摘 要：鐵路信息化建設已經(jīng)成為推動鐵路快速發(fā)展的關鍵力量，青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心建設包括存儲虛擬化、服務器虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化以的建設。在盡量不對上線業(yè)務造成影響的情況下，將搭載在物理服務器或部分虛擬化服務器上的業(yè)務整合到一個統(tǒng)一的大虛擬化計算資源池中。

關鍵詞：數(shù)據(jù)中心；服務器虛擬化；存儲虛擬化；網(wǎng)絡虛擬化

1 引言

鐵路發(fā)展到現(xiàn)在，信息化建設已經(jīng)成為推動鐵路快速發(fā)展的關鍵力量，不論是12306互聯(lián)網(wǎng)售票系統(tǒng)、貨運系統(tǒng)、還是最先進的CTC信號控制系統(tǒng)，都離不開信息技術的支持，但傳統(tǒng)鐵路信息化主要局限于單個部門或某個應用，這種方式在帶來便于故障隔離，風險分散優(yōu)點的同時，也造成了鐵路信息化的“豎井”效應，不同應用系統(tǒng)之間IT資源和數(shù)據(jù)資源都難以共享，造成了巨大浪費，無法發(fā)揮各應用系統(tǒng)整合的優(yōu)勢，并且給系統(tǒng)維護帶來很大困難。正是意識到這個問題的嚴重性，原鐵道部在2012年發(fā)布了《鐵辦〔2012〕101號》鐵路信息化指導文件，提出了建設鐵道部、鐵路局兩級數(shù)據(jù)中心，以及共享IT資源池的理念：“建立鐵路計算機硬件資源共享機制。原則上，新建信息系統(tǒng)所需主處理設備和運行環(huán)境統(tǒng)一配置，不再隨具體系統(tǒng)單獨建設，實現(xiàn)硬件資源的共享共用。”

2 目前青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心建設面臨的挑戰(zhàn)

青藏鐵路公司虛擬化數(shù)據(jù)中心的建設依然面臨諸多挑戰(zhàn)，首先就是現(xiàn)有的服務器、存儲、網(wǎng)絡等IT資源的所有權還是分屬于電務、信息、客票等不同部門，在保障少數(shù)關鍵應用信息安全的基礎上，整合這些分散的IT資源，就需要有明確的制度和組織流程去保障。

其次就是在各個應用系統(tǒng)內部，也面臨整合的困難，青藏鐵路公司IT系統(tǒng)為保證信息安全，采用以防火墻為核心的組網(wǎng)架構，并且還通過劃分為外網(wǎng)、內網(wǎng)、安全生產網(wǎng)的三級隔離措施，確保關鍵信息不被非法訪問，但這也帶來了單應用系統(tǒng)內部服務器、存儲資源被割裂部署的情況，無法發(fā)揮IT資源的整合優(yōu)勢。

基于以上分析，本文的技術探討重點將以如何在青藏鐵路公司單應用系統(tǒng)內部建設數(shù)據(jù)中心為主，主要是除信號系統(tǒng)、客票系統(tǒng)、公安系統(tǒng)之外包含TMIS、OA、車輛信息等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心的整合，這涉及到如何去優(yōu)化網(wǎng)絡架構，選擇合適的服務器和網(wǎng)絡虛擬化技術等。

3 青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心建設的設計思路

完整青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心涉及服務器計算資源、信息存儲資源、網(wǎng)絡傳輸資源三大部分，我們將從這三個部分分別探討青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心建設的相關技術。

3.1 服務器虛擬化技術分析

青藏鐵路公司信息系統(tǒng)主機包括小型機、微機服務器兩種，在目前的技術條件下，小型機和微機服務器的虛擬化是不同的，小型機只能在單臺機器上完成資源的聚合和分拆。而微機服務器（包含刀片式服務器和機架式服務器）在虛擬化方面比較成熟。按照鐵路現(xiàn)有規(guī)定，只要涉及到行車和資金安全的系統(tǒng)都必須專網(wǎng)專用，這包括TDCS/CTC信號系統(tǒng)、TRS客票系統(tǒng)和公安網(wǎng)，但除此以外的TMIS貨運、OA辦公、車號識別、紅外軸溫、電力遠動、水電監(jiān)控、信號微機監(jiān)測、醫(yī)療保險等業(yè)務均可以共享單一網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)中心；在青藏鐵路公司正在實施的綜合IP網(wǎng)中，通過新建高性能的IP骨干網(wǎng)，已經(jīng)實現(xiàn)了多業(yè)務系統(tǒng)在網(wǎng)絡層面的統(tǒng)一承載，為的數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一建設奠定了基礎。

