中型企业云数据中心建设方案100余页完整版.docx

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中型企业云数据中心建设方案100余页完整版

企业云数据中心建设规划方案

第一章前言

一.1数据中心的概念与现状

数据中心是信息系统的中心，通过网络向企业或公众提供信息服务。

具体来说，数据中心是在一幢建筑物内，以特定的业务应用中的各类数据为核心，依托IT技术，按照统一的标准，建立数据处理、存储、传输、综合分析的一体化数据信息管理体系。

信息系统为企业带来了业务流程的标准化和运营效率的提升，数据中心则为信息系统提供稳定、可靠的基础设施和运行环境，并保证可以方便地维护和管理信息系统。

一个完整的数据中心在其建筑之中，由支撑系统、计算设备和业务信息系统这三个逻辑部分组成。

支撑系统主要包括建筑、电力设备、环境调节设备、照明设备和监控设备，这些系统是保证上层计算机设备正常、安全运转的必要条件。

计算设备主要包括服务器、存储设备、网络设备、通信设备等，这些设施支撑着上层的业务信息系统。

业务信息系统是为企业或公众提供特定信息服务的软件系统，信息服务的质量依赖于底层支撑系统和计算机设备的服务能力。

只有整体统筹兼顾，才能保证数据中心的良好运行，为用户提供高质量、可信赖的服务。

数据中心经过十几年时间的建设与发展，目前已经深入到各个大中型企业的内部，基本上每个大中型企业都已经建立了自己的数据中心。

常见的数据中心逻辑拓朴图如下所示。

数据中心包含了支撑业务系统运行的基础设施，为其中提供的业务系统提供集中运营环境，并具有一套完整的运行、维护体系，以保证业务系统高效、稳定、持续运行。

近几年随着IT技术的发展，尤其是虚拟化和云计算技术的日渐成熟与广泛应用，传统的数据中心已远远不能满足新的业务发展需求，存在着资源利用率低下，电能消耗过高，物理空间不能满足业务扩展的需求，服务质量低下等问题，无法适应当今绿色IT，节能减排，低碳，智能先进管理，降低运维成本和投资成本等新型数据中心要求。

所以越来越多的企业CIO主管更多地希望通过虚拟化和云计算技术，实现数据中心改造，以满足当前激烈竟争及金融危机环境下，快速占领市场，使企业立于不败之地。

通过自动化的管理方式、虚拟化的资源整合方式，结合新的能源管理技术，来解决数据中心日益突出的管理复杂、能耗严重、成本增加及信息安全等方面的挑战，实现高效、节能、环保、易管理的数据中心。

虚拟化及云计算技术应用于数据中心并不是传统的数据中心的复制，而是一种全新的IT服务提供模式，通过提供简单的用户接口实现自动化补署IT资源；能够提供足够的按需可扩展的计算容量和能力；通过虚拟化技术实现全新的应用服务。

一.2虚拟化技术的优势

虚拟化技术应用于数据中心可给用户带来巨大益处：

Ø资源整合，硬件成本缩减

通过虚拟化可以实现多个独立的系统同时运行在同一个物理系统上。

完成多应用需求，然而却不用采购额外的服务器。

充分利用计算机资源。

Ø兼容性

与物理计算机一样，虚拟机承载着自身的客户操作系统和应用程序，并具有物理计算机上的所有组件（主板、VGA卡、网卡控制器等）。

因此，虚拟机与所有标准的x86操作系统、应用程序和设备驱动程序完全兼容，这样，您就可以使用虚拟机来运行您在x86物理计算机上运行的所有相同软件。

Ø封装

虚拟机实质上是一个软件容器，它将一整套虚拟硬件资源与操作系统及其所有应用程序捆绑或“封装”在一个软件包内。

封装使虚拟机具备超乎寻常的可移动性并且易于管理。

例如，您可以将虚拟机从一个位置移动和复制到另一位置，就像移动和复制任何其他软件文件一样。

Ø资源动态平衡

当需求增加时，可以把虚拟机系统及应用软件动态在线迁移到具有足够可用资源的系统中，实现整个平台计算资源动态平衡。

而应用对外提供的服务不中断。

Ø管理成本降低、效率提高

虚拟化系统的创建和部署快捷简单，是以通用的映像模式快速复制来实现，部署一个完整的应用系统往往只需几分钟时间就可以完成，完全颠覆了传统应用安装和部署方式。

在虚拟化的环境中，虚拟化软件一般会提供一个集中虚拟化平台管理中心，所有物理资源（服务器、存储、网络等）和虚拟机资源都可以通过集中管理中心进行统一管理，可以大大提高整个数据中心系统及应用的灵活高效管理。

