昆明卷煙廠：用虛擬化構建私有云平臺（上）

昆明卷煙廠創建于1922年，重組前是中國卷煙工業4大重點骨干企業之一。2008年，紅云紅河集團成立，作為紅云紅河集團的核心生產廠和“云煙”的誕生地，昆明卷煙廠成為新集團主品牌“云煙”當之無愧的重要生產廠。

數據存儲亟需集中化管理

昆明卷煙廠信息化建設經過了近20年的發展，其信息化程度已日漸成熟，MES、一號工程、排產系統、知識管理系統、綜合管理系統成為各部門的重要業務系統，使涉及生產、運維、人事等重要的環節均依賴于現有的IT系統。其中MES系統運行于VMware虛擬機集群，使用獨立的數據存儲；一號工程運行于AIX雙機系統，使用獨立的數據存儲；其他應用，如網絡準入控制服務器、桌面管理、殺毒軟件平臺、NTP、FTP服務器等部分使用VMware虛擬服務器集群，亦使用獨立數據存儲。

由于IT系統建設的歷史原因，現有的各業務系統都是孤立的系統和孤立的存儲資源。業務系統復雜，并且需求變化頻繁，所以數據規劃困難，而且信息孤島導致難以實現數據集中管理，無法實現向企業私有云的統一云存儲平臺過渡。加之工廠網絡中的數據量呈跳躍性增長，數據類型日趨多樣化，因此，更加有效地管理數據和加強系統的安全可靠性，已成為保障業務正常運行的關鍵環節。

為實現昆明卷煙廠“十二五”期間打造“數字化工廠”的目標，進行工作目標化管理，深入應用MES系統，擴展并完善部門級FTP系統、知識管理系統、企業文化管理系統和IT運維管理等工作，昆明卷煙廠需要構建集中存儲平臺，在文件空間管理、權限管理、版本管理和系統使用性能等方面給予業務系統最有效的支持。工廠的集中數據存儲平臺將承載煙廠各個核心應用系統，成為整個工廠的數據訪問、數據存儲及數據交換中心，集中數據存儲中心的建設將為昆明卷煙廠企業私有云平臺的發展奠定堅實的基礎。

云存儲是私有云的基礎

要構建昆明卷煙廠的企業私有云，其核心或第一步是將資源虛擬化。私有云的主要組成包括：計算資源的虛擬化、網絡資源的虛擬化、存儲資源的虛擬化，以及計算平臺的虛擬化，而其中最重要的是存儲資源的虛擬化。云存儲是私有云的基礎，也是基礎架構云的基礎，存儲向計算層、應用層和網絡層提供最基礎的資源同時，保障數據的安全、可信。私有云的建設，以虛擬化為基礎，以構建企業級計算虛擬化池和存儲虛擬化池為目標，搭建企業云計算平臺。

1. 云存儲的定義與特征

目前，全球存儲及網絡工業協會（SNIA）對于云存儲的特征描述包括：資源按需供給、按需使用；自服務能力以及服務為導向；完善的協議支持和豐富的應用接口；自動優化和自動維護。特別地，對私有云強調：提供企業級應用的服務能力；由企業的IT部門運營，更高的利用率和更低的總體擁有成本（TCO）。

2. 存儲虛擬化的實現技術

作為云存儲的必要手段，存儲虛擬化是每個企業邁向云存儲的第一步，也是最關鍵的一步。目前，行業中能夠提供存儲虛擬化的廠商不下10家，技術也是各有千秋，從實現的機制和層面來看，主要可以分為以下幾類：

·基于主機層面 即在業務主機安裝卷管理器類軟件，實現異構存儲的互聯互通和數據的流動。該方式實現成本較低，但過程復雜且消耗主機計算資源，尤其在大規模環境下，隨著主機和存儲數量的增多，會帶來一系列的運維復雜度和管理風險，因此在大型環境中并不適用。

·基于網絡層面 即通過 x86服務器集群進行異構存儲的數據封裝和重新映射，從而達到屏蔽底層復雜度的目的。該方案將第一種的卷管理功能下移到專用的x86服務器上，釋放了主機資源，簡化了管理。但由于虛擬化層的引入會帶來SAN架構的變更，因此，復雜度也不小。同時，因為多個x86節點的引入，降低了整個存儲架構的高可靠性，并且x86服務器的帶寬瓶頸也成為該方案在大型企業部署中必須慎重考慮的因素。

·基于存儲控制器層面 即將虛擬化功能內置于高端存儲平臺，依靠高端存儲本身具備的豐富的數據服務能力以及強壯的架構提供虛擬化平臺，該虛擬化方案實施后，所有的存儲資源的管理和維護與一臺高端存儲的維護別無二致，而且架構更加簡潔，可靠性有保證。這種架構的缺點是初期的設備投入較大，不利于在中小型企業和環境中推廣。

由此可以看出，對大型企業來講，基于存儲控制器層面的虛擬化更加適合，而SAN層面的實現成本較低，適用于可靠性要求不高的企業或應用系統采用，基于主機的虛擬化則適用于設備數量很少的環境中。

3. 云存儲應承載所有類型的數據

云的目的是讓用戶隨時、隨地、隨心地使用服務的能力，而面對多樣化的服務要求，云存儲平臺必須具備綜合的服務提供能力。傳統上的按照不同的存儲協議和功能的設備劃分方式不再適用于云存儲的要求，云存儲應該是一個平臺，一個能夠提供各種存儲服務和接口的平臺。

目前對存儲的服務要求包括：SAN、NAS、歸檔、VTL以及通過各種接口連接服務器的能力，所以，云存儲平臺應該是一個能夠提供上述能力和接口的平臺，能夠同時滿足企業對結構化、非結構化、半結構化以及多媒體數據的存儲和訪問的要求。

4. 云存儲架構對平臺可靠性的提升

傳統架構的孤島式存儲雖然能夠有效地隔離故障的范圍，但作為聯系越來越緊密的整個數據中心的一部分，單一設備的故障的業務模塊停頓，也會導致整個應用流和數據流的停頓，造成經濟損失和業務上的損失。因此，從提升業務SLA的角度來看，只有提升整個平臺的高可用性，才能將企業的信息服務水平提升到一個更高的層次。

相比于獨立建設的存儲架構，基于云的虛擬化存儲平臺應具備更高的平臺可用性，具備單一存儲不具備的數據保護能力和災難恢復能力，其中包括：

·整個存儲池基于動態存儲技術，存儲的供應可以動態調整，容量的添加縮減、卷的擴展收縮不會帶來業務的中斷，從而減少了計劃內的停機時間和次數。

·虛擬化資源池內的數據可以在線地在不同品牌、不同檔次的存儲間遷移，從而避免了數據移動、歸檔、熱點消除等例行操作帶來的業務停頓或服務質量下降。

·通過時間點的快照、克隆等技術，可以實現數據的跨存儲保護，在單一設備故障情況下，快速恢復業務運行，與傳統磁帶庫或虛擬磁帶庫恢復相比，恢復時間只有原來的幾十分之一。

·虛擬化資源池容納了SAN、NAS等所有的存儲服務，就能夠利用虛擬化平臺提供的完備的數據復制和高可用技術，對整個資源池進行災難備份和統一的數據保護，避免了以前不同類型、不同品牌存儲容災系統各自建立帶來的標準不統一、管理不規范以及運維復雜等問題。（未完待續）