企业计算平台转型云架构技术研究

    1.企业计算平台的云技术应用需求分析

 

 

    云计算已经成为国家战略，而云计算技术已经从虚无飘渺的云逐步地向实用的云技术发展，从硬件到软件、从服务器、存储到网络系统，从基础平台到应用平台，都有许多IT厂商的强有力的技术支持。

 

 

    从云计算的提出、研究到实际应用，企业计算中心都或多或少地参与其中，也许已经应用了云计算技术，从“物理数据中心”转型成为“虚拟化数据中心”，正畅想着演进到“私有云”和“混合云”。这一些过程中，需要联合多个单位共同研发建设，划分为几个大的项目来实施。

 

 

    1.1 IT平台升级为云平台架构

 

 

    计算中心的建设，离不开基础设施的建设，基础设施是企业计算中心以及各种应用系统的运行载体，随着云计算技术的发展，采用最为成熟的基础设施云解决方案，如parallels、vMware或者其他厂商提供的虚拟化解决方案，进行基础设施云的部署和管理。根据目标用户以及应用范围，可以建立面向运行、面向测试和面向公用的云架构平台。

 

 

    1.2 高性能计算云平台的建设

 

 

    高性能计算云平台的建设，在企业计算的建设中主要体现为高性能计算的建设，高性能计算在云计算中得到了进一步的发展，并且向平台云和软件云发展。在企业中，高性能计算的建设更多的是平台的建设，即将硬件系统，包括服务器、存储系统以及网络系统，通过高性能计算管理系统，构建为高性能计算平台，提供给各需要的生产、科研项目等进行科学运算，需要在平台上进行计算的用户只需将其相应的运算软件安装到平台上运行，并分配其相应的系统资源，即可获得平台的服务，实现所需的科学计算。

 

 

    1.3 数据源云的建设

 

 

    研究院是油田勘探开发的“参谋部”，是油田科研中心，有着强大、宝贵的资源，如何将资源通过联网的方式共享给更多的人，是目前企业云计算的重要建设目标，通过各企业纵横联合建立区域资源云，并通过同步的方式构建资源共享云系统，可以实现资源的共享，用户通过终端即可随时随地、方便快捷地获取其所需的教育资源。

 

 

    1.4 应用云的建设

 

 

    应用云的需求和建设在企业的信息化建设中处于探索和尝试的阶段，应用云是软件云的一部分，在数据中心建设中处于上层的建设内容，该类应用目前主要体现为基于云计算的应用系统的建设。

 

 

    以软件虚拟化的模式建立企业SaaS平台，如虚拟电子邮件系统和虚拟网盘系统，通过在云存储基础系统上，部署虚拟的电子邮件系统和网盘系统，系统通过虚拟化的方式，可以建立具有独立管理的域，并向域授权管理员和分配存储资源，各独立的域管理员（例如某个科室）可以独立地管理本域的用户资源，享受统一提供的软件云服务，存储资源可以通过存储进行动态，按需的调整和扩展，以满足不同部门不同时期的不同需要。

 

 

    综上所述，企业伴随云计算技术的发展，逐步迈向云计算时代，随着各种云计算技术的成熟，以及企业自身的发展、需求特点和实际状况，有着相应的云计算发展状况和路线。企业数据中心要经历“物理数据中心”到“虚拟化数据中心，进而发展到“私有云计算中心”，并迈向“混合云计算中心”，结合企业实际的应用需求，云计算技术在企业的信息化建设中充分发挥了重要的作用，并得到相应的技术实现。那么，现在我们需要做的是把已有的IT平台，改造成为云架构平台。

 

 

    2.IT平台升级云架构的主要建设点

 

 

    本技术方案是专门针对科研型的研究院所IT平台而作，旨在通过应用最新的云计算技术改造现有的IT基础架构，整合现有IT资源，构建适合本企业实际的云计彰及务平台，开启更高效、灵活、协作的计算模式。

 

 

    升级后的IT平台，给各部门交付云计算、云存储模式，以达到安全稳定的系统基础，非常安全的数据存储，提高业务连续性和可用性，节约软硬件资源和能源消耗，减少IT维护成本等。其主要优点在于：

 

 

    （1）随时随地访问IT资源；

 

 

    （2）灵活地扩大或缩小资源范围；

 

 

    （3）快速地、请求资源的调配；

 