基于以上分析，青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心建設在既有小型機能滿足性能要的情況下，可繼續(xù)將小型機作為應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務器使用，不參與虛擬化整合，除去少量與服務器硬件相綁定的應用，剩余的X86服務器（包含刀片服務器和機架式服務器）都可以參與虛擬化資源池的建設。

3.2 存儲虛擬化技術分析

服務器整合，虛擬機的遷移離不開共享存儲的支持，存儲虛擬化技術已經(jīng)相對比較成熟，目前青藏鐵路公司共享存儲技術以IP SAN、FC SAN為主。不論是IP SAN，還是FC SAN技術，還是歸類于集中存儲，它總有一個最大并發(fā)訪問上限，一旦并發(fā)訪問量變大，集中存儲的IOPS瓶頸問題就會越來越明顯，而分散式存儲則是通過將原本集中存儲的數(shù)據(jù)分散存儲到海量低成本服務器的內置硬盤中，通過2比1甚至5比1 的冗余數(shù)據(jù)備份，保障數(shù)據(jù)的安全性，即使壞掉多塊硬盤或者多個服務器節(jié)點，數(shù)據(jù)依然可以快速恢復和讀取，相比傳統(tǒng)存儲的RAID 5技術，分散式存儲的恢復時間可縮短到30分鐘以內。所以分散式存儲有著明顯的優(yōu)勢。

3.3 網(wǎng)絡虛擬化技術分析

傳統(tǒng)網(wǎng)絡虛擬化技術包括：VLAN、MPLS VPN等，可以實現(xiàn)在同一套物理網(wǎng)絡上虛擬隔離出多個網(wǎng)絡為不同應用系統(tǒng)提供傳輸服務，但這都只是面對的是固定網(wǎng)絡應用環(huán)境，一旦網(wǎng)絡規(guī)劃調整完成，服務器部署位置，終端接入位置，互聯(lián)網(wǎng)絡拓撲結構就不會再改變。但應用到虛擬化數(shù)據(jù)中心環(huán)境，這一切都發(fā)生了變化，數(shù)據(jù)中心內部的虛擬機遷移需要網(wǎng)絡策略做相應的動態(tài)跟隨改變，網(wǎng)絡要變的更加智能化。

目前青藏鐵路公司信息系統(tǒng)大量使用防火墻產品做安全隔離，并且采用專用的安全網(wǎng)關作為外網(wǎng)、內網(wǎng)、安全生產網(wǎng)的隔離設備，這使得一個應用系統(tǒng)的幾十臺服務器首先被分隔到內網(wǎng)、外網(wǎng)或生成網(wǎng)不同安全級別的網(wǎng)絡中，在每級網(wǎng)絡內部還可能存在多個防火墻，最終這些服務器還會被防火墻的不同分區(qū)再次隔離，這種網(wǎng)絡架構不改變，鐵路數(shù)據(jù)中心的建設和虛擬化將無法持續(xù)下去。但是青藏鐵路公司的很多應用系統(tǒng)都是為行車安全，運營保障做配套服務的，這些系統(tǒng)的安全級別肯定是不能因為數(shù)據(jù)中心的建設而被降低，因此本文的方案是保留外網(wǎng)、內網(wǎng)、安全生產網(wǎng)的縱深安全防護體系不變，但在每級安全區(qū)域內做網(wǎng)絡架構的優(yōu)化，減少防火墻的使用數(shù)量，采用交換機堆疊的新技術搭建大二層網(wǎng)絡交互環(huán)境，為服務器整合，虛擬機遷移做好準備。

4 青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心建設方案總結與展望

青藏鐵路公司數(shù)據(jù)中心建設雖然面臨組織架構、IT架構的諸多限制，但建成后的數(shù)據(jù)中心所能帶來的突出優(yōu)勢還是成為鐵路服務的一種優(yōu)勢，在滿足現(xiàn)有信息安全要求的基礎上，可通過高性能防火墻集中部署的方式，盡量實現(xiàn)服務器的集中整合，為虛擬化應用奠定基礎。

雖然鐵路數(shù)據(jù)中心建設還處于初始階段，但已經(jīng)體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，隨著未來云數(shù)據(jù)中心的建設完成，這將極大的發(fā)揮既有的IT軟硬件資源和大數(shù)據(jù)的潛能，為推進鐵路快速發(fā)展注入強大動能。

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