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一、 云数据中心建设规划

云计算平台逻辑架构图

云设施即服务(IaaS，Cloud Infrastructure as a Service)：系统供应商可以向用户提供同颗粒度的可度量的计算、存储、网络和单机操作系统等基础资源，用户可以在之上部署或运行各种软件，包括客户操作系统和应用业务。

云平台即服务 (PaaS，Cloud Platform as a Service)：云计算平台供应商将业务软件的开发环境、运行环境作为一种服务，通过互联网提交给用户。云平台即服务，需要构建在云基础设施之上。用户可以在云平台供应商提供的开发环境下创建自己业务应用，而且可以直接在云平台的运行环境中上运营自己的业务。

云软件即服务(SaaS，Cloud Software as a Service )：运营商通过互联网，向用户提供软件服务的一种软件应用模式。传统的SaaS与云SaaS，在客户体验上基本类似，如新浪邮箱和Gmail邮箱，客户感受是类似的。但传统的SaaS直接构建在硬件设备之上，不能实现后台资源的多租户共享，也无法实现资源的动态流转，实际并不属于云计算的范畴。云SaaS，要求这些软件业务运行在云平台服务层或构建在云基础设施层之上。云SaaS的优势，体现在后台资源的动态伸缩和流转上，资源可扩展性更强，这一重大优势是传统SaaS所不具备的。

本方案中云计算平台由资源池、虚拟化平台、云管理平台组成。资源池部分主要有物理设备组成，包括服务器，存储和网络等基础架构资源，通过虚拟化平台对基础架构设备进行池化，从而形成资源池；虚拟化平台就是将物理资源进行池化的软件组合；云计算管理平台就是对底层资源池和虚拟化软件进行管理，并且，针对管理和运维需要，云计算管理平台实现云计算服务的交付和云计算中心用户和流程的管理以及数据中心的监控。

4.1 资源池规划

什么是资源池

云计算的核心特性是利用规模化效应降低单位资源的管理成本和使用成本，而规模化的一个前提是资源的物理集中，因此被管理的资源最好集中在少数几个中心，而不是分布在很多物理位置。

云计算资源池是采用池化的办法，把服务器、存储、网络等资源按照不同的标准组织成不同的资源池。通过资源池的管理模式，云计算管理员无需去考虑具体的服务器、存储和网络配置。

在一个资源池内，通常可以包括服务器、存储空间、网络端口等，这样，在一个资源池中我们就可以为某一个应用系统提供它所需要的所有计算资源。通过云计算的自动化功能，云计算平台管理员可以方便、快速的在资源池中定制化的选择应用系统需要的计算资源数目,根据业务的应用类型进行云计算平台资源的分配。

资源池的特征

（1）多实例

通过服务器虚拟化，在一个物理服务器上可以运行多个虚拟服务器，即可以支持多个客户操作系统。服务器虚拟化将服务器的逻辑整合到虚拟机中，而物理系统的资源，如CPU，内存，硬盘和网络等，是以可控方式分配给虚拟机的。

（2）隔离性

在多实例的服务器虚拟化中，一个虚拟机与其他虚拟机完全隔离。通过隔离机制，即便其中的一个或者多个虚拟机崩溃，其他的虚拟机也不会受到影响，虚拟机之间也不会泄露数据。如果多个虚拟机内的进程或者应用程序之间想互相访问，只能通过所配置的网络进行通信，就如同采用虚拟化之前的几个独立的物理服务器之间需要通过网络来访问一样。

（3）封装性

即相对硬件独立性。在采用了服务器虚拟化智慧，一个完整的虚拟机环境对外表现为一个单一的实体（例如一个虚拟机文件、一个逻辑分区），这样的实体非常便于再不同的硬件间备份、移动和复制等。同时，服务器虚拟化将物理机的硬件封装为标准化的虚拟硬件设备，提供给虚拟机内的操作系统和应用程序，保证了虚拟机的兼容性。

（4）高性能

与之间在物理机上运行的系统相比，虚拟机与硬件之间多了一个虚拟化抽象层。虚拟化抽象层通过虚拟机监视器VMM或者虚拟化平台来实现，并会产生一定的开销。这些开销为服务器虚拟化的性能损耗。服务器虚拟化的高性能是指虚拟机监视器VMM的开销要被控制在可承受的范围之内。

