郭濤

“鐵信云”成了中國鐵路總公司的不二選擇。IT系統(tǒng)從封閉走向開放，從以物理設(shè)備為主到虛擬化和云，中國鐵路總公司變革的決心和心路歷程值得深入探究，也許能為其他有意“上云”的企業(yè)提供有益的參考和借鑒。

現(xiàn)在，只要是在國內(nèi)的中短途旅行，筆者首選高鐵。其實，在全球范圍內(nèi)，高鐵已經(jīng)成了中國制造的一塊金字招牌。筆者選擇高鐵的一個主要原因是準(zhǔn)時。這樣一個龐大的運輸體系，它究竟是如何運作，又是如何保證準(zhǔn)時、快速、安全的呢？在探訪了中國鐵路信息技術(shù)中心后，筆者的疑惑終于解開了。

開源云是必由之路

交通運輸部發(fā)布的《2016年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》數(shù)據(jù)顯示：2016年，中國鐵路營業(yè)里程達12.4萬公里，其中高速鐵路2.2萬公里以上，年內(nèi)累計實現(xiàn)旅客發(fā)送量28.14億人次，較2015年增長2.79億人次，完成貨運總發(fā)送量26.52億噸。如此龐大且日益增長的客流和物流，肯定需要一套堅實的信息系統(tǒng)作為支撐。

從2014年開始，中國鐵路總公司開啟了由傳統(tǒng)客貨運輸企業(yè)向現(xiàn)代物流企業(yè)的轉(zhuǎn)型，其目標(biāo)是建設(shè)世界一流的現(xiàn)代物流企業(yè)。業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型帶動了信息化的發(fā)展和躍升，建設(shè)高效靈活、部署簡便、自主可控的IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)是必由之路。一方面，IT基礎(chǔ)架構(gòu)要保證現(xiàn)有業(yè)務(wù)的正常運轉(zhuǎn)，包括向客戶提供便捷的信息查詢、線上購票和預(yù)訂等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；另一方面，IT基礎(chǔ)架構(gòu)還要成為中國鐵路總公司內(nèi)部管理創(chuàng)新、業(yè)務(wù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新的基石，支撐企業(yè)管理從粗放式向精細化轉(zhuǎn)變、從過去生產(chǎn)計劃型向主動適應(yīng)市場需求轉(zhuǎn)變，同時借助云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)對鐵路的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)進行改造和升級。

但是問題來了，中國鐵路總公司傳統(tǒng)的“煙囪式”的IT基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建模式根本不能滿足快速增長的IT資源需求，昂貴的設(shè)備成本、復(fù)雜的異構(gòu)運維、隔離的信息孤島、大量的資源消耗成為中國鐵路總公司轉(zhuǎn)型的瓶頸。

從現(xiàn)在的結(jié)果看，“鐵信云”成了中國鐵路總公司的不二選擇。IT系統(tǒng)從封閉走向開放，從以物理設(shè)備為主到虛擬化和云，中國鐵路總公司變革的決心和心路歷程值得深入探究，也許能為其他有意“上云”的企業(yè)提供有益的參考和借鑒。

自己掌握主動權(quán)

中國鐵路信息技術(shù)中心技術(shù)支持部部長高明星在這個單位一干就是20多年，前10年主要與IBM主機打交道，后10年則與小型機為伴，對于系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)庫、中間件等了如指掌。從2010年開始，隨著應(yīng)用逐漸向x86平臺遷移，開放平臺、云計算成了高明星工作的重心?！拔覀冎詷?gòu)建基于OpenStack的開源云平臺，一是企業(yè)自身的需求，二是順應(yīng)當(dāng)前IT發(fā)展的趨勢，這兩者正好走到了一個交匯點，水到渠成?！备呙餍潜硎?。

主機的優(yōu)勢是穩(wěn)定、可靠，但是高昂的設(shè)備和維護成本成了中國鐵路總公司不能承受之重。日積月累，中國鐵路總公司目前的IT環(huán)境是一個混合式的環(huán)境，設(shè)備眾多、管理復(fù)雜，如果不變革原有的管理方式，成本將無法控制。其實，在接觸OpenStack之前，中國鐵路總公司已經(jīng)在開放、開源方面進行了一些有益的嘗試，比如采用x86標(biāo)準(zhǔn)化平臺、Linux操作系統(tǒng)等。2007年云計算的興起、2010年OpenStack項目的誕生，中國鐵路總公司一直在關(guān)注云計算和開源的發(fā)展。在決定從原來的傳統(tǒng)架構(gòu)向云計算架構(gòu)轉(zhuǎn)型時，中國鐵路總公司經(jīng)過了慎重思考。