 

    （4）降低总体运营成本；

 

 

    云架构平台是把IT资源、数据、应用作为服务通过企业网提供给用户。大量的计算资源组成IT资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用。根据研究院现有IT平台的实际，结合云计算的特征，建议：通过整合服务器资源构建服务器云/操作系统云子系统；整合所有存储资源，建立企业内部使用的存储池，构成存储云子系统；建立新的虚拟桌面环境（VDI）来替换散布在各处的PC机。

 

 

    在整个云架构平台中，各子系统即各自独立又相互关联与协作，完成整个云架构平台的可靠性功能支撑。

 

 

    在完成上述三个主要建设点之后，可以进行更深层次的云服务开发，即建设数据源云系统和整合应用云系统，以实现IT自动化。这部分内容要等待三个基础平台建设完成之后才能进行。下面的内容主要针对三个基础云平台进行。

 

 

[page]    2.1 存储云子系统

 

 

    存储云子系统主要完成云计算平台的数据处理与保存功能，所有管理平台、系统运行平台、各个独立的虚拟云都要依赖其存储功能来完成计算所求。

 

 

    2.2 服务器云躁作系统云子系统

 

 

    服务器云子系统主要包括物理服务器运行的操作系统及虚拟化软件，是支持所有虚拟云运行的可靠保证，充分利用虚拟化功能实现统一硬件资源整合，在统一的硬件平台上来实现云的分配、运行和维护。

 

 

    2.3 虚拟桌面环境

 

 

    虚拟化桌面架构（VDI）采用“集中计算，分布显示”的原则，通过虚拟化技术，将所有PC的运算集中到数据中心内进行统一处理，而桌面用户采用瘦客户端或专用小型终端机的方式，仅负责输入输出与信号接收，不参与任何计算和应用。VDI可视为一种特殊类型的远程KVM，将显示器画面、键盘、鼠标命令封装为RDP（微软终端服务）格式远程传输。

 

 

    2.4 云管理平台

 

 

    整个复杂的云计算架构中，必须通过一个强大的管理平台来实现对硬件资源的整合和虚拟化，对功能服务器的模板制作与部署，对所有云进行启动、停止、删除、回收等，对整个云计算平台运行性能进行实时监控和日志报告等功能，同时还实现用户交互接口，用户可以方便地登录到云计算平台，申请功能服务器及硬件资源，启动、停止自己功能服务器功能。

 

 

    通过云计算平台的管理功能，真正实现了云计算平台的高级功能，最终达到：云平台由运维中心管理，客户自己管理维护自己的小云（虚拟机系统），整个流程实现全自动化功能。

 

 

    3.科学计算云架构

 

 

    3.1云架构平台物理拓朴

 

 

    从物理架构拓朴来讲，云架构平台主要分为三大部分，分别由云计算管理中心，云计算服务中心，云计算的存储中心组成。初期考虑选用现有多台比较好的服务器做云计算物理服务器，具体的物理服务器的个数，可以根据研究院的实际需求来进行调整。使用2套Rileader并行存储来整合现有存储构成云存储池。研究院科学计算云架构拓扑见图1。

 

 

 

      

    图1 研究院科学计算云架构拓扑图

 

 

    3.2 云架构平台逻辑拓朴

 

 

    从逻辑拓朴图来看，云计算平台按功能可以分为5个部分，分别包括存储云、服务器司系统云、数据源云、SOA整合应用云、云管理平台。其中存储云、服务器}/系统云、云管理平台是整个云计算平台的基础平台。数据源云和SOA整合应用云是云计算平台的应用平台，可以根据研究院实际业务需求来决定适时建设。云架构平台的逻辑拓扑图如图2所示。

 

 

 

      

    图2 研究院云架构平台逻辑拓扑图

 

 

    4.结论

 

 

    当今的企业计算中心由于大量的服务器、存储和那些维持最大负载需求的网络设备已造成了臃肿、失控状态。因此，在这个资源有限且能源成本高涨的年代，能源、冷却和空间已经超过了IT部门的负担极限。因此，将来的企业计算中心需要更加的灵活和效率，使用更少的空间和能源，并且更简单的管理和扩展。

 

 

    为了实现这个目的，油田企业也将加紧我们自身的基础设施在虚拟化、计算中心平台转型和数据迁移方面的研究。