一種數據中心網絡地址資源分配管理方法及實現

蔡夢臣 蔣明 王旭東 方圓 徐敏 武欣欣(國網安徽省電力公司信息通信分公司,安徽合肥 230000)

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一種數據中心網絡地址資源分配管理方法及實現

蔡夢臣 蔣明 王旭東 方圓 徐敏 武欣欣
(國網安徽省電力公司信息通信分公司,安徽合肥 230000)

【摘 要】隨著云計算技術的發展,數據中心在電力行業得到了長足發展,也是電力公司信息運維管理的重點工作。本文通過建立網絡地址資源基本要素庫及面向應用系統的網絡地址資源分配模型,給出了一種適用電力行業數據中心地址資源管理方法,并結合安徽省電力公司數據中心的實際環境研發了一套應用系統,通過系統的應用實踐表明該方法提升了數據中心網絡地址資源管理效率,具有較好的實用價值。

【關鍵詞】數據中心 網絡地址資源管理 網絡資源要素庫

1 引言

數據中心是應用系統集中部署、應用的基礎支撐平臺,也是目前云計算發展的基礎設施[1],特別是近年來,隨著企業級應用的高度集成和和云計算、云存儲的不斷發展,數據中心逐漸從后臺走向前臺,得到了產業界和學術界的高度重視與研究[2]。在電力行業,隨著業務垂直化管理的不斷提升,作為支撐的應用系統也逐漸走向集中化部署、應用及運維,數據中心建設也應用而生,并在整個電力信息化建設過程中得到高度發展[3]。

安徽省電力公司信息通信分公司承擔信息系統、通信網絡建設運維工作,其中網絡地址的分配管理是日常運維工作的一項重點,網絡地址資源的使用對象包括數據中心設備及終端設備,均由專職人員負責地址段的劃分、分配、回收等日常管理工作。隨著三集五大的深入推進,更多應用系統采用省級集中部署,使得安徽省電力公司數據中心承載的應用系統及配套的硬件設備急劇增加,對網絡地址資源的管理也提出了新的挑戰。主要體現在以下2個方面:

(1)目前地址資源的劃分、分配、回收均采用人工記錄的方式,使得地址資源臺賬準確率較差,通常與實際情況存在較大的差異;需要定期發起專項工作對人工臺賬進行核查分析并進行完善,工作量大同時效率較低。

(2)應用系統的基礎設施包括服務器、虛擬機、負載均衡設備、存儲設備等,采用人工臺賬時,網絡地址管理人員無法直觀全面的掌握應用系統使用的地址資源情況,在進行應用系統故障分析時不能有效定位關聯設備并進行故障處理。

為此需要一種信息化的數據中心網絡地址資源管理方法,實現對數據中心網絡地址資源的流程化、標準化管理,提升電力信息網絡地址資源管理水平。

2 數據中心網絡地址資源管理方法

數據中心網絡地址資源管理方法由三部分構成,分別為網絡地址資源基本要素庫、面向應用系統地址分配方法及網絡地址資源管控流程,分別實現網絡地址資源的管理、網絡地址資源的分配管理及網絡地址資源管理的流程化管控。

2.1 網絡地址資源基本要素庫

網絡地址資源基本要素庫用于構建數據中心可用的所有的IP地址資源。考慮到省公司數據中心的地理分布以及不同業務采用獨立的業務VLAN,方法通過建立地理區域、地址段、VLAN段及IP地址四層樹形結構遍歷形成數據中心所有可用的IP地址資源。

其中VLAN段為整個基本要素庫的核心,確定了該VLAN所屬IP的業務類型,為IP地址的分配提供業務依據。VLAN段在維護時包括VLAN名稱、VLAN號、承載業務說明、VLAN網關、起始IP地址、結束IP地址等字段信息。通過遍歷VLAN段的起始IP地址至結束IP地址得到VLAN內所有的IP地址資源集合,同時針對單個IP地址定義已分配、預分配及空閑三種狀態,分別表示該IP已經被實際使用、該IP未使用但已預留使用及該IP地址未使用,網關地址默認為已使用。

2.2 面向應用系統地址分配方法

數據中心內部硬件設備包括各類服務器、網絡設備、負載均衡設備、安全設備、存儲設備等,在人工維護時主要依據硬件設備建立臺賬,但通常是一組硬件設備組合形成某個應用系統的基礎計算資源,在維護時通常由專責人員以單個系統為單位進行管理,為此本方法以應用系統為單位進行地址分配。

應用系統基礎計算存儲資源一般包括服務器、網絡設備、負載均衡設備、安全設備、存儲設備,每類設備因設備類型不同占用的地址數不同,如負載均衡設備通常占用1-3個IP地址,同時設備在進行集群處理時還會占用額外的地址資源,為此方法采用應用系統、設備組及設備三級結構實現單個應用系統的網絡地址分配結構,設備組主要包括網絡組、應用組、數據庫組、存儲組、安全組、負載均衡組。

在網絡地址分配結構中,參與地址分配的為設備組及設備層,首先通過應用系統確定VLAN后,針對設備組和設備在選定的VLAN中分配1至多個IP地址,實現應用系統的IP地址分配。

2.3 網絡地址資源管控流程

由于數據中心的應用系統、設備等基礎臺賬隨著實際生產需求在不斷變化,為此網絡地址資源的分配在一段時間后與實際環境會存在一定差異,為保障網絡地址資源分配與實際環境的一致性,在實際應用過程中制定了應用系統上線網絡地址申請流程、應用系統設備變更網絡地址申請流程、應用系統下線(停運)網絡地址回收流程,通過流程保證網絡地址的運維工作與應用系統、設備的變化保持一致,提升地址資源庫的準確性。

3 應用系統實現

為驗證方法的有效性,結合安徽省電力公司數據中心實際環境進行了應用系統的研發,應用系統采用B/S架構,實現了網絡地址資源庫的管理以及面向應用系統的網絡地址資源分配管理。網絡地址資源段管理界面,可針對網絡地址資源段進行新增、修改、導出等維護操作。以應用系統為單位的設備組及設備IP地址管理界面,包括三塊內容:應用系統網絡地址使用情況一覽、應用系統設備組、設備網絡地址操作子界面及該應用系統對應的VLAN中網絡地址資源使用情況。

4 總結與展望

隨著云計算技術的發展,數據中心在電力行業得到了長足發展,也是電力公司信息運維管理的重點工作。本文通過建立網絡地址資源基本要素庫及面向應用系統的網絡地址資源分配模型,給出了一種適用電力行業數據中心地址資源管理方法,并結合安徽省電力公司數據中心的實際環境研發了一套應用系統,通過系統的應用實踐表明該方法提升了數據中心網絡地址資源管理效率,具有較好的實用價值。

參考文獻:

[1]鄧罡,龔正虎,王宏,陳琳,劉志宏.現代數據中心網絡資源管理技術分析與綜述.化通信學報,2004.2.

[2]世紀互聯CloudeEx云主機進一步升級技術系統.計算機與網絡, 2010年36期.

[3]張贛.梁偉,基于支點的數據中心網絡地址快速自動配置方法研究,第七屆中國測試學術會議論文集,2012.6.