“2014年，我們開始承接鐵信云項目。一開始，我們計劃從第三方采購成熟的云計算產(chǎn)品，然后在此基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)或集成?！北本┲需F信科技有限公司（以下簡稱北京中鐵信）技術(shù)總監(jiān)李廣謙介紹說，“我們的云計算之路走得小心翼翼，幾乎與當(dāng)時能夠提供OpenStack云解決方案的廠商都進行了接觸和交流。但是我們發(fā)現(xiàn)，很多公司過于追求技術(shù)的前沿性與創(chuàng)新性，而忽略了企業(yè)需要的是具有絕對穩(wěn)定性且易用的產(chǎn)品，最好點一下鼠標(biāo)就能解決所有問題。這顯然是一對矛盾。另外，沒有一個廠商的產(chǎn)品能夠滿足我們的所有需求，二次開發(fā)的工作量非常大。”

考慮到自身專業(yè)技術(shù)人員缺乏，以及在OpenStack技術(shù)方面底子薄等客觀因素，最終，北京中鐵信決定采用聯(lián)合開發(fā)的模式，借助云計算公司的技術(shù)專長，同時結(jié)合自身熟悉鐵路系統(tǒng)的優(yōu)勢，秉承“完全自主研發(fā)，雙方共享研發(fā)成果和知識產(chǎn)權(quán)”的原則，與北京云途騰科技有限責(zé)任公司（以下簡稱云途騰）簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議。目前，雙方聯(lián)合研發(fā)的產(chǎn)品的最新版本為2.2.2版本，并在實踐中證明是行之有效的。

“過去，由于對新型互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和云計算等技術(shù)的掌控力度不夠、技術(shù)能力儲備不足，我們必須采用向別人學(xué)習(xí)、與別人合作的模式，該交的學(xué)費還得交。但是，我們不會一直沿著別人的路子走，最終我們還是要靠自己想辦法解決問題?！备呙餍潜硎尽?/p>

開源云能滿足生產(chǎn)系統(tǒng)所需

“為了支持鐵信云的建設(shè)，我們與北京中鐵信開創(chuàng)性地進行了聯(lián)合研發(fā)。這種模式本身就是一個創(chuàng)新?！霸仆掘vCOO吳凱歸納了以下三點。

第一，中國鐵路總公司對生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性要求非常高。很多人擔(dān)心，用開放架構(gòu)支撐生產(chǎn)型系統(tǒng)，穩(wěn)定性和可靠性是一個問題。鐵信云這個項目正是將開源云用于生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，云途騰與北京中鐵信花費了大量時間，攻克了許多技術(shù)難關(guān)，并且經(jīng)過大量測試和驗證，大大提升了OpenStack開源系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性。

第二，中國鐵路總公司對生產(chǎn)系統(tǒng)的性能和可擴展性要求也非常高。鐵路信息系統(tǒng)的整體規(guī)模比較大，僅鐵信云項目一期上線的物理服務(wù)器就有近800臺之多，而這與今后的信息化建設(shè)規(guī)劃要使用的服務(wù)器數(shù)量相比，只是其中的一小部分。在這樣的規(guī)模之下，OpenStack開源架構(gòu)要突破許多技術(shù)和應(yīng)用方面的瓶頸。“我們實現(xiàn)了在近800臺服務(wù)器之上，建立了超10萬個虛擬機的全部在線穩(wěn)定運行，這種規(guī)模在國內(nèi)是絕無僅有的?！眳莿P介紹說，“我們花了幾個月的時間進行系統(tǒng)壓力測試，順利通過。此外，在系統(tǒng)上線時，在各種基礎(chǔ)環(huán)境都準(zhǔn)備到位的情況下，只用了7個小時就完成了近800個節(jié)點的鐵信云產(chǎn)品部署。我們還在今年5月舉行的OpenStack波士頓峰會上將此項目的建設(shè)經(jīng)驗進行了分享。”

