云计算平台工程计算资源池

1、云计算平台工程计算资源池计算资源池架构服务器虚拟化技术很好地解决了传统服务器系统建设的问题，通过提高物理服务器利用率大幅度消减物理服务器购置需求、数量和运营成本；通过利用服务器虚拟化中CPU、内存、I0资源的动态调整能力实现对业务应用资源需求的动态响应，提升业务应用的服务质量；通过在线虚拟机迁移实现更高的可用性和可靠性以及各种基于资源优化或节能减排策略的跨物理服务器的调度等等。因此，服务器虚拟化技术是新一代数据中心最理想的解决方案。服务器虚拟化架构设计是服务器虚拟化技术运用的核心，直接决定了整个服务器资源体系对应用系统的承载能力、运行效率以及可靠性。XX云计算资源池由机架式服务器、刀片服务器构

2、成；刀片服务器通过服务器虚拟化部署一般业务系统和web应用系统。 机架式服务器用于部署管理平台和高负载数据库服务器等。服务器虚拟化架构图如下所示：图 11：XXMPLS VPN分区示意图应用系统分析经前期需求调研分析，根据业务特点将XX平台所承载的应用系统分为大访问量应用系统、大计算量应用系统、大数据量应用系统三类。大访问量应用系统大访问量应用系统如政府门户网站、气象查询等web类应用系统，这类应用的特点是业务逻辑简单，不同业务请求互不关联，但请求的并发量根据业务特点不同可能很大，如水利信息网在灾害天气下访问量将剧增。大访问量应用系统要求对大量互不关联的并发请求进行快速响应。这种情况下，需要应

3、用服务器有足够数量的线程响应请求，而单个线程计算量不大，因而对单个CPU处理性能要求不高，可通过提供足够CPU用服务器数量来满足需求。XX云计算平台通过虚拟化技术为大访问量应用系统部署是大小配置的虚拟机作为应用服务器，多应用服务器工作在负载均衡模式，提升用户使用体验。大访问量应用系统对数据库要求不高，配置一般虚拟机即可满足要求。大计算量应用系统 大计算量应用系统如数字城管、GIS地理信息系统等复杂信息处理系统，这样应用的特点是计算量较大、运算复杂、内存需求大，对服务器计算性能要求高。建议配置单一高性能虚拟服务器。大计算量应用系统对数据库要求不高，配置一般虚拟机即可满足要求。大数据量应用系统 大

4、计算量应用系统流动人口管理、社保管理系统等。根据数据库储存模式不同，可分为文件型和数据库的系统。 数据库型大量数据量应用系统要求较高性能数据库服务器。建议配置强大的数据库服务器，提供足够的CPU、Memory及IO性能来处理大量的数据，根据应用系统重要级别，数据库服务器可以选用虚拟物理器或物理服务器，应用服务器业务逻辑简单，对配置要求不高，配置 虚拟机即可满足要求。 文件型大数据两应用系统基础数据量大，通过传统的集中储存方式，存储并发读写IO能力无法满足计算资源要求，建议通过并行计算模型实现。根据业务计算特点，服务器可灵活选择虚拟机或物理服务器。计算资源池建议配置与选型建议计算资源池建议配置

5、经咨询H3C、IBM、HP、微软、红帽、VMware等行业主流云计算常商，云计算平台的建设，从避免浪费和规模效应的角度考虑，最佳实践经验是从50台物理服务器的规模开始建设，然后根据实际业务发展情况按需扩容、滚动建设。本期工程以XX单位XX的实际情况为基础参照行业主流云计算厂商的建议进行设计考虑。考虑不同业务系统的负载差异，本期工程同时配置刀片服务器和机架式服务器。 参考各厂商建议，用作WEB服务器时，一台物理服务器最多可以虚拟12台虚拟机；用作应用服务器时，一台物料服务器最多可以虚拟7台虚拟机.。本工程，刀片服务器按照每台虚拟10台虚拟机，刀片服务器虚拟化后的虚拟机建议部署一般web/应用服务

6、器；高性能服务器按照每台虚拟8台虚拟机，高性能服务器虚拟化后的虚拟机建议部署重载应用/数据库服务器。 统筹考虑不同应用系统对硬件资源的需求差异，建议配置刀片服务器XX套，2路机架式服务器X台，4路机架式服务器XX台。 其中X台2路机架式服务器用于云计算管理平台，X台4路机架式服务器作为测试服务器（计划用来支持各类移动办公等移动应用，统一纳入XX单位信息中心监控管理）。计算资源池刀片服务器和4路机架式服务器组成，其中XX台刀片服务器可以虚拟化为XXX台虚拟机，XX台高性能机架式服务器可以虚拟化XXX台虚拟机，平台共计XXX台虚拟机。 一般应用系统需要web服务器、应用服务器各2台，采用应用负载均

