0 引言
近幾年，國家電網(wǎng)公司信息化工作取得顯著成效，信息系統(tǒng)已成為日常工作的基礎(chǔ)手段，在電網(wǎng)生產(chǎn)控制和公司經(jīng)營管理中發(fā)揮了越來越重要的作用。在當前國家電網(wǎng)公司建設(shè)堅強智能電網(wǎng)新形勢下，電力信息PC面臨前所未有的新機遇和新挑戰(zhàn)，而充分運用當前先進的云計算技術(shù)，能夠有效推動電網(wǎng)運行的智能化轉(zhuǎn)變和企業(yè)運營的集約化轉(zhuǎn)變。國家電網(wǎng)公司針對普遍存在的異構(gòu)資源整合管理問題，以資源提供服務(wù)PC、資源調(diào)配智能化為目標，啟動了云計算資源管理平臺建設(shè)計劃，并在“十二五”信息PC規(guī)劃中明確指出：建設(shè)云計算平臺。國家電網(wǎng)公司西安信息災(zāi)備中心(以下簡稱西安災(zāi)備中心)作為試點建設(shè)單位于2011年10月啟動建設(shè)工作。
1 概述
云計算是一種動態(tài)的、易擴展的、基于虛擬化的資源計算方式，通常是通過互聯(lián)網(wǎng)提供，用戶不需要了解云內(nèi)部的細節(jié)。云計算服務(wù)包括3層，即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、基礎(chǔ)平臺即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)。基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)是針對網(wǎng)絡(luò)、主機、存儲等基礎(chǔ)資源進行管理，是云計算體系的基石，是實現(xiàn)云計算的第一步；基礎(chǔ)平臺即服務(wù)是針對中間件、數(shù)據(jù)庫等進行管理；軟件即服務(wù)針對用戶應(yīng)用進行管理。
此次在西安災(zāi)備中心建設(shè)的云計算資源管理平臺主要是IaaS層面的管理，即將服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施進行虛擬PC，建立一個靈活的資源池，實現(xiàn)資源的自動調(diào)配。
2 系統(tǒng)總體框架
2.1總體設(shè)計原則
云計算資源管理平臺遵循國家電網(wǎng)公司架構(gòu)管控的設(shè)計標準，采用先進、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和技術(shù)平臺，實現(xiàn)企業(yè)信息資源的綜合利用。
1)實用性原則。在實用的基礎(chǔ)上考慮先進性和前瞻性，建設(shè)一個符合標準的、先進成熟的產(chǎn)品和開發(fā)平臺，構(gòu)建一個切合實際、解決實際問題的系統(tǒng)。
2)標準化原則。系統(tǒng)具有資源接人種類多、接口復(fù)雜等特點．需要有標準化的資源接入標準和標準化的操作模型。
3)可維護性原則。在系統(tǒng)總體設(shè)計上注意系統(tǒng)的可維護性，盡量采用成熟流行且易于維護的技術(shù)架構(gòu)，相關(guān)應(yīng)用軟件應(yīng)易于安裝、易于操作。
4)安全性原則。遵循《國家電網(wǎng)公司應(yīng)用軟件通用安全要求》的要求并結(jié)合云計算資源管理平臺應(yīng)用的特點加強信息安全防護，云計算資源管理平臺自身具備有效的認證、授權(quán)和審計機制。在權(quán)限分級和數(shù)據(jù)分類的基礎(chǔ)上，能夠?qū)﹃P(guān)鍵操作、敏感數(shù)據(jù)進行重點防護，同時對外部攻擊和濫用具備一定的檢測和防御能力。
2.2總體架構(gòu)
