政務網基于私有云平臺的應用

何 偉，張 靜

（中國聯合網絡通信有限公司南京市分公司，南京 210000）

1 云計算發展的背景及私有云定義

1.1 云計算發展的背景

近年來，隨著Ipv6技術的普及，物聯網的發展，用戶數據爆發式增長以及手機、PAD 等移動網絡終端的對網絡帶寬上、智能操作上要求更高，越來越多的可貼標簽、可聯網的物品進入互聯網，這意味著與移動、數據終端相關的IT 系統會承受更多的負載，對相關提供數據服務的行業、機構、企業來講，所應用的系統需處理的業務種類、業務數量大幅上升。由于原有機房在空間、動力等物理資源的有限性，直接導致數據中心的成本上升，這就面臨著如何有效地、更少地利用資源解決更多的問題。同時，隨著高速網絡連接的衍生，芯片和磁盤驅動器產品在功能增強的同時，成本也大幅度的得到了降低，擁有大量計算服務器的數據中心，也具備了快速為大量用戶處理復雜問題的能力。技術上，密集波分及分組傳送、分布式計算的日益成熟和應用，計算機網絡及大數據中心的發展以互聯網為載體把原本分散各處的軟硬件、信息、驅動資源連接成為一個規模龐大的整體，讓每個人、每個企業、機構都能夠便捷的從這個連接整體獲取大量可用資源，完成高質量的數據處理和運算。數據存儲的快速增長產生了以NAS，SAN為代表的高性能存儲技術。服務器整合需求的不斷升溫，推動了xen 等虛擬化技術的進步，還有Web3.0的實現、SaaS、PaaS 觀念的快速普及、多核技術的廣泛應用等，所有這些技術為產生更強大的計算能力和個性化服務提供了可能。

1.2 什么是私有云

私有云，顧名思義就是某一個企業或機構自己專用的云，這是一個只供自己企業或行業、機構內部使用的服務應用，該應用可以擴展到其分支部門或子公司，一般非內部人員不可以使用，比如有眾多子公司的集團性企業或有多個分支機構的政府和行業管理機構就特別適合于應用部署私有云。在部署時關鍵點是建立大型數據中心，將企業、行業或政務數據集中化，私有云也將成為這些機構、企業部署IT 系統的主流模式。私有云是上述單位在云計算時代演進的一個重要過程，在企事業單位中通過建立基礎架構即服務的私有云計算平臺實現基礎設施層面的“IT 即服務”。

2 私有云的優勢

（1）有效的控制數據采集、處理及其安全性

私有云的部署非常靈活，既可以部署在主機托管地點，也可以部署在用戶的數據機房內，還可以加載防火墻，每一個私有云都是為客戶量身定做單獨構建的，可以最有效的監控和管理相關數據處理的整個過程，保證服務質量。

（2）服務質量大幅度提升

我們在建設私有云時，一般都部署在防火墻的后面，保障了云計算不受Ddos 等各類攻擊，因此不管哪個層面的客戶訪問服務器時，系統的服務水平協議（SLA）應該會非常穩定，發生網絡風暴的概率極低。

（3）現有軟件及硬件設施利用率高

公有云為了保障針對legacy 的應用支持，大都采用了運行時結構不可變的靜態語言進行編寫，這些語言相互間的兼容耦合性較低，對公有云應用拓展有一定的局限性。而私有云在這方面就不存在語言支持的問題，比如通過微軟推出的MicrosoftAzure，能非常方便地構建基于.Net、JavaScript、PHP、Python 的私有云。而且一些兼容工具能夠利用客戶現有的軟、硬件資源來構建私有云，顯著降低了客戶的成本。

（4）對已有其他管理流程影響較小

現代企業和政府、學校等機構，已越來越多的采用了信息化管理流程來處理對內工作和對外業務，不僅與業務有關和IT 方面的流程非常繁多，且這些信息化流程重要性非常高，不能出現任何干擾和差錯，在這方面，公有云由于數據量極大，處理各方面、各環節來的信息，造成一定的沖擊風暴，而是部署在防火墻內的私有云，接收這種沖擊的概率大幅度減少。

（5）部署方式靈活

企業或政府、學校等機構客戶可以采用由運營商提供的基礎設施即服務或自己建設一部分基礎設施，還可以選用平臺即服務，使用適合自己的平臺軟、硬件，各種部署方式非常靈活。

3 政務網基于私有云案例分析

以華東地區某省會城市（以下簡稱某市）市民卡業務基于私有云平臺建設為案例，作為新型創新類項目，本項目提供的云計算設備能夠滿足目前業務使用的需求，還必須具備一定的先進性和發展潛力，使系統具有容量的擴充與升級換代的可能，以便該項目在盡可能的時間內與業務發展和信息技術進步相適應。具體拓撲圖如下：

