云计算数据中心解决方案

二、项目建设可行性和先进性
云计算中心系统主要面向现有数据中心的云计算改造和后续新 的云计算中心的建立。通过整合数据中心基础资源，提供高可靠性、 高安全性的数据中心基础硬件资源平台。
本项目的先进性表现为“一个领先、两个提高、三个可靠、四个 不变” 。 一个领先： 打造国内领先、 国际一流的一体化云计算数据中心系 统。 两个提高：提高系统部署效率、提高设备资源可扩展性。原有系 统是一个系统需要采购一台硬件设备支撑， 采购流程较长，部署新产 品后可以快速在数据中心资源池中采集硬件资源， 提高系统部署效率； 当系统资源不足的情况下，可以快速添加资源充实到后端资源池中， 实现系统资源的灵活扩充。 三个可靠：业务数据可靠、应用系统可靠、信息中心可靠。完善 的备份机制，保证信息系统的业务数据安全可靠；高效的容错机制， 保证信息系统的业务应用系统安全可靠；全面完善的容灾机制， 保证 信息中心的安全可靠。 四个不变：业务模式不变、开发手段不变、维护习惯不变、操作 流程不变。数据中心应用软件的开发环境不变，保持在原有系统上的 操作系统架构的延续性和高兼容性； 现有业务系统不变， 从原有设备 迁移到新数据中心产品上，业务部署保持连续、稳定、一致性；云计 算数据中心产品保持和原有 IT 硬件设备同样的维护便捷性；用户在 操作业务系统时和原有流程模式不变。
云计算的起源
计算模式的最初阶段，是大型机时代。大型机多采用终端-主机
模式。大型机具有高性能、大容量，计算和数据处理能力强的优势， 但也有体积大、成本高、功耗大的不足，需要投入大量的人力、物力 和资金。 由于大型机的不足， 大型机的适用面很窄， 多用于尖端领域， 主要用来承担重大的科学研究、 国防尖端技术和国民经济领域的大型 计算课题。 网络起源于上世纪 60 年代，最初的目的在于解决单个指挥节点 被摧毁情况下的军事指挥问题。而在个人计算机日益普及后，人计算 机间的数据资源共享和异地沟通问题越来越突出。 网络能够很好的解 决这一问题， 由此， 在上世纪 90 年代， 网络获得了突飞猛进的发展。 对人们的生产、生活、学习以及商业行为，都产生了重大而深远的影 响。 当前，物联网、三网融合，极大的促进了网络的发展。通过 3G 终端实现了网络的无线和实时接入，带来了语音、数据、图像等信息 的互联互通， 这使得客户群体和信息总量都将迅速放大。 网络的发展， 一方面要求数据中心具备更强的计算、存储能力，而另一方面，数据 中心又往往陷入资源日常利用率低下、浪费严重的窘境。 如何及时有效的提供强大的 IT 资源？如何有效的提高 IT 资源的 利用率？如何更经济的提供运营服务？如何按需即取的获得计算和 存储资源？这些网络应用中的现实问题，催生了云计算， 而云计算也 正是顺应网络时代大潮的新技术革命。 云计算理念，直接起源于 2007 年 Amazon EC2 产品和 Google 的 分布式计算项目，这两个项目中直接使用了云计算这一概念。
则实现了云平台即服务层的部分内容。 云基础设施即服务(IaaS，Cloud Infrastructure as a Service)
图 2.2 云计算的类似业务模式
云计算基本特征是基于网络的。网络是云计算的基础，云计算必然是
基于网络的。网络是云计算的必要不充分条件，如集群计算虽然 也是基于网络的计算模式，但还不能称之为云计算（参见附录： 云计算与传统网络计算的区别） 。 2) 支持异构的基础资源。基础资源，包括基础硬件资源和基础软件 资源。云计算可以构建在不同的基础平台之上，即可以有效兼容 各种不同种类的硬件和软件基础资源。硬件基础资源，主要包括 网络环境下的三大类设备， 即： 计算 （服务器） 、 存储 （存储设备） 和网络（交换机、路由器等设备） ；软件基础资源，则包括单机操 作系统、中间件、数据库等。从横向维度考虑，支持异构资源， 意味着在同一时期内，可以采购不同厂商的软硬件。对云计算平 台的构建者而言，这种形式更为灵活；而从纵向维度考虑，意味 着云计算平台既可以兼容当下采购的新设备，也可以兼容以前的 老设备，既可以兼容当前的新软件系统，也可以兼容以前遗留的 老软件系统。支持异构的基础资源这一特性，在有效利用老资源 的同时，也保证了新老资源的平滑过渡。 3) 支持资源动态伸缩和流转。支持资源动态伸缩，实现基础资源的 网络冗余， 意味着添加、 删除、 修改云计算环境的任一资源节点， 亦或任一资源节点异常宕机，都不会导致云环境中的各类业务的 中断，也不会导致用户数据的丢失。这里的资源节点可以是计算 节点、存储节点和网络节点。资源动态伸缩，意味着基础资源可 以在业务不间断情况下完成更新， 即实现计算中心的不间断进化。 而资源动态流转，则意味着在云计算平台下实现资源调度机制，
入资源池，并将业务自动分配到新设备中， 可以完成新设备的自动添 加和业务基本不间断情况下的新旧设备更替。 即在无需重新部署现有 业务和业务基本不间断情况下，实现数据中心硬件设备的 “不间断进 化” 。 4、 TCO 问题 TCO(总体拥有成本 Total Cost of Ownership)包括采购成本和 每年的运营成本。传统数据中心，按照业务的峰值负载采购设备，而 应用中，设备负载往往非常低。如服务器，通常情况下，负载只有 20%，导致大量资源被闲置浪费。直接后果，就是采购成本和运营成 本高居不下。 云计算， 实现资源的动态流转和节能管理， 可以根据业务负载情 况，自动按需分配资源，有效提高资源利用效率，降低设备采购量， 从而降低设备采购成本。 此外， 在数据中心整体业务负载低的情况下， 可以将业务集中于部分设备上，而将其他设备主动关机， 实现突破性 的数据中心节能管理，有效降低运营成本。 综上所述， 云计算是解决当前数据中心面临的主要问题的有效途 径。