云計算資源管理平臺的架構(gòu)如圖1所示。云計算資源管理平臺通過調(diào)用VMware軟件的API來實現(xiàn)對x86設(shè)備的虛擬化管控，通過調(diào)用System Director(IBMPowerVM套件中自帶的管理工具)的API來實現(xiàn)對IBM小型機的虛擬化管控。通過調(diào)用HP．ux的控制指令，來實現(xiàn)對惠普小型機vPar分區(qū)的安裝和控制，通過調(diào)用惠普Storage Essential(SE)軟件的接口來實現(xiàn)對存儲設(shè)備的監(jiān)控和控制，并通過接口將存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)提交給信息運維綜合監(jiān)管系統(tǒng)(Integrated Monitor System。IMS)進行展現(xiàn)。
圖1總體架構(gòu)
Fig.1 System architecture
3 功能架構(gòu)
云計算資源管理平臺在西安災(zāi)備中心建成后提供以下功能(見圖2)。
圖2 功能架構(gòu)
Fig.2 System function framework
1)異構(gòu)資源整合管理。西安災(zāi)備中心中有大量的異構(gòu)系統(tǒng)，存在不同廠家、不同型號的主機及存儲設(shè)備，云計算資源管理平臺具備對異構(gòu)設(shè)備進行整合管理的功能，通過統(tǒng)一的界面管理不同的設(shè)備，通過統(tǒng)一的資源管理流程來實現(xiàn)不同資源的申請操作，并形成資源的統(tǒng)一接人標準。
2)資源按需申請、自動部署。云計算資源管理平臺提供資源按需申請的能力。用戶可通過云計算資源管理平臺的界面，提出資源使用需求，經(jīng)過管理員審核批準后，云計算資源管理平臺自動為用戶創(chuàng)建所需的資源。當用戶對資源的需求發(fā)生變更時，也可提出申請，經(jīng)管理員批準后由云計算資源管理平臺自動修改資源配置。
3)資源動態(tài)調(diào)度。云計算資源管理平臺以數(shù)量眾多的服務(wù)器和存儲設(shè)備為基礎(chǔ)，組成計算資源池和存儲資源池。用戶所需的資源從資源池中生成，并在使用完畢后釋放回資源池。云計算資源管理平臺會根據(jù)管理員指定的策略對資源池進行動態(tài)調(diào)度，包含虛擬機遷移、集群彈性伸縮、無負載物理機轉(zhuǎn)入低功耗模式等，提高資源的利用率，降低總體能源損耗。
4)支撐災(zāi)備中心特定業(yè)務(wù)。西安災(zāi)備中心承擔(dān)了西北5省信息系統(tǒng)的災(zāi)備業(yè)務(wù)。云計算資源管理平臺在西安災(zāi)備中心上線后，能夠承擔(dān)災(zāi)備中心的特定業(yè)務(wù)。目前災(zāi)備中心已完成數(shù)據(jù)級災(zāi)備建設(shè)，云計算資源管理平臺為數(shù)據(jù)驗證、數(shù)據(jù)演練等數(shù)據(jù)級災(zāi)備中心核心流程提供支持。
4 運行效果
4.1數(shù)據(jù)驗證
西安災(zāi)備中心依托云計算資源管理平臺，完成了在云計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)驗證測試，縮短了災(zāi)備中心數(shù)據(jù)驗證周期，提高了災(zāi)備中心服務(wù)器利用率，降低了管理復(fù)雜度。
在數(shù)據(jù)驗證中，云計算資源管理平臺能根據(jù)需求自動安裝驗證系統(tǒng)所需的操作系統(tǒng)和軟件，驗證完畢后保留服務(wù)器鏡像，以便下次驗證時進行自動初始化；云計算管理平臺提供完整的鏡像管理功能，可以將西安災(zāi)備中心的服務(wù)器鏡像保留，幫助西安現(xiàn)場快速完成驗證工作(見圖3)。
圖3 數(shù)據(jù)驗證流程
Fig.3 Data validation process
1)原有的驗證方式，準備的驗證環(huán)境復(fù)雜，需要專業(yè)人員準備驗證環(huán)境，云計算方式能快速地自動部署驗證環(huán)境；
2)原有的驗證方式需要對驗證區(qū)的主機驗證完畢后進行物理上重置，云計算方式只對計算資源和內(nèi)存進行回收，并歸檔鏡像以供下次驗證；
3)原有驗證方式需要各方面人員協(xié)調(diào)軟硬件資源，云計算方式縮短資源申請時間。
4.2平滑遷移
