云計算資源池在電力信息化中的應用

國家電網有限公司 于曉輝

國網遼寧省電力有限公司大連供電公司 吳江寧 姜學樸 閻德武

云計算是IT產業發展的大趨勢，對于電力信息化發展的影響日益突出。隨著發展，云計算資源池的概念興起。本文對云計算資源池做簡要的介紹，針對云計算資源池在電力信息化中的應用進行探討。

隨著云計算概念的到來，信息技術行業受到了較大的沖擊，云計算在企業私有云環境的影響下落地也成為了企業共同面對的難題。隨著發展，云計算資源池逐步成為了第一個能在企業私有云環境中完整落地的新型應用方式。

電力企業的主要業務是建設運營電網，保證電力供應的安全化、經濟化、清潔化、可持續化，發展方向日益趨向于標準化、集團化以及產業化。集團化要求企業在生產、銷售和售后等環節達到較高的要求。所以，數據能夠及時被分析和儲存越來越重要。

一、資源池在云計算中的定義

云計算服務可以劃分為基礎設施級、平臺級和軟件級這三個級別的服務類型。大型的企業主要是以虛擬化的技術組建資源池，通過資源池滿足所有業務的資源需要來體現云計算的應用，體現出靈活分配和擴展富有彈性的特征，能夠提高資源的應用效率。

二、電力信息化建設中建設云計算資源池的目的

電力企業在初步嘗試云計算資源池建設時，是以互聯網企業云計算資源池建設為參考的。但是通過實踐發現大型電力企業與互聯網云計算資源池的建設是存在較大區別的。主要原因是互聯網企業的規模較大但是模式單一，而大型電力企業的IT基礎設施的環境具有復雜性，在云計算資源池建設過程中不得不充分考慮結構問題。因此，大型電力企業不能按照單一的X86虛擬化概念進行云計算資源池的建設。大型電力企業建設資源池并不是一蹴而就的，它的復雜性決定了資源池建設需要經歷長時間的考驗。

三、云計算技術在電力信息化發展中的運用

由于電力企業數據具有復雜性，云計算資源管理系統能通過運用虛擬化技術將物理設備轉換為能夠實現高度共享的資源池，從而能夠對資源有一個高效的統一管理，提供給企業提供資源、管理虛擬機、動態調配資源、計算分析資源使用的服務。電力企業提供云計算資源管理平臺，能夠實現自主按照業務應用需求提供資源、鏡像管理統一化、運行環境具有彈性等。

建設云計算資源池能夠對資源進行統一的管理，按照實際需求調度和分配資源，有效的提高了資源的利用率，軟件和硬件的整合也得到優化。鏡像管理的統一化提高了鏡像文件的存儲效率、定位速度、和管理版本的性能，使得復雜的鏡像管理簡單化，支撐應用復制過程。利用云計算技術還可以加快部署速度，為各類業務應用做資源供給的服務，支撐災備演練、災備切換等重要流程。云計算資源管理系統可以根據實際業務應用的負載狀況，做出業務應用集群的彈性收縮，使得業務應用有一個安全可靠的運行環境，從而大幅度提高接管靈活性。并且，云計算資源管理平臺能為電力企業提供一個在虛擬環境下的監控數據，主要體現為發現虛擬化構架，監控物理資源、虛擬化資源和配置等。

四、電力企業云計算資源池的建設

因為電力信息化發展中建設云計算資源池具有復雜性，所以無法用一個指標來評價資源池的優劣。本文通過資源池五個組成部分對其整體進行分析。

（一）X86虛擬化

我們以X86虛擬技術中的VMware為例，它能夠將X86物理機轉變為虛擬機，虛擬化平臺實現了業務中涉及的軟件和硬件不需要直接綁定，并且虛擬機的創建、銷毀以及變更更為方便，X86虛擬化技術一定程度上體現了X86結構的柔韌性。

但是，X86虛擬化絕對不能代表整個云計算資源池建設，它只是整個建設過程中跨出的第一步。在建設中建設者往往會遇見各種各樣的問題，主要體現為硬件與虛擬化軟件的不兼容、儲存設備發生故障、X86虛擬化環境下業務應用效果不佳等。從技術方面來看，X86技術提高虛擬機的適用性主要是通過共享儲存實現的，儲存資源的開銷量直接影響計算資源的效率，IT基礎設施引入虛擬化平臺會舍得真個構架變得復雜，所以，存儲器、網絡、服務器以及軟件之間的聯系尤為緊密。從運用資源方面來看，較多的電力企業通過X86虛擬化平臺建設之后只是以獨占虛擬主機的方式代替獨占物理主機的方式，而資源的流轉并沒有得到改善。并且，物理機在X86虛擬機中的運用具有較高要求，較多單位通過采購服務器進行資源池建設，這導致無法高效率的運用遺留的軟件、硬件資產，這一問題突出體現在大型電力企業中。