资源可以流转到需要的地方。如在系统业务整体升高情况下，可 以启动闲置资源，纳入系统中，提高整个云平台的承载能力。而 在整个系统业务负载低的情况下，则可以将业务集中起来，而将 其他闲置的资源转入节能模式，从而在提高部分资源利用率的情 况下，达到其他资源绿色、低碳的应用效果。 4) 支持异构多业务体系。在云计算平台上，可以同时运行多个不同 类型的业务。异构，表示该业务不是同一的，不是已有的或事先 定义好的，而应该是用户可以自己创建并定义的服务。这也是云 计算与网格计算的一个重要差异。 5) 支持海量信息处理。云计算，支持不间断进化，意味着可以自由 的扩充和发展。在底层，云计算平台需要面对各类众多的基础软 硬件资源；在上层，需要能够同时支持各类众多的异构的业务； 而具体到某一业务，往往也需要面对大量的用户。由此，云计算 常常需要面对海量信息交互， 需要有高效、 稳定的海量数据通信/ 存储系统作支撑。 6) 按需分配，按量计费。按需分配，是云计算平台支持资源动态流 转的外部特征表现。云计算平台通过虚拟分拆技术，可以实现计 算资源的同构化和可度量化，可以提供小到一台计算机，多到千 台计算机的计算能力。按量计费起源于效用计算。在云计算平台 实现按需分配后，软硬件资源的按量计费，也成为云计算平台对 外提供服务时的有效收费形式。
云计算定义
浪潮认为，云计算是以虚拟技术和大规模基础资源管理为基础， 以按需分配、按量计费为基本运营模式，具备兼容异构基础设备、支 持资源弹性伸缩、 实现资源共享和动态调度等特点的新型网络计算模 式和信息化应用模式。 云计算主要包含三个层次的含义：
图 2.1 云计算两个层面的含义
一是应用层面 在云计算环境下，用户无需自建软硬件基础系统， 用户可按需获 取网络上的软硬件资源，并按使用量付费。如同打开电灯用电，打开 水龙头用水一样，而无需考虑是电从哪里来，水是哪家水厂的。在云 计算模式下，用户可以更加专注于自己的业务。 二是资源层面 云计算能够实现对各类异构软硬件基础资源的兼容， 如电网支持 水电厂、火电厂、风电厂、核电厂等异构电厂并网；还能够实现资源 的动态流转，如西电东送，南水北调等。支持异构资源和实现资源的 动态流转，可以更好的利用资源，降低基础资源供应商的成本。 三是业务模式 传统信息化建设中，用户自建数据中心，只为自己提供服务。云 计算将打破这一业务模式。云计算通过网络，将软硬件基础资源集中 化，实现资源的集约化运营，有效降低信息化资源的单位成本。云计 算通过网络提供信息资源服务，按需分配，按量计费。用户在新型业 务模式下，可以实时有效的按需获取资源。 云计算较传统业务模式更 高效，更灵活，云计算的发展，将推动信息化建设中业务模式的重大 变革。
云计算的服务模式
图 4.1 云计算层次架构示意图 云计算层次架构如上图所示。 其中云基础设施即服务(IaaS)、云 平台即服务(PaaS)、云软件即服务(SaaS)是云计算的三种服务模式。 硬件设备位于云计算架构的底层，是云计算平台的基础。 由于数 据中心常会同时采购不同厂家的多种设备， 且新老设备共存，所以该 领域的显著特点就是会存在大量异构的设备资源。 云计算中心操作系统， 是负责云计算数据中心基础软件、 硬件资 源管理监控的系统软件。通过基础软硬件监控、分布式文件系统和虚 拟计算， 云计算中心操作系统实现了云基础设施即服务层，通过安全 管理中心实现资源多用户共享的数据和信息安全， 通过节能管理中心， 有效实现基础资源的绿色、低碳运维。而通过业务与资源调度中心，
走新型工业化道路” 。而网络时代下的信息技术日新月异，信息技术 越来越复杂化、专业化，对众多传统产业，成为一个难以跨越的技术 高墙。这要求信息化建设在产业方向上进行创新， 培育出一批面向信 息资源服务的现代服务产业， 以更好的打破两化融合过程中的技术壁 垒。 简而言之，云计算并不是突兀出现的，云计算是在现有 IT 技术 和业务应用基础上的升华，是社会分工的必然，是新兴战略服务产业 发展必然。
图 1.1 计算模式的发展历程 从技术角度， 在网络计算体系下， 计算机集群(Computer Cluster) 可以解决服务器单机性能不够强的问题； 而网格(Grid)计算则解决了 集群计算不支持异构设备、资源无法动态伸缩的不足。云计算则能有 效解决网格计算无法同时支持异构多业务体系、 无法实现资源动态流 转的不足。可以说，云计算是网络计算模式的更高级阶段。 从社会分工角度，社会分工细化，有利于形成生产上的规模化， 使生产效率显著提高。社会分工细化，还可以提高专业化，有利于技 术创新。云计算，从基础设施层面，使系统供应商更专注于软硬件资 源的供应。从应用层面，使业务用户可以更加专注于自己的业务，而 无需考虑基础资源的维护。所以，云计算也是社会分工细化的必然。 从产业发展角度， 两化融合要求通过 “促进信息化与工业化融合，