3.1 私有云總體方案

某市名卡業務云平臺建設通過利用云計算技術，對市名卡業務系統的管理和服務職能進行精簡、優化、整合，并通過信息化手段為業務系統提供從服務器、存儲設備、交換設備、安全設備、防火墻等設備的統一管控。在私有云建設的過程中充分考慮計算虛擬化、網絡虛擬化、存儲以及安全策略問題從而實現統一的IaaS 平臺云服務模式，實現業務系統內部的信息共享、業務協同，避免重復建設，有效地降低成本、提升效率。

云數據拓撲圖

（1）某市名卡公司業務云建設包含云主機服務、安全服務和網絡服務三個部分。

（2）云主機部分采用國內先進的虛擬化軟件提供完善的計算虛擬化環境滿足各業務系統的運行需求。

（3）安全服務部分針對每個租戶提供獨立的虛擬防火墻，保障租戶的安全，網絡出口區域部署IPS、WAF、抗DDoS 等安全防護設備對所有南北向流量進行深度防御，同時通過數據庫審計、堡壘機、漏洞掃描等工具進一步保障整個系統的安全。

（4）網絡部分分為云內網絡建設和出口網絡建設兩個部分：

一是云內網絡建設通過網絡鏈路虛擬化技術Overlay 來支撐云和虛擬化的建設要求，并實現更大規模的多租戶能力。

二是出口網絡建設提供100M 公網帶寬和20M 混合云專線，滿足業務云平臺的運行要求。

（5）本期業務云建設整合優勢資源，借助國內知名品牌服務器、網絡、安全等產品優勢，在云運營、云運維、云安全等方面的成熟技術手段，結合互聯網資源方面的線路優勢、機房硬件條件等方面的優勢資源，為某市市名卡公司業務云系統實現整體的平臺落地，并提供業務云平臺整體運維響應服務。

3.2 云平臺方案

云數據中心內的物理網絡資源（核心交換機、接入交換機等），以及通過主機虛擬化軟件的OVS 均可以提供SDN、VxLAN 功能，組成虛擬網絡資源池。不同租戶可通過基于Openstack 的云平臺來調度云數據中心內的網絡資源池、計算資源池、存儲資源池以及安全資源池的資源，組成自己的虛擬網絡（VPC）。VPC 內的安全防控，通過使用ServiceChain 的方式調用安全資源池的虛擬化安全組件（NFV）來實現，為不同用戶提供2 ～7層的安全隔離。VPC 網絡的部署設計。云系統通過接入互聯網專線可實現內部流量調度。

3.3 云主機方案

云主機服務器是云計算平臺的核心，其承擔著云計算平臺的“計算”功能。我們一般采用多套相同或結構類似的服務器組成服務器陣列資源池。再用類似SDN（軟件定義網絡）技術，用虛擬化軟件使得上述資源能以一種云主機的方式可以被不同的客戶使用，也可以實現各種不同的應用。在x86系列的服務器上，其主要是以云主機的形式存在。后續的方案描述中，都以云主機進行描述，如下為虛擬化軟件的構成。

3.4 數據庫方案

系統管理員提前對數據庫系統和模板進行安裝和調測，并將物理機加入物理資源池管理，配置集群和相應參數。租賃用戶通過門戶填寫數據庫請求，提交數據庫類型、處理器核心數、內存容量、連接數、網段地址、字符集等數據參數，由用戶系統管理員對審核申請審批通過；系統下發用戶的數據參數；DBaaS 平臺根據用戶請求在物理機資源池中挑選一臺最合適的服務器，并在其上自動創建所需的數據庫實例；DBaaS 平臺將數據庫信息及賬號發送給租賃用戶，相關租戶使用數據庫云數據庫的交付流程如圖所示：

4 結束語

中國的私有云市場一直處于在快速增長的進程中。各種新技術、新應用、新場景、新架構成為私有云平臺建設市場保持快速持續增長的助推器。全棧云解決方案、云集成商以及混合IT 環境的管理和布局將是未來發展的熱點。私有云有著龐大的生態系統。政府機關、高校、企業需要在發展自身技術和服務能力的同時，積極拓展生態系統，才能在激烈的競爭中立于不敗之地。