式產生了巨大變化。借助新技術，通過快捷的計算資源和存儲資源供給，安全可靠的網絡訪問，才能更好的支持電網業務不斷向前發展。

2 現狀分析

目前電力企業信息系統的建設已經頗具規模，各類支撐信息系統的IT基礎設施的種類、數量快速增長；信息系統的業務應用范圍、用戶數量、信息系統數據量等也在迅速擴大。隨著電力企業信息系統的建設步伐越來越快，如何利用有限的資源，高效的開展運維工作，將是信息部門需要面對的巨大挑戰。

3 需求分析

電力企業的業務系統眾多，架構復雜，運維難度大。業務系統的安全穩定運行關系國計民生，需要信息系統提供有力支撐。因此電力企業迫切需要借鑒先進行業經驗，以應用系統為核心，提供跨平臺支持能力；自動發現和納管IDC各類軟硬件資源，并根據業務發展需要靈活調配資源；通過自服務界面改變資源供給方式，采用自動化部署技術提升各種IT組件的部署和統籌管理能力。

3.1 服務器自動化部署

（1）支持主流操作系統平臺的自動化管理（Windows/UNIX/Linux）。

（2）兼容多種虛擬化技術，統一納管各類主流虛擬化平臺。

（3）支持資源自動化發現與代理程序Agent自動安裝支持無代理模式的資產掃描。。

（4）支持資源管理靜態分組，或者基于查詢的動態分組。

（5）支持手動添加資產信息和關聯性管理。

（6）能夠提供豐富的的報表模版，同時提供便捷的報表自定義和導出功能。

3.2 應用的自動化部署

（1）支持軟件分發、部署，補丁管理，合規檢查以及常用的自動化管理操作。

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

（3）提供自動化部署流程實現軟件的安裝、卸載、啟動和停止等操作，提供工作流編輯工具，靈活的實現應用軟件部署工作流的更新和編輯。

（4）層次化數據傳輸結構，在文件服務器和發布終端之間部署管理庫，進行軟件包存儲轉發和資源控制，實現數據包快速傳輸和動態交付。

3.3 自動化服務管理

（1）支持資源申請預定。在資源實際投入使用前，資源以瘦供給的方式給出，不占用平臺的實際資源，有效提供資源利用率。

（2）支持資源全生命周期管理，及時回收資源。資源使用期限之前，系統提前一個星期通知系統管理員續期資源。如果續期，則更新系統資源使用記錄。如果沒有及時辦理資源續期，系統資源默認會被管理平臺作自動歸檔處理，相關業務關停；但等待90天后相關虛擬服務器和數據才會被徹底刪除，以便審計或回溯使用；在此期間原用戶可重新續約資源。

（3）提供軟件介質和鏡像模版管理。在虛擬化管理環境中，用戶所申請的服務（基礎架構服務、平臺服務、軟件服務）需要符合電網企業的標準化要求，例如軟件版本和操作系統鏡像。通過標準的介質和鏡像供給，保障平臺的標準化水平，有利于提升平臺穩定性。

（4）提供客戶自服務菜單以及標準化的服務目錄。服務目錄是資源管理平臺可供給資源的集中展現。通過將計算資源標準化，以服務形式提供，以標準套餐的方式展現，降低平臺的使用門檻，提升用戶體驗。兼容平臺各類業界通用的虛擬化標準，包括KVM，Xen，VMWware，PowerVM等。

一體化資源云管理平臺支持高可用性，以保證管理平臺的連續穩定運行，在管理平臺的某些設備故障時，保證管理平臺的服務不中斷。

4 建設思路

—體化資源云管理平臺的建設，采用分布式、可擴展的技術架構，開源技術和商業產品并重，x86和UNIX兼容并包。有機結合各種軟硬件資源，創建一個穩定、高效、安全的一體化服務平臺。平臺架構如圖1所示。

從基礎架構硬件管理層面，一體化資源云管理平臺可以分為服務器、存儲、網絡等三部分。根據處理器架構的不同，分為標準機架式X86服務器和非開放平臺的UNIX小型機等。存儲資源包括主流的EMC和IBM磁盤陣列，以及少量的虛擬化存儲資源。

在軟件及應用管理方面，首先需要針對基礎架構的各種虛擬化管理模塊（如VMware、Hyper-V）、監控模塊、配置管理模塊、備份/恢復軟件等，通過工作流處理引擎驅動。另外還需要安全套件滿足電網安全合規管理要求。各個軟硬件產品的關系如圖2所示。

4.1 服務器資源池的搭建

服務器計算資源作為整個資源云管理平臺的基礎，借助業界主流的虛擬化技術進行資源整合。對于納入平臺管理的x86服務器，一般將型號和配置相近的服務器綁定為一個或多個相對統一的資源池，即所謂的計算資源池；技術層面一般采用VMWare、kvm或Hyper-v等虛擬化套件具體實現。而對于高配的UNIX服務器，單機性能強焊，RSA特性出眾，往往可以作為一個獨立的UNIX資源池進行管理；業界一般采用IBM PowerVM或hp vse技術實現。計算資源池化后，再按照不同的業務和用戶需求優先級，以虛擬服務器VM的方式供給，用以支撐不同級別的業務應用；例如一般普通的應用服務器采用x86資源池，負載較低，部署快速；而數據庫服務器對性能和穩定性要求較高，一般建議使用IBM PowerVM技術的高端計算資源池，即兼顧性能和又保持一定的靈活性。