7、衡做集群，数据库服务器2台做互备，共需6台虚拟机。对于大型数量应用，大型数据库可直接部署在高性能物理服务器，通过多实例共享面向不同业务系统提供数据库管理平台服务，则需4台虚拟机和共享使用两台物理服务器。 按此测算，本期建设规模在满足50个部门50套应用系统需求之外还能有一定的冗余，冗余的资源可以用于安装数据备份软件、目录服务器、安全软件等平台相关软件外，同时作为备用资源。今后还可以视实际需求增加计算资源，同步配套建设网络资源、存储资源及信息安全设备等，按照需扩容、滚动建设的方式满足省直部门的需求。 本期新增计算资源配置如下图表所示： 此外，每台物理服务器要求配置不少于3个千兆以太网电口，分别用

8、于虚拟化平台管理口、应用系统对外提供服务、连接NAS 存储设备。 未来实际应用中，还将根据各厅局的复杂性，比如高吞吐量、高计算、高访问量类业务系统对计算资源的需要进行调整。服务器选型建议 宿主机服务器架构是虚拟化架构的关键组件，也是服务器整合比例和成本分析的重要变量。宿主机服务器处理大量整合服务器的工作负载的能力会提高整合比例并有助于提供满足需要的成本收益，以下提供二种宿主机服务器的参考架构。 宿主服务器的系统架构是指对服务器硬件自身的一般分类，例如包括机架式服务器、刀片式服务器。在选在系统架构时，首先要考虑的原则是每个宿主机将运行包含多种负载的多个客户机。处理器、内存、存储和网络能力以及高速

9、的I/O和低延迟都很关键，重要的是要保证这些分类中的每一个宿主机服务器能够提供所需要满足的处理能力。 A）标准机架式服务器最常见的系统架构是标准机架式服务器。典型的是2U或4U的型号，这些服务器一般包含2到4个CPU插座，2到8个PCIE或PCIX插槽，4到6个硬盘托架。由于其在2和4个插座服务器商品中的低成本，以及通过增加网卡和HBA插槽提供与生俱来的可扩展性，机架式服务器是虚拟宿主机服务器的最佳选择。B）刀片式服务器随着对能力和服务器密度不断增加的需求，刀片式服务器在普及程度和能力上都获得了显著的提高。在选择刀片服务器时，需要考虑刀片式架构中的每个刀片所包含CPU数及最大内存。对于每个宿主

10、机服务器用于支持一定数量的客户机所需的网络和存储I/O必须加以仔细考虑，以保证刀片上运行的每个宿主机服务器和刀片底盘自身能够提供支持。计算资源池部署应用服务器部署应用服务器可部署在虚拟机系统（VM）和物理PC服务器。当应用服务器负载接近单台物理服务器性能时，可直接部署于物理服务器，一般应用服务器部署在虚拟机上。根据应用系统的可用性要求等级不同，在虚拟机上实现高可用的方式有以下三种，虚拟机热迁移，虚拟机HA，物理机HA。虚拟机热迁移用于满足计划内停机维护操作。当服务器需要停机执行维护操作时，可通过虚拟机热迁移功能，将某一物理服务器上的虚拟机动态迁移至另一物理服务器。动态迁移过程，业务不中断，不影

11、响用户的正常访问。虚拟机HA用于满足一般应用服务器计划外宕机。当发生服务器故障时，通过虚拟机HA，虚拟机可在其他的物理服务器上自动重启，实现故障转移。此过程会引起短暂业务中断，业务中断时间由虚拟机操作系统在另一物理服务器上启动的时间及应用系统启动的时间决定。通过虚拟机HA比传统群集较少一半的服务器数量，在保证了一定高可用的同时提高资源利用率。对于直接 部署在物理服务器的应用系统，可通过高可用群集软件提供可用性保证。在windows系统可配置MSCS群集，在redhat Linux操作系统可配置VCS群集。通过部署高可用群集，在确保在物理服务器故障或应用故障时，进行快速的故障转移，减小并消除业务

