面向云数据中心架构体现的是一种资源调度的全新方式,资源调用方式是面向云服务。它可以基于计算能力的虚拟化和资源调配的自动化,来为用户提供虚拟的计算、存储和网络资源。
1、项目建设目标
煤炭企业目前不断整合,其企业规模不断扩大,导致网络规模和终端用户数激增。随着煤炭企业信息化工业化控制系统的不断融合,煤炭企业应用系统的数量和规模也不断扩大(如煤炭安全生产系统、生产产量系统、调度系统、工业电视视频系统等)。这些直接导致了煤炭企业数据中心的需要全新的变革以适应大集中、自动化、虚拟化的新型企业要求。
数据中心建设的是构建一个可持续发展的、新一代的面向云计算的数据中心架构。将数据中心的IT资源池化,通过智能业务调度机制、以可计量的方式按需、保质的取用资源,满足业务需求的同时屏蔽底层的复杂性,使用户可以把更多精力投入到IT资源的优化应用上去,如图1所示。
2、项目实施技术要求
面向云的数据中心架构体现的是一种资源调度的全新方式,资源调用方式是面向云服务。通过网络智能化实现智能业务调度机制,需要达到以下目标:
2.1整合化
要形成云计算的资源池,必须使所有IT资源共享化,这就是资源的整合化。使用统一交换技术,将传统数据中心存在的三种网络(使用光纤存储交换机的存储交换网络即Fiber Channel SAN,便于实现CPU、内存资源并行化处理的高性能计算网络即多采用高带宽低延迟的InfiniBand技术,以及传统的数据以太网技术)形成的资源竖井打破,使用Fiber Channel Over Ethemet(FCoE)标准协议构建统一的IT资源统一交换如图2所示。
为保证统一交换的实现,统一交换必须提供高品质的传输能力,区别于传统以太网技术,必须能够实现高性能、低延迟和不丢帧的以太网。各类网络智能服务,比如安全访问控制、安全检测、协议分析、应用优化和负载均衡等等是理所当然的IT资源的重要组成部分,因此资源整合也包括将这些网络智能服务无缝集成在基础设施内以便于虚拟化调度。
2.2虚拟化
虚拟化就是把已整合的资源以一种与物理位置、物理存在、物理状态等无关的方式进行调用,是云计算架构中IT资源池形成的关键环节。虚拟化是实现物理资源复用、降低管理维护复杂度、提高设备利用率、保证全局服务策略一致性的关键。同时也是为未来自动化资源调用和配置打下基础。在云计算架构的数据中心中,与IT资源相关的各个环节都有合理的虚拟化设计,这包括:
1) 应用/数据资源的虚拟化:典型产品和技术包括SOA,虚拟存储、VSAN、NPIV/NPV等。
2) 主机计算(操作系统平台)虚拟化:典型产品和计算包括VMware,MS Hyper-V,Citrix, ??等。
3) 网络虚拟化:包括虚拟网络(MPLS VPN、VLAN),虚拟网络设备(虚拟交换机、虚拟路由器等),虚拟网络智能服务(虚拟防火墙,虚拟负载均衡)。
2.3 自动化
自动化是云计算架构中实现按需、按质、定量供给IT资源满足上层业务需求的关键一步,自动化的本质是按业务需求对IT资源池中的资源实现自动、优化的调度。理想的自动化情境中,业务的部署完全不需要物理上的动作,资源在虚拟化平台上可以与物理设施无关的进行分配和整合,这样只需要将一定的业务策略输入给智能网络的策略服务器,一切的工作都可以按系统自身最优化的方式进行计算、评估、决策和调配实现,如图3所示。
业务部署自动化需要有非常成熟的IT资源池和智能化调度机制,首先IT资源池需要如前所述的资源整合化、虚拟化发展到一定程度,即IT资源已经实现了高度整合和虚拟化;其次智能化调度机制必须依托于一个复杂性较低、稳定性较好的资源池平台,这就需要高度整合和虚拟化的资源必须实现在一个精简化的、无厂商互操作障碍的架构中,以降低调用的复杂度。
3、项目实施具体方案
为达到数据中心整体设计要求,并满足潞安集团应用系统不断发展的功能和性能要求,设计考虑到技术先进性和前瞻性。服务器的连接带宽要传输存储、内存同步和数据等多个业务.而且虚拟化技术使得服务器的计算向高密度小型服务器资源整合为一个大的计算资源池的方向发展,数据中心网络正成为连接各个服务器的CPU、内存等资源的公共通道,成为“云计算机”的内部总线。
