省級數據中心云管理平臺建設構想

呂海紅

摘要

信息技術的高度發展，推動著數據中心架構的不斷轉型升級，在這個過程中數據中心面臨著多個不同架構、不同技術平臺共存的局面，甚至多個相同架構相同技術的平臺共存，針對該問題本文提出了云管理平臺建設構想，可實現對數據中心所有平臺的集中管理，可簡化運維管理、提高資源利用率、降低成本等。

【關鍵詞】數據中心 云管理平臺 統一管理

隨著信息技術的高速發展，數據中心經歷著架構的不斷轉型。為實現數據和資源的統一管理和對數據的綜合利用，人民銀行基本實現了兩級數據中心的建設部署。為緊跟技術發展趨勢，人民銀行也在探索研究云計算、分布式、超融合等新型技術，并不斷探索和推動數據中心架構轉型升級。隨著新技術的使用，省級數據中心建設部署有多套平臺，各平臺之間獨立運行，并逐漸暴露出一些問題，給運維管理帶來極大不便，本文針對這些問題提出云管理平臺建設構想。

1 相關技術

云平臺。云平臺是一種新型的云計算模式，采用軟件技術將計算、網絡、存儲等解耦形成統一的易于管理的集成式資源共享池，實現IT基礎架構的融合，為云計算數據中心的實施與部署提供技術支持。云平臺是對計算、網絡、存儲等資源的重新規劃再使用，并以低成本、易擴展、易管理等為優點，可實現多種應用場景。

2 現狀分析

省級數據中心將轄內的系統和數據進行集中管理，目前我單位省級數據中心根據需要部署有多套虛擬平臺、Hadoop分布式大數據平臺，以及云桌面和部分有特殊用途的PC服務器等。目前正在探索使用超融合架構、分布式、容器等，隨著技術發展趨勢以及需求的增加，不同技術、不同架構的平臺將不斷增多，考慮到各平臺性能各異、成本、實施難度等問題，在最近幾年會存在集中式、分布式多種平臺共存的局面，多個平臺同步運行逐步顯現出一些問題和不足。

2.1 運維復雜

目前在內網和DMZ區分別運行有多套VMware虛擬化平臺，同時內網還部署有大數據應用平臺、云桌面以及部分PC服務器等，以及即將新建的分布式平臺等，各平臺建設時間、應用、技術等各不相同，需要多個具有不同專業知識的運維人員分別對其進行維護，運維復雜，工作量大，運維效率低，靈活性差。

2.2 基礎設施資源不能共享

由于各平臺之間資源不能進行統一分配管理，從而造成基礎平臺之間的煙囪式孤島，各平臺建設之初因考慮未來應用需要一般都會購買大于實際需要的硬件資源。而各平臺由于架構不同、技術不同資源不能共享，即使相同架構相同技術的平臺也無法共享，從而造成基礎設施資源的浪費。原來由于過多PC服務器造成的資源浪費而搭建虛擬化平臺，為實現大數據應用而建設部署Hadoop分布式平臺，而隨著平臺的增多又不得不重新考慮多個平臺的資源浪費問題，閑置資源不僅會增加購買成本，也會相應的增加運維、維護等成本。

2.3 成本高

數據中心每套平臺都是根據當時的需要單獨采購并建設部署，在整個過程中會浪費較多的人力物力財力，無形中增加建設成本;由于需要增加較多的人力進行運維，設備故障率也會增加，從而增加運維成本。由于平臺建設之初未進行統一規劃，隨著不同技術新平臺的建設，會進一步加劇運維成本、運維復雜度以及資源的浪費。

2.4 性能不適用新的應用

不同的平臺都是在適合當時需求并綜合考慮的情況下建設部署的，隨著技術的不斷進步和發展，現有技術平臺不足以支撐新的應用需求，使用不同技術的平臺不斷建設和增多。如，虛擬化平臺無法支撐高I/O類型應用，需要建設超融合平臺;為實現虛擬平臺的輕量化管理和應用，需要使用容器技術，從而需要建設多種技術不同、架構不同的平臺。

2.5 新需求

新需求不僅包括降低成本、簡化運維、資源共享、滿足需求、提高效率等，還包括不同用戶不斷提出的新需求。數據中心管理人員需要數據中心具有高度的靈活性和適應性，能夠根據需求變化做出快速響應。業務系統用戶需要能夠根據需要申請資源和按需擴容，提高業務的連續性。運維服務人員需要降價成本，進行統一管理，簡化運維工作量并提高效率。

3 云管理平臺建設構想

3.1 建設思路

為改善目前數據中心運維現狀，本文提出云管理平臺建設構想。云管理平臺是對存在的多個平臺、PC機等進行統一管理，實現統一運維，提高資源利用率。

（1）云管理平臺將所有基礎資源通過解禍重新組合后再按類劃分的方式，將基礎資源劃分為集中、分布式、PC服務器三部分，可實現將不同基礎資源在同種架構的平臺之間進行自由調配，提高資源利用率，實現資源的優化利用。

