劉思璋

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 白銀 730401）

云計算技術(shù)在景電通信改造項目中的應(yīng)用

劉思璋

（甘肅省景泰川電力提灌管理局，甘肅 白銀 730401）

首先對云計算的思想，工作原理和關(guān)鍵技術(shù)進行了闡述，進一步結(jié)合云計算技術(shù)在景電通信改造項目中的應(yīng)用實例，詳實的介紹了云數(shù)據(jù)中心、云平臺的建設(shè)與云業(yè)務(wù)應(yīng)用，論證了云計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。

云計算；虛擬化技術(shù)；IT系統(tǒng)

1 云計算的概述

1.1 云計算的基本概念和特點

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

1.2 云計算服務(wù)層次

典型的云計算分為3個基本層次：基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層、應(yīng)用層，每一層都可以單獨為用戶提供服務(wù)，進而出現(xiàn)了三種不同的云服務(wù)類型：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS），根據(jù)所提供服務(wù)的類型劃分層次的云計算，其層次足可以完全分開的。也就意味著層次中的某一層可以不依賴于其他層單獨完成相應(yīng)的用戶請求。圖1所示的是云計算的服務(wù)層次及相應(yīng)的服務(wù)。

圖1 云計算的服務(wù)層次劃分

1.3 云計算技術(shù)層次

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

2 云計算核心技術(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邏輯表示?；ヂ?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。云計算在虛擬服務(wù)器的基礎(chǔ)上對于互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)進行分布式計算。運算計具有一個強大的儲存系統(tǒng)，就是將數(shù)據(jù)進行壓縮，讓真實的數(shù)據(jù)虛擬化，加大整個系統(tǒng)的儲存量。云計算的虛擬化技術(shù)是將云計算運用到互聯(lián)網(wǎng)中的一個重要因素，因為云計算把物理服務(wù)器虛擬化加大了整個互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的運行

2.2 云存儲技術(shù)

云計算海量數(shù)據(jù)存儲采用的是分布式存儲，用冗余存儲的方式來確保數(shù)據(jù)存儲的可靠性，利用分布式的數(shù)據(jù)存儲技術(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，實現(xiàn)數(shù)字資源最佳整合，滿足了用戶對數(shù)據(jù)的多方操作，實現(xiàn)資源共享。云計算的存儲提高了信息資源的更新速度，加大了用戶對海量數(shù)據(jù)的搜索，使得云計算存儲系統(tǒng)得以擴展。在數(shù)據(jù)存儲技術(shù)到達高吞吐和高傳輸率的特點下，可以確保了數(shù)據(jù)存儲的可靠性和安全性，在云端其他服務(wù)器癱瘓也不會致使數(shù)據(jù)系統(tǒng)崩潰。

2.3 資源管理技術(shù)

云計算系統(tǒng)實施的關(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)度機制、云存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)的更新，對于企業(yè)管理數(shù)據(jù)有很大的幫助。云計算有一個巨大優(yōu)勢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)需要存儲大量的數(shù)據(jù)供用戶使用，然而大量數(shù)據(jù)的儲存會降低互聯(lián)網(wǎng)運行的速度更甚至使互聯(lián)網(wǎng)癱瘓。用云計算來儲存大量數(shù)據(jù)同時還不影響數(shù)據(jù)的正常使用。云云計算的網(wǎng)絡(luò)計算和并行處理功能還可以將數(shù)據(jù)進行有效管理，防止了大量數(shù)據(jù)混亂情況的發(fā)生。云計算的管理技術(shù)是軟件企業(yè)特別看好的一點，有效地整合數(shù)據(jù)，便于用戶的使用。另外，云計算的緩存系統(tǒng)可將用戶使用過的數(shù)據(jù)進行儲存，不會丟失用戶的任何資料。云計算的儲存系統(tǒng)的在對數(shù)據(jù)管理的同時及時更新客戶端、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行速度。

3 云計算技術(shù)在景電通信改造項目中的應(yīng)用

以云計算技術(shù)在景電通信改造項目中的應(yīng)用為例，云計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)有的各個系統(tǒng)服務(wù)器進行集中管理，保證業(yè)務(wù)的高

可靠性運行。

2）云平臺主要采用虛擬化技術(shù)，虛擬化是數(shù)據(jù)中心的核心機制，數(shù)據(jù)中心進行虛擬化后，支持虛擬機熱遷移，虛擬機HA功能，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性。動態(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。通過使用交換機堆疊技術(shù)，保證物理服務(wù)器對外與匯聚層交換設(shè)備和對內(nèi)虛擬網(wǎng)絡(luò)層連接的冗余。虛擬網(wǎng)絡(luò)層通過采用多網(wǎng)卡綁定等技術(shù)避免單個網(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