在西安災(zāi)備中心服務(wù)器上運行著比較重要的業(yè)務(wù)應(yīng)用，長時間停機可能會造成長時間的服務(wù)無法運行，造成服務(wù)質(zhì)量下降，更有甚者可能會造成數(shù)據(jù)丟失。在云計算平臺的實施過程中，使用虛擬化技術(shù)中的一項重要技術(shù)P2V(Physical to Virtual)技術(shù)，在既能夠保證服務(wù)質(zhì)量的情況下，又能將應(yīng)用平滑地遷移至云計算平臺(見圖4)。
圖4 P2V技術(shù)
Fig.4 The P2V technology
這對業(yè)務(wù)應(yīng)用的遷移部署提供了很大的方便，原先物理服務(wù)器上的應(yīng)用程序并不需要停頓太長時間就可以在虛擬平臺上繼續(xù)工作了，甚至可以在遷移工具的支持下，實現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的熱遷移。
4.3支撐機房搬遷
在機房搬遷過程中，云計算資源管理平臺提供了有效可靠的數(shù)據(jù)環(huán)境、測試環(huán)境，有力支撐了機房搬遷工作。
1)機房搬遷過程中，使用云計算資源管理平臺環(huán)境作為數(shù)據(jù)測試環(huán)境，將現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)部署于此平臺，對數(shù)據(jù)進行驗證、測試，確保了數(shù)據(jù)的一致性、穩(wěn)定性：
2)機房搬遷中使用云計算資源管理平臺部署業(yè)務(wù)應(yīng)用臨時環(huán)境，在業(yè)務(wù)應(yīng)用搬遷過程中提供穩(wěn)定服務(wù)，保證了搬遷中業(yè)務(wù)應(yīng)用的穩(wěn)定運行；
3)在數(shù)據(jù)遷移過程中。云計算資源管理平臺提供了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)運行環(huán)境，完成了相應(yīng)的數(shù)據(jù)測試和遷移工作。
5 建設(shè)體會
云計算資源管理平臺在西安災(zāi)備中心的建設(shè)工作，目前已經(jīng)取得了初步的成效。回顧云計算資源管理平臺的建設(shè)歷程，我們有以下幾點體會。
1)IMS監(jiān)控系統(tǒng)已逐步遷移到云計算資源管理平臺上運行，由于IMS監(jiān)控系統(tǒng)本身比較復(fù)雜，服務(wù)器硬件多，軟件接口多，在進行遷移前應(yīng)進行詳細評估和測試；經(jīng)過目前測試來看帶EFI固件的物理機無法實現(xiàn)P2V‘熱遷移：此外，還需要考慮各模塊資源利用情況、是否運行數(shù)據(jù)庫等關(guān)鍵問題，如果運行數(shù)據(jù)庫需要考慮遷移造成數(shù)據(jù)斷點的影響。
2)對IBM小型機進行虛擬化和納管時需要有相關(guān)的權(quán)限，若沒有PowerVM授權(quán)需要提前獲取，因為協(xié)調(diào)PowerVM授權(quán)時間相對較長，沒有權(quán)限直接會導(dǎo)致IBM小型機的納管工作無法開展。
3)由于云計算資源管理平臺需要共享存儲環(huán)境，特別是虛擬化的PC服務(wù)器需要掛載共享存儲。沒有共享存儲部分功能得不到驗證和體現(xiàn)，另一方面，多個虛參考文獻：擬機使用同一本地存儲存在巨大風(fēng)險，需要充分考慮。
6 結(jié)語
云計算資源管理平臺在西安災(zāi)備中心部署運行后，將現(xiàn)有服務(wù)器納管形成服務(wù)資源池，將現(xiàn) 有業(yè)務(wù)應(yīng)用遷移至云計算資源管理平臺，有效地整合了西安災(zāi)備中心的軟硬件資源，提升資源的利用率，提供自動化的資源調(diào)配和運維的能力，為信息系統(tǒng)的建設(shè)、運行、維護提供高效、靈活的環(huán)境，達到信息系統(tǒng)的全生命周期支持，為災(zāi)備中心數(shù)據(jù)驗證、機房搬遷提供了有力的保障。
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本文標題：云計算資源管理平臺建設(shè)及應(yīng)用
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