（5）兼容性

随着技术的不断推进，新的服务器无法运行原来比较古老的操作系统，例如，某客户很久之前在某个服务器上安装了win2000的操作系统，应用的开发团队因为某些原因解散了，因而用户失去了应用升级的支持。随着时间的发展，原来的服务器已经损耗非常严重，用户希望对服务器进行升级。在没有做相应新的驱动开发的情况下，无法在新的服务器上安装win2000。通过虚拟化技术可以虚拟出一个标准的虚拟硬件设备，兼容稍微陈旧的操作系统。这样就能实现用户应用运行在原有的系统环境中，但是支持用户应用系统是最新架构的、性能强劲的新的服务器。

资源池规划要素

（1）硬件类型。应该支持同样的虚拟化引擎。例如X86服务器和Power服务器的虚拟化技术不同，它们不能划入同一资源池。

（2）性能差异。高端和低端服务器在性能上存在较大差异，如果划入统一资源池，会导致上面的应用体验到不同的性能指标。因此，应该采用统一档次、统一类型的服务器。

（3）网络分区。同一资源池应该位于一个局域网，这样可以避免大量数据的跨局域网传输。因此，对于多个数据中心的资源，推荐为每个数据中心独立创建一个资源池。

（4）灵活扩展。能够对云计算平台进行设备的热添加。在业务不中断的情况下对资源池进行扩充、对业务进行扩展，确保云计算平台资源池满足当下应用及未来三至五年业务增长的需求。

（5）安全隔离。生产系统一般对应用的安全性有很强的要求，因此对服务器及存储资源进行不同程度的隔离，如物理隔离、逻辑隔离（如VLAN）等。云计算的引入不能破坏现有的安全要求，因此资源池的组织也需要按照相应的规则进行。

4.2 资源池规划内容

资源池建设硬件部分围绕着计算、存储和网络三个方面进行，包括服务器、存储空间、网络端口等。

图1.  资源池示意图

计算资源池建设规划

方案规划为用户云计算平台建设一个高性能计算能力的虚拟机的云计算平台，从而满足用户业务的IT需求。云计算平台要求具备超高的扩展性，动态地对云计算平台进行扩展，以满足业务快速增长的需求。

方案采用虚拟化技术，在虚拟化技术中物理服务器计算能力影响着虚拟机性能。将单台物理服务器的计算能力最大化，以便于进行资源池资源动态分配，有别于传统的部门级和企业级服务器。云计算中心的数据库较传统模式更大，所处理的数据规模也将会十倍于、甚至百倍千倍于现在的系统，这些系统需要更大的集中式处理的服务器，而不是集群系统。因此对于底层的硬件资源我们应该从更大规模和尺度去考虑，系统需要有更高的计算性能、更大的内存、更好的可扩展性，本方案中我们建议选择性能更加强劲、扩展性更好的x86八路服务器平台。

目前浪潮4路服务器服务器，具备60个计算核心、120个逻辑核心，是传统服务器计算能力的20倍以上。服务器整机采用模块化设计，支持物理分区，具备高性能、高可靠、高扩展、高可用等特性。在性能及可靠性等方面均可与IBM、HP、SUN等传统UNIX小型机竞争，填补了国产品牌的空白，是构建云计算和物联网的最佳选择。

存储资源池建设规划

统一SAN存储系统：成熟的SAN网络技术，使用存储虚拟化技术进行不同SAN协议和网络的融合，最终向云计算平台提供统一的数据存放接口。目前主流采用8Gb FC主机接口，提供海量存储空间，适合于对于海量数据存放的性能和安全性有较高要求的高校业务应用系统。

业务高可用建设规划

图2.  业务高可用示意图

由上图可以看出，系统采用多台x86服务器，每台服务器运行多个业务系统，后端共同连接一个磁盘阵列。高可用方案能够不间断地监控资源池中的所有服务器并监测服务器故障。放置在每台服务器上的代理会不断向资源池中的其他服务器发送“心跳信号”，而心跳信号的中止会导致所有受影响的业务应用在其他服务器上重新启动。高可用方案确保资源池中始终有充足的资源，以便能够在出现服务器故障时在不同的物理服务器上重新启动业务应用。

当服务器上的任意一个业务系统运行出现故障的时候，通过高可用方案管理节点可以在其他两台服务器上按照资源利用情况，重启一个故障的业务应用环境，使业务继续运行下去。即使当一台服务器出现故障的时候，其他两台服务器仍然能够根据资源利用的情况，通过高可用方案管理节点重启已宕服务器上的所有业务应用环境，这样就使整个系统都处于一种HA状态，进而保证了整个系统业务运行的连续性。同时减少了硬件投入数量和开销。

4.3 虚拟化软件选型规划

虚拟化技术的诞生已经有将近30年的历史。它曾经用于一些大规模的、预算充足的单位，而如今已经应用于计算机的方方面面，包括硬件、软件、通信等等方面。在许多情况下，这项技术是免费的、开源的，或者是包含在一些收费的产品中，例如操作系统或存储硬件中。