因此，X86虛擬化的建設階段僅僅為電力企業云計算資源池建設最基礎的階段。

（二）通過硬件池支撐的硬件資源交付

對于電力企業來講，X86虛擬化只是做到X86服務器池化，但是因為電力企業業務具有復雜性，一次性將業務全部轉移到X86虛擬池是不科學的，并且建設過程中遺留的物理服務器和小型機等仍然需要有一個較長時間的存在。因此，電力企業在云計算資源池建設過程中還要做到物理機和小型機的池化。

電力企業云計算資源池建設的第二階段與第一階段相比，主要突出體現于硬件設施的柔韌性。

在大型電力企業中，物理機池與小型機池是必不可少的。在安裝網絡和主機實現自動化技術成熟的條件下，X86物理服務器能夠根據用戶的具體需求進行安裝，使得X86物理服務器的管理效果相似于虛擬機池；對于小型機，可以通過小型機自主的虛擬化技術達到動態分配的目的。不過，因為X86物理服務器受到自動化能力不強的局限以及小型機具有封閉性的特征，物理機和小型機的池化無法達到X86虛擬池的同一水平。

資源的配比是儲存、服務器以及網絡的關聯設計最關鍵的考慮方向。做到服務器池化是資源池建設工程中的一個新挑戰。比如，由于存儲的開銷量在X86虛擬池中變大，計算資源與儲存資源的配比要尤其注意。在實際中，可以實現由一臺集中式儲存設備支持一百五十臺物理機進行虛擬化工作，因為儲存性能不夠高而引起虛擬化性能下降的案例很多。另外，云計算資源池中，虛擬機會在物理主機之間遷移，這就需要有一個具備較高的適應動態能力的網絡環境為虛擬機間網絡聯通能不中斷做保障。為了實現電力信息化發展工程中大規模的云計算資源池建設，必須要充分考慮存儲、服務器和網絡之間的關聯問題。

在第二階段的云計算虛擬池建設，硬件設備變得尤其復雜，因此必須要建立一個統一的管理系統。這一階段的虛擬池管理系統要做到能夠管理混合的環境和硬件裝備的交付。比如，業務1需要兩臺預裝VMware系統的虛擬機和兩臺預裝AIX系統的小型機，它們必須存在在同一個WLAN環境中，并且小型機必須有儲存卷掛載，這樣的環境具有復雜性，需要云計算資源池管理系統自行組建。并且，云計算資源池管理系統要求具有一定調度能力，為資源能夠充分運用做保障。在第二階段的云計算資源池，能夠做到對所有的硬件服務實現交付。

（三）面向運用的硬件、軟件資源裝配

云計算資源池建設第三階段與第二階段相比，第三階段增加了軟件安裝與交付的能力。云計算資源池管理系統能夠實現對指定的軟件或者硬件交付。例如，業務1交付預裝了Linux系統與WebLogic中間件的兩臺虛擬機，并且集群配置兩個WebLogic；交付兩個預裝AIX系統與Oracle數據庫的小型機，并且以RAC模式配置Oracle數據庫。這一階段擴充了云計算資源池的服務范圍。

雖然此階段相比于第二階段的提升幅度較小，但是此階段是根據企業平臺軟件建設標準化建設的。平臺軟件通常是通過腳本實現安裝交付的，一旦出現平臺軟件不標準的問題，極易引發腳本泛濫從而導致管理失控的嚴重現象。因此，平臺軟件做到標準化是實現平臺軟件服務化的重要前提。

第三階段是當先允許的技術條件下，電力企業能夠在云計算資源池建設中達到的最高級別。

（四）通過軟件池支撐的硬件、軟件資源交付

第四階段實現了軟件資源的池化，強化了平臺軟件的柔韌性。在上一階段，軟件的交付還是依賴于安裝腳本，這一階段的主題則是達到平臺軟件自主實現調度。比如說數據庫池能夠同時通過給多個業務數據服務，并且按照不同業務的負載實況自動調配數據資源，軟件資源實現具有流動性的特征。平臺軟件在軟件池中能夠實現徹底的服務化，用戶可以直接受到平臺軟件的服務。

（五）富有彈性的應用軟件交付

電力企業云計算資源池建設的第五階段主要目標徹底實現軟件和硬件結構的彈性。資源彈性這一概念較難實現，在電力企業云計算資源池建設過程中經過長時間的數據累計以及大量的實踐經驗，才能做到調度資源彈性化以及在生產中高效應用。

并且，大型電力企業實現業務應用標準化并非易事，需要電力企業做長時間建設，而業務應用實現標準化又是在實現資源流動過程中尤其重要的階段。在第四階段，云計算資源池的建設基本完成，企業的經濟收益水平能夠到達一個新高度；數據庫基本上可以實現自動管理，運行維護成本大幅度降低。從而電力企業的業務創新能力、競爭能力都有顯著的提升。

五、結束語

總而言之，在電力信息化發展中建設云計算資源池至關重要。運用虛擬化技術和通過對資源的統一調度管理，杜絕了電力企業在電力信息化發展中出現信息孤島的現象以及解決了資源利用率不高的問題，電力企業的數據管理和設備管理也實現的簡單化，為電力信息化發展提供了重要保障，為智能電網的建設做出巨大貢獻。