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

圖2 數(shù)據(jù)中心拓撲圖

1）云數(shù)據(jù)中心采用5臺四路刀片服務(wù)器，通過專業(yè)的虛擬化軟件對服務(wù)器完成虛擬化部署，形成完整的計算資源池，統(tǒng)一對上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供計算資源。

2）云數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和存儲之間的數(shù)據(jù)交換考慮使用光纖交換機，組成FC-SAN存儲區(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，刀片、高性能服務(wù)器組合應(yīng)用，構(gòu)建虛擬化高可用計算平臺；建設(shè)高帶寬、低時延的冗余網(wǎng)絡(luò)；采用成熟的存儲技術(shù)；提供可靠備份服務(wù)；搭建統(tǒng)一的管理平臺，實現(xiàn)對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SAN網(wǎng)絡(luò)：用于承載至磁盤陣列的數(shù)據(jù)訪問；

業(yè)務(wù)LAN網(wǎng)絡(luò)：用于承載虛擬機業(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）方式進行組網(wǎng)，業(yè)務(wù)、管理平面通過兩網(wǎng)卡聚合確保鏈路冗余，存儲平面通過多路徑確保鏈路冗余。

3.2.2 存儲方案

從技術(shù)成熟度及安全性等各方面考慮，本項目存采用FCSAN的儲方式來進行建設(shè)。同時本項目新購兩臺SAN網(wǎng)絡(luò)交換機，實現(xiàn)新購存儲與刀片服務(wù)器之間的接入。

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

業(yè)務(wù)平臺資源池網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡量扁平化。本項目采用二層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計資源池節(jié)點網(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組成，向下連接各類計算集群，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連接。核心匯聚層主要由核心交換機組成，防火墻等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備旁掛或串接核心交換機。核心匯聚層是流量轉(zhuǎn)發(fā)的核心，實現(xiàn)外部網(wǎng)絡(luò)與資源池節(jié)點的流量轉(zhuǎn)發(fā)以及節(jié)點內(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

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

3.2.5 云平臺網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

考慮到網(wǎng)絡(luò)容災及業(yè)務(wù)的安全性，本期需新購兩臺物理防火墻，分別為主備模式，實現(xiàn)信息中心和運營商城域網(wǎng)絡(luò)的安全隔離，同時新增兩臺內(nèi)網(wǎng)交換機，分別為主備模式，實現(xiàn)信息中心業(yè)務(wù)服務(wù)器接入到互聯(lián)網(wǎng)，新增入侵防護設(shè)備來實現(xiàn)各個業(yè)務(wù)之間的隔離，整體網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如圖3所示：

圖3 整體網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

3.2.6 業(yè)務(wù)建設(shè)方案

新建業(yè)務(wù)平臺采用通用X86軟件開發(fā)平臺進行開發(fā)，并應(yīng)采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，具有很強的靈活性和擴展性，在今后擴展新功能時可迅速方便地實現(xiàn)，具有良好的適應(yīng)能力。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)演進，業(yè)務(wù)平臺應(yīng)用軟件應(yīng)支持IPv6技術(shù)。

業(yè)務(wù)平臺各個功能模塊采用輕量化的設(shè)計，如采用虛擬化架構(gòu)，計算資源的需求不超過4核，內(nèi)存需求不超過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 云計算應(yīng)用展望

眾所周知，云計算本身就是一個強大的云存儲系統(tǒng)，通過這個系統(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)、平臺服務(wù)。它的多項功能對于互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件， 因此云計算技術(shù)的商業(yè)潛能是每個企業(yè)都看好的。企業(yè)可以運用云計算的儲存系統(tǒng)為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供一個存儲個人或者企業(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)在最流行的是云計算，是最有前景一個項目。各大微軟公司都推出了關(guān)于云計算實施的方案。云計算會同QQ、微信等一樣在人們的日常生活中會普遍應(yīng)用。

云計算作為未來信息化發(fā)展主要方向，其軟件的開發(fā)是以計算機網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)的，以互聯(lián)網(wǎng)的各種需求為出發(fā)點創(chuàng)造出來的，輔助互聯(lián)網(wǎng)的整個網(wǎng)絡(luò)順暢進行，為人們的生產(chǎn)生活和社會都將產(chǎn)生十分深遠的影響。因此，云計算有很大的發(fā)展前景，將云計算有效的利用在各行個業(yè)中，不僅能過幫助儲存大量信息，還能將其有效管理。云計算這一重要課題是具有挑戰(zhàn)性和開創(chuàng)性的，因此，我國對于云計算的發(fā)展都需要慎重決定。

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