（2）集中部分是將原來的多個集中存儲的虛擬平臺的存儲進行重新組合，形成互為備份的兩套存儲，可實現雙活備份，以支持原來的多個虛擬平臺的使用。在不需要另外購買存儲的情況下解決了原來存在的只有單個存儲的虛擬平臺的備份問題，提高業務連續性。

（3）分布式部分將多個分布式平臺進行整合，根據需要進行靈活分配，實現不同的分布式應用。

（4）將所有PC服務器進行統一管理，PC服務器可在分布式平臺和單機之間根據需要進行調配。

3.2 功能結構

云管理平臺從下到上可分為基礎設施資源層、分布式云操作系統層、云服務層、應用分類層、具體應用層。

（1）基礎設施資源層包括數據中心計算、存儲、網絡設備等資源，將原來分散的虛擬平臺、大數據平臺、分布式平臺、PC服務器、網絡設備等進行解耦整合再分配。

（2）分布式云操作系統包括云服務管理、任務調度、資源管理、虛擬化、存儲等功能，為云管理平臺提供基礎功能。

（3）云服務層提供負載均衡、虛擬主機、分布式和關系型數據庫、對象存儲、大數據計算等服務，以滿足不同應用需求。

（4）云管理平臺可分為集中式平臺、分布式平臺、PC服務器三種類型，按類型實現不同平臺應用。

（5）具體應用層可根據用戶需要實現VMware、云桌面等虛擬化平臺，以及大數據應用平臺、分布式平臺、PC服務器等應用。

同時云管理平臺對整個體系的軟硬件、應用等提供安全防護、安全管理和運維管理功能，為數據中心各應用系統的安全穩定運行提供保障，提高健壯性。

（1）提供入侵檢測、漏洞掃描、補丁分發、病毒查殺、堡壘機等安全防護，提高安全防護能力。

（2）具有網絡安全、主機安全、數據安全、應用安全、日志安全審計等安全管理功能，提高安全保障水平。

（3）平臺運維管理功能包括統一運維、自動化運維、軟硬件監控、自助服務門戶等功能。

3.3 特點

統一運維管理。對各平臺的運維管理統一集中到云管理平臺。對各平臺的管理實現單點登錄，通過堡壘機對操作進行審計，減少需要維護多個賬號的風險;實現自動化運維，簡化運維管理，實現底層的透明化，運維人員不需要掌握比較深的服務器、SAN、存儲、網絡、虛擬化等多種技術，即可完成比較復雜的運維管理工作;減少運維人員數量，提高運維效率和運維水平。

運用容器的思想劃分不同的應用區。云管理平臺可以將基礎資源進行統一管理，根據容器的思想劃分不同的功能區以適應不同技術平臺的應用，各平臺之間互相獨立，互不影響。如果需要建設新的技術平臺，不需要單獨購買硬件設備，充分利用已有閑置資源可降低成本，并且可縮短項目建設周期。

提高基礎資源的利用率。利用碎片管理的思想實現基礎資源的有效管理和利用。云管理平臺可實現對虛擬平臺、云桌面、分布式數據平臺、容器、超融合、 PC服務器等的硬件資源的統一管理，基礎設施資源可以在不同的資源池中進行在線自由調配，實現基礎資源的集中再分配。云管理平臺通過負載均衡按照實際需要為不同的平臺分配合適的資源，各平臺不需要在滿足當前需求的基礎上增加多余資源;將原來存在的各平臺的閑置資源進行碎片化管理，閑置資源可根據需要分配給其他應用，實現資源的有效利用，提高基礎資源利用效率。

減少故障發生次數。由于基礎資源的有效利用，可在滿足現有應用的情況下使用較少的硬件設備，設備減少帶來的直接影響就是故障次數的直接減少，從而間接減少運維工作量和成本。

降低成本。對現有各平臺閑置資源進行統計發現各平臺閑置資源甚至有二分之一，閑置資源完全可滿足超融合平臺的使用（可滿足我單位需要）。云管理平臺將閑置資源進行集中再分配，可減少設置購買費用，大大降低硬件購買成本，同時由于設備的減少可相應的減少運維工作量，維護成本等，可有效降低整體運維成本。

統一監控。云管理平臺實現對各平臺的統一監控，包括硬件、操作系統、應用、網絡，在平臺性能不足時通過負載均衡實現自由配，提高運維監控的效率，避免對多個平臺以及軟硬件分別進行監控造成不能及時發現問題的情況。

適應新需求。云管理平臺可對集中式、分布式、PC服務器等進行統一管理，實現數據中心、運維、應用等的統一管理，有效簡化數據管理人員、運維人員、應用人員的工作，提高工作效率。如果有新的應用，可在現有平臺上將閑置資源進行劃分，或根據應用需要按需擴展對應類型平臺性能，以滿足集中、分布式多種應用平臺和需求。

4 結束語

本文針對目前省級數據中心存在的問題，結合實際提出了云管理平臺建設構想，可有效提高運維管理水平、提高資源利用率，降低成本，可實現集中式和分布式共存的雙核結構，隨著技術的發展可逐步淘汰不適用平臺，并逐步擴大主流架構占比。

參考文獻

[1]希賽教育軟考學院.系統架構設計師教程[M].北京：電子工業出版社，2013.