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云计算资源管理平台建设

近几年,国家电网公司信息化工作取得显著成效,信息系统已成为日常工作的基础手段,在电网生产控制和公司经营管理中发挥了越来越重要的作用。在当前国家电网公司建设坚强智能电网新形势下,电力信息PC面临前所未有的新机遇和新挑战,而充分运用当前先进的云计算技术,能够有效推动电网运行的智能化转变和企业运营的集约化转变。国家电网公司针对普遍存在的异构资源整合管理问题,以资源提供服务PC、资源调配智能化为目标,启动了云计算资源管理平台建设计划,并在“十二五”信息PC规划中明确指出:建设云计算平台。

一、概述

云计算是一种动态的、易扩展的、基于虚拟化的资源计算方式,通常是通过互联网提供,用户不需要了解云内部的细节。云计算服务包括3层,即基础设施即服务(IaaS)、基础平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。基础设施即服务是针对网络、主机、存储等基础资源进行管理,是云计算体系的基石,是实现云计算的第一步;基础平台即服务是针对中间件、数据库等进行管理;软件即服务针对用户应用进行管理。

云计算资源管理平台主要是IaaS层面的管理,即将服务器存储和网络等基础设施进行虚拟PC,建立一个灵活的资源池,实现资源的自动调配。

二、系统总体框架

2.1总体设计原则

云计算资源管理平台遵循国家电网公司架构管控的设计标准,采用先进、统一的数据和技术平台,实现企业信息资源的综合利用。

1)实用性原则。在实用的基础上考虑先进性和前瞻性,建设一个符合标准的、先进成熟的产品和开发平台,构建一个切合实际、解决实际问题的系统。

2)标准化原则。系统具有资源接人种类多、接口复杂等特点.需要有标准化的资源接入标准和标准化的操作模型。

3)可维护性原则。在系统总体设计上注意系统的可维护性,尽量采用成熟流行且易于维护的技术架构,相关应用软件应易于安装、易于操作。

4)安全性原则。遵循《国家电网公司应用软件通用安全要求》的要求并结合云计算资源管理平台应用的特点加强信息安全防护,云计算资源管理平台自身具备有效的认证、授权和审计机制。在权限分级和数据分类的基础上,能够对关键操作、敏感数据进行重点防护,同时对外部攻击和滥用具备一定的检测和防御能力。

2.2总体架构

云计算资源管理平台的架构如图1所示。云计算资源管理平台通过调用VMware软件的API来实现对x86设备的虚拟化管控,通过调用System Director(IBMPowerVM套件中自带的管理工具)的API来实现对IBM小型机的虚拟化管控。通过调用HP.ux的控制指令,来实现对惠普小型机vPar分区的安装和控制,通过调用惠普Storage Essential(SE)软件的接口来实现对存储设备的监控和控制,并通过接口将存储监控数据提交给信息运维综合监管系统(Integrated Monitor System。IMS)进行展现。

总体架构

图1总体架构

三、功能架构

云计算资源管理平台建成后提供以下功能(见图2)。

 功能架构

图2 功能架构

1)异构资源整合管理。存在不同厂家、不同型号的主机及存储设备,云计算资源管理平台具备对异构设备进行整合管理的功能,通过统一的界面管理不同的设备,通过统一的资源管理流程来实现不同资源的申请操作,并形成资源的统一接人标准。

2)资源按需申请、自动部署。云计算资源管理平台提供资源按需申请的能力。用户可通过云计算资源管理平台的界面,提出资源使用需求,经过管理员审核批准后,云计算资源管理平台自动为用户创建所需的资源。当用户对资源的需求发生变更时,也可提出申请,经管理员批准后由云计算资源管理平台自动修改资源配置。

3)资源动态调度。云计算资源管理平台以数量众多的服务器和存储设备为基础,组成计算资源池和存储资源池。用户所需的资源从资源池中生成,并在使用完毕后释放回资源池。云计算资源管理平台会根据管理员指定的策略对资源池进行动态调度,包含虚拟机迁移、集群弹性伸缩、无负载物理机转入低功耗模式等,提高资源的利用率,降低总体能源损耗。