12、中断带来的负面影响。为了能够提供具有更高可扩展性和可靠性的应用平台，并能够在服务器集群中只能地分配负载，从而确保客户最大限度地发挥其应用服务器投资价值，结合硬件负载均衡设备，为部署在应用服务器上的服务和应用提供最佳的可扩展性和性能。关键数据库部署数据库服务区作为业务系统的数据处理平台，对服务区的I /O处理能力、内存、CPU等有较高要求的，建议采用高性能机架式服务器部署，不同的业务系统数据库可通过多实例进行共享同一物理服务区群集。对服务器性能要求一般的数据库管理系统可部署在虚拟机上。数据库服务器做业务系统的核心节点，为了保障其的高可用性，建议至少使用2台物理服务器或2台虚拟机做HA。部署虚拟机

13、上数据库管理系统可通过Application HA保证其高可用；部署于物理服务器的数据库管理系统可通过VCS、MSCS或数据库管理系统自带群集软件（RAC）实现其高可用。虚拟化软件选型分析目前主流虚拟化平台（Hypervisor）主要有以下四种，分别是VMware vSphere、MicroSoft Hyper-V、KVM和Xen。其中KVM和Xen为开源产品。目前部分厂商根据开源Xen开发出自己的虚拟平台，如 Critix公司的 XenServer。 从虚拟化软件的成熟度来看，VMware经多年的市场经验，产品成熟稳定、功能也最为强大。开源KVM、开源XEN来源于开源社区，功能单一；基于开源

14、Xen的Citrix XenServer，其功能、稳定性、可靠性优于开源Xen。 XX虚拟化平台的建设充分考虑产品的成熟性、稳定性和开放性。通过以上比较分析，VMware产品成熟、功能完善，为目前虚拟化市场的主流产品，但其采购成本较高；基本开源Xen的部分国产产品功能不及VMware，但具有更好的性价比，作为国产虚拟化平台，其安全性也更有保证。充分考虑技术成熟度和开放性，本项目建议配置VmwareXX套、国产开源虚拟化软件XXX套，建成一个稳定、开放、支持异构的基础虚拟化平台。 当前关键应用建议部署在成熟稳定的VMware虚拟化平台上，非关键应用及测试环境可部署于国产开源虚拟化平台上。随着国产

15、虚拟化平台的逐步成熟，在后续扩容中将逐步减少VMware在XX云计算平台的比重。虚拟化管理平台 本期计算资源池采用X86服务器，虚拟化平台管理软件需实现高可用性、动态迁移，对整个应用架构实现统一的安全控制和权限管理。 目前X86虚拟化平台管理软件主要有两大类： 一类为虚拟化平台原厂提供的。如VMware虚拟化管理平台VMware vCenter、Citrix XenServer虚拟化管理平台Xen Center、Hyper-V虚拟化管理平台Azure，Redhat KTM管理平台redhat RHEVM的。各厂商的虚拟化管理平台均可较好地管理自家虚拟化平台，管理平台开放必要的API接口。但是各

16、个厂商均只能管理自己的Hypervisor，不能管理其它厂商的Hypervisor。 另一类是由第三方厂商提供的。如移动大云等，这等虚拟化平台管理软件的优点是可以实现多家虚拟化平台的统一管理，但在专用性方面不如各原厂提供的管理软件。容灾方案说明根据设计原则分布实现云平台系统的容灾方案：1、第一步实现云平台存储级容灾系统，通过新购虚拟存储网关，整合现有异构SAN存储资源池，存储结构化数据，实现存储虚拟化功能，并可满足数据迁移、容灾等功能，实现容灾。该步骤实现又可分为两步走，即先建立同城同步容灾，再建立城际两地三中心的容灾。在容灾中心新购买一套虚拟存储网关，容灾中心的存储设备可以与生产中心同构或异构，通过光纤交换机构成一个基于存储区域网(SAN)的基础架构平台。不仅提供容灾系统使用，也是容灾中心的统一SAN平台。在容灾中心存储上按照生产中心实际存储部署情况，依照存储性能相同的原则进行存储设备的逻辑划分，每台存储设备分别连接到2台光纤交换机上，这久保证了存储设备在整个链路上冗余、不存在单点故障。在同城容灾方案中通过虚拟存储网关同步复制技术，由虚拟存储网关将生产中心的数据实时复制到容灾中心，确保生产中心的各种数据能同步复制到容灾中心的存储上。在两地三中心或两站地城际容灾方案中通过虚拟存储网关异步复制技术，准时将生产中心数据复制到容灾中心，灾难发生时仅涉及数十