規劃計算資源池首先需要評估資源池的規模，評估納管的計算資源總體情況，梳理各類服務器的配置，確定分類分級，定制資源池建設策略。資源歸類的依據一般可以參考計算機的出廠年限，中央處理器架構、核心數量、工作頻率、內存資源、機房物理位置等來綜合考量。為保障故障時的高可用切換，對虛擬資源池管理平臺而言，屬于同一個資源池的不同服務器，可視為一組可互相替代的計算資源，以便減少資源浪費，同時確保故障時計算資源的切換平滑。最理想的情況是新購一批同一型號配置的新服務器組建成核心計算資源池，而企業現有的配置參差不齊的服務器可以利舊使用，組合為測試資源池，物盡其用，更好的滿足不同使用用途。

計算資源池的規模并非越大越好。一方面是機房限制，如果所有資源池中的服務器放在同一個機房，出現UPS或空調之類的動環故障時容易影響整個平臺的可用性。如果單個資源池太小，無法提升資源的利用率；如果單個資源池的規模越大，可以為平臺提供更大的靈活性和容錯性，同時要求更高的運維水平支撐。

對于重要級別較低的應用，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系統更高的可用性。對于重要應用，例如營銷系統、人力資源系統等高級別的核心系統則盡可能地放在獨立的新建資源池內，搭配高端的磁盤陣列設備，并配備專家工程師和值守人員。

4.2 以太網組網

計算資源池計算資源密集，網絡流量集中，對內和對外的通信壓力比普通服務器更大。網絡作為基礎通信設施，在進行組網規劃時，主要考慮其連通性、隔離性、安全性、服務質量（QoS）等，保證整個一體化資源云管理平臺的穩定運行。

為了提高系統抗風險能力，網絡安全方面的考量必不可少。資源平臺中的服務器和業務眾多，通過網絡隔離，確保非必要的網絡通信相互隔離，網絡通信不可達，確保網絡安全。

網絡連通是最基本的要求，將有需要進行互相通信的組件一比如平臺和服務器之間、服務器與服務器之間，以及服務器與互聯網等控制節點、用戶客戶端等的網絡連通。隨著千兆乃至萬兆網絡普及，資源集中帶來的網絡帶寬壓力有所減緩。

QoS網絡服務質量則需要考慮每一個業務應用的重要程度，確定其優先級，確定業務對網絡帶寬的要求和實際產生的數據通信密度，根據實際情況合理規劃，靈活調整。最大程度上用有限的資源錯峰使用網絡帶寬，確保重要業務應用或者系統作業的網絡需求優先得到滿足。

通過不同的VLAN，可以簡單快速的實現所期望的網絡聯通和隔離。在研究確定了不同業務應用和系統作業的網絡特性和優先級后，為高級別的應用或者高數據通信密度的應用或作業劃分到專用的獨立VLAN上或者物理交換機上，以保證網絡服務質量，并降低對其他業務應用和作業的影響。

4.3 存儲資源池的搭建

不同的磁盤陣列性能容量差異很大。先確定業務應用重要程度、繁忙程度，對存儲性能和可靠性的要求。對于核心應用系統，原則上必須分配使用高端存儲資源池，采用高端磁盤陣列，兼顧性能和安全。而對于測試系統、網盤系統或邊緣應用系統，對容量和靈活性要求較高，對存儲性能要求較低，則應該考慮為其優先分配主機內置磁盤空間，采用SATA近在線磁盤，或采用利舊存儲虛擬化方案。

數據無價，對于核心業務應用特別需要考慮存儲級別的備份，以及節點故障時的數據冗余，確保數據安全性。關鍵應用生產系統配備高性能的SAN存儲。采用成熟的IBMPPRC或EMCSRDF存儲復制技術實現雙存儲復制實時同步，防止存儲系統成為單點故障，如圖3所示。

4.4 自動化流程處理引擎

一體化資源云管理平臺的各個功能組件相對獨立工作，但如果要完成連續性業務操作，可能需要切換不同的模塊，過程冗長繁瑣，效率低下容易犯錯，所以自動化流程處理引擎的驅動能力必不可少。通過接口調用，將各個功能模塊整合在一起，將一系列原子操作整合成完整的業務動作，統一展現給平臺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 結束語

綜上所述，建立與電網公司信息化發展相適應的云計算資源管理體系，打造一體化資源云管理平臺，必將有效提高IT資源的運行維護效率，實現IT資源的快速交付，敏捷響應各種業務需求，保障業務系統安全穩定運行，從整體上提高電力企業的IT服務交付能力和管理水平。

參考文獻

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