4)支撑灾备中心特定业务。云计算资源管理平台上线后,能够承担灾备中心的特定业务。目前灾备中心已完成数据级灾备建设,云计算资源管理平台为数据验证、数据演练等数据级灾备中心核心流程提供支持。

 

四、运行效果

4.1数据验证

灾备中心依托云计算资源管理平台,完成了在云计算环境中的数据验证测试,缩短了灾备中心数据验证周期,提高了灾备中心服务器利用率,降低了管理复杂度。

在数据验证中,云计算资源管理平台能根据需求自动安装验证系统所需的操作系统和软件,验证完毕后保留服务器镜像,以便下次验证时进行自动初始化;云计算管理平台提供完整的镜像管理功能,可以将灾备中心的服务器镜像保留,帮助现场快速完成验证工作(见图3)。

数据验证流程

图3 数据验证流程

1)原有的验证方式,准备的验证环境复杂,需要专业人员准备验证环境,云计算方式能快速地自动部署验证环境;

2)原有的验证方式需要对验证区的主机验证完毕后进行物理上重置,云计算方式只对计算资源和内存进行回收,并归档镜像以供下次验证;

3)原有验证方式需要各方面人员协调软硬件资源,云计算方式缩短资源申请时间。

4.2平滑迁移

在灾备中心服务器上运行着比较重要的业务应用,长时间停机可能会造成长时间的服务无法运行,造成服务质量下降,更有甚者可能会造成数据丢失。在云计算平台的实施过程中,使用虚拟化技术中的一项重要技术P2V(Physical to Virtual)技术,在既能够保证服务质量的情况下,又能将应用平滑地迁移至云计算平台(见图4)。

P2V技术

图4 P2V技术

这对业务应用的迁移部署提供了很大的方便,原先物理服务器上的应用程序并不需要停顿太长时间就可以在虚拟平台上继续工作了,甚至可以在迁移工具的支持下,实现业务应用的热迁移。

4.3支撑机房搬迁

在机房搬迁过程中,云计算资源管理平台提供了有效可靠的数据环境、测试环境,有力支撑了机房搬迁工作。

1)机房搬迁过程中,使用云计算资源管理平台环境作为数据测试环境,将现有业务应用数据部署于此平台,对数据进行验证、测试,确保了数据的一致性、稳定性。

2)机房搬迁中使用云计算资源管理平台部署业务应用临时环境,在业务应用搬迁过程中提供稳定服务,保证了搬迁中业务应用的稳定运行。

3)在数据迁移过程中。云计算资源管理平台提供了稳定的数据运行环境,完成了相应的数据测试和迁移工作。

五、总结

云计算资源管理平台的建设工作,目前已经取得了初步的成效。回顾云计算资源管理平台的建设历程,我们有以下几点体会。

1)IMS监控系统已逐步迁移到云计算资源管理平台上运行,由于IMS监控系统本身比较复杂,服务器硬件多,软件接口多,在进行迁移前应进行详细评估和测试;经过目前测试来看带EFI固件的物理机无法实现P2V热迁移:此外,还需要考虑各模块资源利用情况、是否运行数据库等关键问题,如果运行数据库需要考虑迁移造成数据断点的影响。

2)对IBM小型机进行虚拟化和纳管时需要有相关的权限,若没有PowerVM授权需要提前获取,因为协调PowerVM授权时间相对较长,没有权限直接会导致IBM小型机的纳管工作无法开展。

3)由于云计算资源管理平台需要共享存储环境,特别是虚拟化的PC服务器需要挂载共享存储。没有共享存储部分功能得不到验证和体现,另一方面,多个虚参考文献:拟机使用同一本地存储存在巨大风险,需要充分考虑。

云计算资源管理平台在灾备中心部署运行后,将现有服务器纳管形成服务资源池,将现 有业务应用迁移至云计算资源管理平台,有效地整合了灾备中心的软硬件资源,提升资源的利用率,提供自动化的资源调配和运维的能力,为信息系统的建设、运行、维护提供高效、灵活的环境,达到信息系统的全生命周期支持,为灾备中心数据验证、机房搬迁提供了有力的保障。

 

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