Ø物理/环境成本降低

硬件服务器需求减少意味着电源电能消耗的降低和减少、降温制冷需求减少、网络设备减少和网络布线、简化等其他不动产成本削减。

同时还可以提高整个数据中心空间的更合理利用与优化。

Ø资源共享

在基本Linux服务器系统上，通过虚拟机软件可以支持同时运行Linux、windows、solaris（x86/x86_64）、FreeBSD等系统。

不仅服务器利用率提高，网络和存储基础设施也可以实现优化。

组件减少，出错机率降低，管理轻松。

Ø维护成本降低

由于稳定性的原因，虚拟的服务器和存储基础设施维护起来成本较高。

用来运行旧的成本高的服务器应用软件可以被简便地虚拟到一个新的、低成本的系统上。

Ø高性能应用需求

应用程序不会因为运行在虚拟机系统而在性能上有所下降，具有和运行在物理机上的系统相同的性能表现。

Ø满足高安全性需求

每个虚拟机可以根据需求设定自己的安全策略与机制，互不影响与干扰，就如同分别运行在不同的物理机器上；同时开源的虚拟机软件本身通过安全专家机构评审，具有可靠的安全性。

Ø实现不同系统运行需求

在工业标准服务器系统上，通过虚拟机软件可以支持同时运行Linux、windows、solaris（x86/x86_64）、FreeBSD等系统。

一.3云计算技术的优势

云计算技术提供的是多种功能服务的集合，在虚拟化技术支撑下几乎可以达到无所不能的功能，对云计算平台组织中心及用户都会带来具大的优势。

对云计算平台组织中心来说，优势主要体现在：

Ø集中管理

云计算平台就是通过最新的IT技术对传统数据中心的升华，最集中的体现是通过虚拟化技术引擎和云计算管理平台，实现对资源的统一化及动态化分配和管理，一组服务器、网络和存储通过虚拟化技术，可以看做是一个超大规模的计算机，好像是只有一个服务器、一个网络设备、一个大的存储。

通过管理平台，可以对其进行资源的动态分配和调整及回收，与传统的数据中心相比，其资源利用率可以提供数倍，管理效率可以提高70%以上，资源的划分可以虚拟的方式进行，而且通过安全设置可以保证虚拟的资源的安全性和独立性。

Ø无限可扩展能力

云计算平台是可以按需要动态在线增加资源的（如服务器、网络、存储、软件、服务），通过云计算的管理平台可以实现按需在线扩展能力，当云计算平台整体计算资源不足时，可以增加各自的独立计算单元，服务器不足时，可以在线增加服务器，系统自动安装，自动加载到管理平台中心，用作新的运算单元。

存储不足时，可以在线增加存储，提供新的存储容量的需求。

从理论上，云计算平台可以支持无限的服务器数量和存储空间。

Ø最可靠的平台

云计算平台中通过高可用性软件，可以实现最可靠的运算平台，任何一台服务器的失败，云计算管理平台都可以自动发现，并把失败的服务器从可用服务器列表中剔除，从而保证任意时间用户请求的计算资源都是建立的可用的服务器之上，同时，通过HA功能，还可以保证失败的虚拟机计算资源可以自动迁移到其他可用的服务器上。

网络配置为多链路，任何一条链路的失败，都有另一条链路可替代，以确保网络的高可用。

存储的配置可以通过冗余配置和备份的方法保证数据的高可靠性。

通过服务的负载均衡功能，可以保证服务的高可用性，用户申请多台功能相同的服务计算单元，同时申请两个负载均衡器（互为备份），这样用户只需访问负载均衡器，来获得服务保证，负载均衡器把用户请求转发到功能服务器上，获得响应，一旦功能服务器或负载均衡器失败，由备份负载均衡器接管理负载均衡功能，负载均衡器可以把失败的功能服务器隔离，但对用户来讲，其请求仍然可以由其他的功能服务器提供。

