面向電力行業的云計算平臺解決方案

【摘要】針對電力行業的信息化應用需求，結合當前的云計算平臺技術，本文擬為電力行業企業提出一個打造私有云計算平臺的解決方案，為電力行業企業信息化的基礎平臺的構建提供理論依據。

【關鍵詞】電力行業云計算解決方案

一、可行性分析

對于電力行業，成熟且具備行業特征的軟件套裝更容易成就最佳實踐。

套裝軟件一定是為某一個功能集和需求池而存在的，成熟的套裝軟件，是將專業軟件打散重新洗牌組合后的套裝軟件，只不過在這個軟件功能中同時涵蓋了多專業的要求。與量身定制的行業ERP相比，成熟套裝軟件在開發周期、穩定性上明顯優于客戶化定制軟件。

云計算是企業實現信息化的成功之道，企業要想實現信息化管理，開發工具也在向云計算轉移。相對于傳統套裝或單租系統的浪費現象，多重租賃的云計算，則顯示出不可替代的優勢。符合行業特征的套裝軟件是電力企業的一片片云計算。成熟且具備行業特征的軟件套裝更容易成就最佳實踐。

二、云計算平臺解決方案

本文提出一種基于層次結構部署彈性、模塊化、分布式的架構。并且，實現EC2的SOAP和”Query”接口，將允許用戶啟動、控制、修改、終結整個底層虛擬資源。圖1為項目為電力行業企業設計的云計算平臺解決方案。

系統架構為層次型架構。包含了節點控制模塊、集群控制模塊、云控制模塊、存儲控制模塊。節點控制模塊負責監聽、控制、終結每臺服務器上運行的每個虛擬機實例；集群控制模塊負責搜集每臺虛擬機的調度信息及運行狀態并管理由虛擬機組成的虛擬局域網。存儲控制模塊實現了Amazon S3接口的put/get存儲服務；云控制模塊提供了用戶和管理者的云接入點。

整個層次架構包含了如下組件及工具：

（1）面向電力行業Unix服務器系統的虛擬機鏡像。在當下的開源云計算平臺虛擬機中，大多為Linux虛擬機，并不能提供對Unix系統的全面兼容，這將導致部分原有Unix服務器上的系統軟件無法正常運行。為了解決系統兼容性的問題，需要開發一種兼容Unix標準的虛擬機，確保原有服務器軟件資產能平滑的向云計算平臺遷移。

（2）云計算平臺的服務器集群管理及數據同步。集群管理的功能，就是對節點的運行狀態進行監控，便于合理的將負載分配至各個不同的節點，并且當節點出現故障時，及時進行報警并嘗試自動恢復節點。而數據同步，是集群控制中最重要的任務之一，它將確保集群的節點共享全局數據的拷貝，在一個任務被分配給多個節點時，保證任務在節點上的并發執行。

（3）虛擬以太網及其數據路由、加密、隔離、監控等相關軟件。一個云計算平臺中，同屬于一個分配領域的虛擬機實例必須能互聯互通，而不屬于同一分配領域的虛擬機實例必須被隔離。我們的解決方案將會盡可能的發揮虛擬以太網的通訊性能并保證安全。在本文的平臺解決方案中，集群控制器負責建立和拆除虛擬網絡。

（4）面向云計算的數據存儲集群。面向云計算的數據存儲集群，將為云平臺提供統一的文件樹，軟件可透明的訪問該文件樹中的任意文件，而無需關心這個文件存儲的物理位置，以及文件是否保存于一臺服務器上，或是分散于多臺服務器進行保存。

（5）CPU、存儲、網絡帶寬的動態調度及負載均衡。任務的動態調度和負載均衡，是云計算平臺充分利用服務器節點硬件資源，以達到更高的任務執行性能的關鍵保障，對云計算平臺的實用性有著至關重要的影響力。

（6）平臺的監控、管理、日志工具。平臺的監控工具，是對整個云計算平臺進行性能監控和流量分析的工具。而管理工具，則對平臺上的節點、存儲、虛擬機、用戶、虛擬以太網拓撲等提供可視化的管理手段。日志工具記錄了平臺上的各種事件和實時、統計數據，并提供可視化的用戶界面。

本文提出的電力行業解決方案，依賴下列方法及技術方案的實現：

（1）在開源軟件的基礎上，面向電力行業的Unix服務器開發云控制器、集群控制器、節點控制器、存儲控制器等關鍵組件。（2）針對電力行業企業的Unix服務器，定制與其操作系統API兼容的虛擬機鏡像。（3）開發虛擬以太網軟件，為云平臺上的虛擬機提供網絡地址分配、數據路由、安全監控、物理地址映射等服務。（4）借助開源軟件實現存儲負載均衡、數據容錯及數據恢復等特性。（5）研究面向電力行業網絡拓撲，滿足子網隔離要求的請求分發、負載均衡及任務調度算法。（6）實現基于標準服務的云管理接口及管理工具。（7）實現云計算平臺內的應用防火墻、數據防火墻和網絡防火墻軟件，實現可媲美物理隔離方式的企業信息安全性。

三、小結

本文提出的一種面向電力行業信息化的云計算平臺解決方案，可電力行業企業信息化的基礎平臺的構建提供理論依據。本文提出的解決方案包括構建電力行業云計算平臺所需的系統軟件，面向云平臺的虛擬機及節點的管理監控軟件，虛擬以太網的管理、監控及防火墻軟件，云計算平臺管理維護系統。

電力行業擁有巨大的IT基礎設施，如果將這些原本相對孤立的IT基礎設施通過云計算技術聯合起來，組建若干云計算平臺，將大大提高電力行業IT資產的使用效率。