Ø 在应用软件和硬件之间加入了一层抽象的层。

Ø 能够降低IT设施的成本和复杂度。

Ø 提供相互独立的计算资源，从而增加稳定性和安全性。

Ø 提高服务层次以及服务质量（QoS）。

Ø 能够使IT流程与单位目标相一致。

Ø 尽可能减少IT设施中的冗余，最大化IT设施的利用率。

当今最常见的虚拟化形式都聚焦于服务器硬件平台的虚拟化，而这项技术的实现及其实现目标其实对数据中心中关键而昂贵的组件也很有意义，例如存储和网络基础设施。

虚拟化技术能够允许在一台计算机上同时运行多个操作系统实例。每个操作系统实例都共享了同一物理硬件上的一定量的资源，就像下图所展示的那样。一个称作虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor,VMM）的软件控制着底层CPU、内存、存储和网络资源的使用和许可。

虚拟化示意图

作为中国领先的云计算服务提供商，和业界领先的云计算解决方案供应商，浪潮和vmware在2006年就开始在云计算领域进行深度合作，并于2008年与VMware公司正式签订战略合作伙伴关系。与此同时，浪潮近些年投入强大的研发科技力量着力进行云计算软件的开发，目前已开发出浪潮云海平台。其中iVirtual 3.2是浪潮云海虚拟化管理软件。

浪潮虚拟化产品架构图

浪潮云海•服务器虚拟化系统是数据中心虚拟化基石，是业界最完善的虚拟化平台。该产品不仅仅将IT硬件转变为可靠的云计算数据中心后台，而且还能为用户的应用服务提供最高级别的可用性，安全性和扩展性。

浪潮云海·服务器虚拟化系统基于服务器，存储和网络设备构建资源池，在资源池上通过资源的管理、调度和镜像管理实现系统的各种高级功能，例如计算层面的系统负载均衡和虚拟机高可用，存储层面的镜像复制和冗余。系统支持以主机或者虚拟群集为单位管理资源，虚拟群集为一组共享存储资源的物理主机。
     浪潮云海·服务器虚拟化iVirtual 3.2系统为B/S架构，用户可以通过浏览器访问并使用系统。具体系统使用功能包括：概览、主机、虚拟机、集群、网络、日志、系统拓扑等等。另外系统对外提供API，支持用户进行二次开发。

4.4 云管理平台建设规划

本方案中推荐采用浪潮云计算操作系统云海OS V3.2作为云计算平台的云管理平台。

浪潮云海OS V3.2产品架构图

浪潮云海OS V3.2是云数据中心资源管理及资源交付软件，兼容不同的虚拟化架构，监控、管理云资源和数据中心软、硬件资源，实现基础设施的服务化。平台提供丰富的功能组件和API接口，帮助用户快速部署企业服务，有效提升云数据中心管理运维效率。

浪潮云海OS V3.2为用户构建一个资源共享、安全可控的云计算平台，对云计算平台内异构资源进行统一管理。通过添加VMWare vCenter、iVirtual center，实现对异构虚拟化资源池的集中管理，可横向、动态扩展云资源规模和容量，以适应未来发展的需求。

浪潮云海OS V3.2 以模块化的设计理念，涵盖云数据中心的所有需求：

云海OS V3.2涵盖了服务提供所需各个环节的管理，可轻松实现用户对数据中心各类资源的统一管理，提供一站式运维，便于用户维护，降低维护成本；通过云资源管理主要实现对数据中心云资源的统一管理，包括虚拟控制中心管理、集群管理、存储管理、虚拟数据中心管理、虚拟网络管理及镜像管理；通过云海OS V3.2平台采用开放、灵活的架构设计和模块化设计，客户可以功能模块按需组合，满足不同层次用户需求，便于扩展及定制化开发；云海OS V3.2具备大规模、细粒度、高精度的监控系统，对资源进行完善的监控管理、故障报警、日志记录等；系统支持自定义角色类型，可定义拥有不同权限的角色，实现灵活而安全的系统权限管理，且拥有基于权限的用户控制技术和组织网络隔离技术，可以保持多租户环境下的安全性和可靠性。针对用户业务，云海OS V3.2提供灵活的业务审批流程，可自定义业务流程，实现业务申请审批流程的可视化、自动化管理；精确的计费管理，终端用户可以通过Web界面在线自助申请所需的计算、存储、网络资源，实现资源的按需获取并通过实时的资源使用情况统计，让用户精确掌控自身资源和费用使用情况。