达到高可用性、高效运行环境。

Ø快速部署能力

不象传统的数据中心的应用部署方式，云计算中的服务的部署是简单而快速的，通常的作法是，把最常用的服务以模板的方式事先创建好，并放置于模板管理库中，当用户需要某一服务时，只需从模板库中选择自己需要的功能，并从资源池中选择所需硬件资源，发出申请，云计算平台会自动按用户的需求在几分钟之内就构建成。

而不象传统的数据中心，一个功能服务器的申请需要从系统、中间件、应用等一系列安装步骤才能完成，而且这个过程需要数小时甚至数天才能完成，并且还需要数据中心系统管理员人为操作才能完成。

Ø广泛适应性平台及丰富应用

建立在工业标准服务器之上的云计算平台具有广泛的适应性，通过虚拟化技术可以支持通用的主流的操作系统，主要包括windows系统，Linux系统，Solaris系统（Solaris9,10x86版本及OpenSolaris）,FreeBSD系统。

所以在云计算平台上可以构建通用的适用于不同操作系统的应用和功能

Ø超低的总体拥有成本TCO

通常情况云计算平台的底层通过采用虚拟化技术，每个服务器上可以运行独立的多个操作系统，使得单个服务器及存储资源利用率可以达到70%以上，从而降低硬件投资成本；由于当然各主流硬件厂商及软件供应商及操作系统厂商都推出了云平台的价格列表，软件的许可证不再按传统的收费模式来计算，不是按运行多少实例及操作系统个数来计算软件许可，这样就可以大大节省了硬件、软件采购成本及软件许可费用。

原先需要在1000台服务器上运行的应用现在可以在100台甚至更少的服务器上完成，加上云平台方便的管理功能，使得整个平台的长期运维成本大大节省，减少了系统管理的复杂度，从而降低的整体成本TCO。

Ø虚拟化及动态资源调整

云平台计算资源的物理位置及底层的基础架构对于用户来说是透明和不相关的，通过虚拟化技术可以实现硬件资源的整合与再分隔，所分配置独立的计算资源可以根据需要动态地调整，从而达到整个云计算平台的资源的平衡，最合理地利用硬件计算资源。

云计算平台对用户来说，带来的优势主要体现在：

Ø易用性

云计算平台通常会提供一个统一的、易用的客户端工具（一般主要是通用的浏览器），用户通过客户端工具可以方便地连接到云计算平台，在云计算平台上申请自己所需的服务（功能）与所需的硬件资源（cpu、memory、storage、network等），然后经过验证获得自己独立的运算系统，通过工具登录到系统，就和使用本地操作系统和功能软件一样，没有任何改变，也不需任何培训就可以使用并进行自己的运算。

Ø节省硬件、软件投资和维护费用

用户只需依所申请资源的使用时间、流量带宽、空间、IO等因素按月/年来支付廉价的使用费用，而不用去购买任何硬件、软件许可等昂贵的费用，也不需要专业系统管理员去安装、配置复杂的应用环境，也不用考虑如何架构一个HA高可用计算环境，只需放心地使用从云中申请的高可靠性平台支撑的资源与服务（功能）。

Ø安全的平台

云计算平台通常是由业界最专业的IT厂商协助构建，提供最高的安全设置和高可靠性运行环境，客户不必担心数据丢失和系统失效，所以运行的环境比自己的IT服务人员搭建的计算环境要具有更安全可靠的服务运行环境。

Ø丰富的功能选择性

通常情况下，云计算平台可以提供各种丰富的功能应用平台，几乎包括的用户所需的常用的各种功能，这样用户就可以按自己的需要从中选择自己的最需要的功能模块。

比如最常见的邮件服务器、WEB服务器、中间件应用开发平台、CAD设计、动漫设计、CI设计、CRM、ERP、高性能运算（HPCC）等功能是云计算平台中最常见的功能。

Ø位置无关性、设备无关性

无论用户处于任何地方，在公司还是外地，使用的是手持设备、笔记本还是PC机，只需通过internet连接地云计算平台都可以方便地处理自己的云中业务，由于所有计算都是在云计算平台中，所以客户端任何可连接互连网的瘦客户机都可以无障碍的进行自己的计算。