3.1 数据中心网络及智能设备设计
潞安集团数据中心网络核心层使用两台配置双台Cisco Nexus 7010,每台Nexus 7010实配冗余双引擎、5块冗余的交换矩阵。每台Nexus 7010都配置2块全线速的48端口万兆模块,每台提供了96个全线速万兆端口。这些万兆端口也支持lGE电/光模块。双核心可通过跨机箱的端口捆绑和跨机箱的配置同步实现从数据平面到管理平面的虚拟化,两个9.9Tbps能力的交换机可虚拟化为接近20T的海量交换核心;另一方面虚拟化后的交换机还进一步支持“一分多”的虚拟化,实现海量交换核心分化为多个虚拟交换机来使用。这里的虚拟交换机是指完全如同实际的物理机一样拥有独立的配置界面、独立的控制平面和数据转发平面,完全的故障隔离和单独维护和重启能力。网络的转发资源完全虚拟化池,在交换机池中按需增加和削减虚拟交换机,无须改变物理和布线结构。
智能服务资源使用两台Ciseo ASA 5585-X作为安全防护设备,捆绑虚拟为一台设备成为安全资源池以旁路接人方式集中部署在核心交换设备上(不在核心层部署会形成资源竖井,串接会影响智能服务的部署和无法扩展,还应支持链路聚合的标准的IEEE 802.3ad)。智能服务虚拟化的提供给每个需要的业务部门。数据中心接人层设计统一使用FCoE技术用于接入万兆服务器和存储,按照1:1的最高收敛比配置。设计方案配置4台Cisco Nexus5 548万兆FCoE全线速交换机,实现虚拟机感知网络,利于大规模虚拟机部署。
3.2数据中心服务器及存储设计
设计方案中刀片服务器选择思科统一计算系统(UCS),配置思科2台5 108刀片服务器机箱,该机箱安装4台全宽四路刀片服务器,由2104XP通过光纤连至6120XP,每个2104XP有4个10G上行端口,支持40G带宽,每刀片机箱安装2个,共80G带宽。刀片服务器选择思科8台UCS B230刀片服务器,每个刀片配置2颗Intel E7-2850(10核)处理器,128G内存,双接口万兆CAN卡。服务器虚拟化使用VMware vSphere 5服务器虚拟化软件。VMware是业界领先的虚拟化平台公司,VMware vSphere 5是构建云计算基础架构最领先的虚拟化平台,而且支持公有云服务。
数据中心存储使用EMC Symmetrix VMAX 20K系列,其使用1OG FCoE技术,配置两台EMC Symmetrix VMAX 20K存储设备,单台配备48T容量。
3.3容灾备份网络平台的设计
要坚持统筹规划、综合设计、注重应用、放眼未来的原则,在确保潞安集团数据中心和各矿节点本地的容灾SAN存储网络合理规划部署的同时,充分利用IP骨干网络传输平台,采用最先进的广域网二层扩展技术OTV实现容灾网络的二层扩展;采用GSS/LISP技术结合负载均衡设备ACE实现数据中心多站点选择,FCIP技术实现各节点容灾备份系统的高效互联;同时结合全面灵活的IP路由和丰富高效的高级服务功能,共同协作,从根本上保证容灾备份系统运行基础平台的高效、安全、稳定和可靠。
3.4数据中心业务管理自动化
选择基于vBlock私有云计算自动化系统,构建潞安集团数据中心业务管理自动化平台。使用思科云基础设施管理平台作为云资源发布的自动化系统平台管理数据中心整体资源。资源使用用户可登陆Web页面根据需要定制所需资源。
4、结语
文章从IT资源的统一化、虚拟化及业务管理自动化等方面提出了潞安集团云计算平台建设的总体方案。由于使用了大量最先进和最前沿的技术方案,在具体建设时期还要考虑成本及具体实际情况部署。灾备平台的详细设计,服务器、智能设备等虚拟化具体实现需进一步研究。
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本文标题:基于“云计算”的潞安集团数据中心平台建设
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