第三，中國鐵路總公司的系統(tǒng)中包含很多既有和傳統(tǒng)系統(tǒng)，開源云平臺如何與這些既有和傳統(tǒng)平臺進行資源對接和統(tǒng)一管理也是一個棘手的問題。云途騰與北京中鐵信在這個方面也進行了深入探討和研究，找到了解決辦法，實現(xiàn)了對所有IT資源的高效管理和有效利用。

“鐵信云未來的部署不僅僅局限于中國鐵路總公司這一級，而是有全國性的規(guī)劃?！崩顝V謙介紹說，“我們解決了OpenStack交付、部署和運維中的很多Bug，讓OpenStack向自動化、簡約化的方向發(fā)展?！睂τ贠penStack的后期運維，鐵信云也規(guī)劃部署了OMS系統(tǒng)，云途騰貢獻了MagicStack模塊以實現(xiàn)自動化聯(lián)動。北京中鐵信還將大數(shù)據(jù)的底層架構(gòu)引入OMS系統(tǒng)，通過監(jiān)控、日志分析，結(jié)合大數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析與告警。

鐵信云已用于中國鐵路信息技術(shù)中心的2015年公共信息處理平臺擴容項目中，按照工程設(shè)計規(guī)劃，在鐵信云IaaS平臺上將部署包括鐵路客運、貨運、調(diào)度、機務(wù)和公共基礎(chǔ)平臺五大類共十幾個應(yīng)用。目前，應(yīng)用遷移和部署正在有序進行中。

開源云需要相互支撐

作為OpenStack技術(shù)的推動者，英特爾為鐵信云項目提供了底層硬件平臺和軟件優(yōu)化方面的技術(shù)指導(dǎo)和支持。

李廣謙介紹說：“鐵信云構(gòu)建在開源OpenStack云計算架構(gòu)上，OpenStack底層使用的是KVM虛擬化技術(shù)，而KVM對CPU的指令集有一些特殊要求。英特爾在這方面給了我們很多支持。另外，在提升網(wǎng)卡的性能、功能增強等方面，英特爾也做了大量卓有成效的改進，并在存儲、軟件等方面給了我們很多指導(dǎo)和幫助?！?/p>

“鐵信云是一個龐大的項目，接下來還有很多工作要陸續(xù)完成。我們正在考慮引進一些新技術(shù)的可能性，比如NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化），英特爾在這方面可以為我們提供幫助。”高明星補充介紹說，“我們規(guī)劃在天津武清建設(shè)面積達幾萬平方米的新數(shù)據(jù)中心。我們沒有建設(shè)如此大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的經(jīng)驗，也準(zhǔn)備進一步尋求英特爾的支持和幫助。”

“我們與英特爾合作已有四五年時間，看到英特爾對整個開源社區(qū)的支持力度非常大?！眳莿P肯定了英特爾在開源社區(qū)和鐵信云項目中做出的重要貢獻，“舉例來說，在鐵信云平臺的運維中，IPMI（智能平臺管理接口）是一種非常重要的監(jiān)控手段。三年多前，我們與英特爾就在研究如何更好地利用IPMI，為云平臺的管理提供先進的功能，提升運維的效率。我們正在研究像NFV/SDN這樣的先進技術(shù)如何與企業(yè)的生產(chǎn)實踐相結(jié)合。我們與英特爾、中國鐵路總公司在新技術(shù)的推廣和應(yīng)用方面有很多相同的思路，可以進行更深入的合作?！?/p>

英特爾中國云計算戰(zhàn)略總監(jiān)陳緒介紹說：“從去年開始，我們看到越來越多“國字頭”的企業(yè)開始接受并積極部署開源云，包括中國外運股份有限公司、中國鐵路總公司等，雖然出發(fā)點不同，應(yīng)用的規(guī)模各異，但是有一點是相同的，就是順應(yīng)開放、開源的技術(shù)發(fā)展趨勢，利用云計算、數(shù)據(jù)分析等先進的技術(shù)手段，建立新型的靈活、高效的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，為企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展和應(yīng)用創(chuàng)新提供支撐。”