云计算的其它功能：

Ø云计算平台硬件资源动态分配与收回功能

当某一虚拟机系统不再有效，云计算平台系统管理员可以通过云计算虚拟机管理中心，销毁虚拟机并回收硬件资源。

收回的硬件资源可以被再分配服务于其他新的用户或企业。

Ø云计算平台计算资源无限在线可扩展功能

云计算平台具有无限可在线扩展计算资源的功能，主要体现为最初创建云计算平台时可能不会直接搭建上百台服务器和海量存储。

最常见的做法是初期搭建符合基本用户使用的少量的硬件服务器和存储，随着平台用户的增多，如果当前的云计算资源满足不了更多的用户的时候，可以购买新的硬件计算资源和相应的软件许可。

在线扩展整个云计算平台计算能力。

同样云计算从功能上来分是无所不能，通用的作法也是初期只需购买少量的满足当前用户使用功能需求，随着用户使用云计算平台人数的增加及新的功能需求出现，可以分批添加新的功能软件，搭建新的功能服务器。

提供IaaS、PaaS、SaaS服务。

Ø云计算平台可以方便实现商业云平台功能

对运维商来说，初期可以作为私有云方式提供内部资源/服务计算平台，私有云计算平台的资源使用是不考虚资源使用费用与成本，然后可以免费开发公共服务与应用给外面的企业或用户，随着云计算平台用户的增多，更多行业用户的加入，可以考虑构建商业云的模式，通过云计算平台中商业计费模块，可以方便地实现资源服务计费功能，用户就可以按使用资源的多少和使用时间，云计算平台自动生成用户帐单系统和支付系统，从而上升为真正商业公共云计算平台。

一.4云计算的服务形式

云计算集成了当今IT最新的各种技术，从广泛意义上讲，云计算无所不能，从当前规范的定义上来讲，通过云计算可以实现如下功能服务。

ØIaaS架构即服务

通过虚拟化技术，可以在云计算平台上，按需分配相应的虚拟硬件资源（CPU、Memory、Storage、Network）等，在虚拟的硬件资源上安装并运行不同虚拟机系统（linux，windows，OpenSolaris，FreeBSD等），不同的虚拟机系统可以给不同的用户使用，用户拥有root/administrator最高权限和密码，完全可以利用和控制自己的虚拟机系统，用户是感觉不到自己是登录到虚拟机系统上，象使用安装在物理机器上的操作系统一样使用虚拟机系统，用户自己决定运行什么样的应用。

在管理上，云平台管理员可以预先安装好常用的操作系统（linux，windows等）并制作成模板，给用户分配并创建虚拟机资源时不需要从头开始安装系统，只需要选择已经安装好的模板，并选择相应的虚拟机硬件资源，就可以快速构建一个新的虚拟机系统，这个过程大概只需要几分钟时间就可以完成。

完全不同于传统的操作系统安装。

更高级的功能，用户可以自己登录到云计算平台上，通过GUIweb界面自己选择要用的系统模板，并选择希望使用的硬件资源，自己创建虚拟机操作系统，这样就可以大大节省云平台管理员的工作负担。

并实现云计算平台资源自动化申请和创建功能。

如果在商业的云计算平台中，加上帐单计费和支付系统，用户只需支付使用硬件资源时间上的费用，不用考虚或购买软件许可证，大大节省了硬件和软件上的投资。

实现架构即服务IaaS功能。

ØPaas平台即服务

平台即服务功能就是为IaaS加上各种功能服务器软件，提供一个计算平台的某种功能。

常见的平台即服务的功能服务器如开发服务器，数据库服务器，中间件应用服务器，CAD制图环境，动漫设计环境。

用户不必要自己再安装功能服务器软件，只需直接使用功能服务器设计开发自己的应用。

功能服务器虚拟机的创建过程同样可通过分配虚拟硬件资源和功能服务器虚拟机软件映像来搭建，也支持客户自己登录并自主创建功能服务器虚拟机。

ØSaaS软件即服务

软件即服务功能几年前就成为一种流行的基于互联网的服务，用户通过internet可以直接使用软件提供商所提供的功能软件，最常见的SaaS的服务如网上日历、任务调度、消息协作、网上office或CRM客户关系管理、邮件系统等。

用户只需申请已建搭建的应用软件的帐户，不需要任何开发和软件许可费用就可以直接使用软件所完成的功能。

这种服务用户不需要获得/也得不到登录支持运行应用软件的虚拟操作系统中，不需要安装任何应用程序和功能服务器，只需要直接使用软件所提供的功能就行了。

例如某企业用户可以直接使用在云计算平台中搭建的邮件服务器，客户只需要登录到自己域名对应的邮件服务器地址，就可以收、发邮件。

这种方式需要云计算平台运维商事先构建好不同功能的应用软件服务，为不同需求的客户提供服务。

当某一虚拟机资源不够时可以动态调整硬件资源来扩展应用软件的计算能力，甚至可以复制、快速布署另一相同虚拟机应用软件，满足更多客户的需求。

第二章中国XXX企业云数据中心建设整体分析

二.1当前企业云计算技术发展现状

云计算是当今热门的一个话题。

从最近与业界专家学者和代表性厂商的交流来看，大家普遍认为，云计算代表着一种新兴的网络计算技术，云计算时代将是我国走向信息社会的一个必经阶段。

它适应了用户的需求和软件即服务的发展趋势，体现了信息系统聚集的趋势—集中服务模式，终将重构整个信息网络体系和信息服务模式。

有业内人士认为，在企业的信息化建设中，云计算也可以起到很大的作用。

随着企业信息资源开发利用的深入，企业系统的用户数量在快速增长，系统内容也在日趋多媒体化。

传统企业私有数据中心建设和运行的成本（包括电力成本、空间成本、维护成本等）在不断攀升。

此外，随着移动终端的普及，3G等大容量移动通信技术的应用，还会有越来越多的移动设备要与企业业务应用系统进行对接，企业应用系统要处理大量的数据，将比以前承受更多的负载。

在这种情况下，需要一种较好的计算模式来提高政府数据中心的运行效率，减低企业数据中心的建设成本。

云计算则能满足这种需求，作为一种能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的新一代计算模式，云计算可以快速调动系统中所有可以利用的资源，组成一个虚拟机环境，提供高性能运算服务，不仅大大地提高了信息处理能力，而且彻底改变了计算与存储的方式，极大的降低了成本，提高了效率。

结合目前应用例子来看，国内外众多已经有很多采用云计算技术建设数据中心的案例，如，美国的Apple，AutoDesk，安泰保险等，欧洲的诺基亚，德国大众，韩国三星，台湾Acer等公司都无一例外以云计算作为企业下一代IT的建设方向。

目前，国内制造企业也已涌现或正在推出众多的云计算平台，如宝钢云计算项目，德国大众北京集团公司，中航信集团公司，国家电网云计算项目，PICC云数据中心等，他们的触发点主要出于自身应用/商务需求，以及企业政府开支，提高企业信息化服务效率，为企业提供更方便的服务。

“绿色IT”已经同环境保护、能源危机一同成为整个国家和社会乃至全世界都越来越关心的议题。

作为国民经济各个行业发动机地位领军的制造行业，如何构建节能环保的绿色IT，成为信息化建设中的新问题。

云计算是计算能力的整合与分发配给。

在云计算的底层架构中，操作系统、数据库管理系统、中间件、办公软件等基础软件占有非常重要的地位，集中反映了云计算的整体发展水平和趋势。

21世纪是网络经济的社会，一体化、网络化、服务化、智能化、高可信已成为引导基础软件技术发展最具影响力的因素。

一体化：

软件的竞争已从产品竞争发展成体系竞争，操作系统、数据库管理系统和中间件软件呈现出相互渗透、一体化发展的趋势，软件开发平台正在日益与软件运行平台相集成，形成统一的基础软件平台。

网络化：

“以机器为中心”向“以网络为中心”的转变，使得基础软件技术朝网络化方向发展，网络化的软件运行环境和软件开发环境成为重要研究方向。

服务化：

随着“软件即服务”概念的深入人心，如何更好地支持这种新型的软件开发、部署、运行、管理和应用模式，对基础软件提出了新的挑战。

智能化：

基础软件功能越来越丰富，对应用系统功能与质量的影响愈发重要。

如何智能地适应复杂多变的计算环境和应用需求，实现软件的自配置、自修复、自优化、自保护等能力，成为基础软件技术发展的重要趋势之一。

高可信：

社会对软件的依赖程度日益增长，国防和经济支撑系统关键软件一旦被破坏或失效，将会导致灾难性的后果。

以信息系统的安全性、可用性和服务质量保证（QoS）为核心内容的高可信技术将是未来基础软件的重点研究内容。

二.2当前企业私有云数据中心发展趋势

云数据中心的建设是一个复杂而又庞大系统工程，采用虚拟化技术为基础的底层支撑，又可以实现灵活分步建设和实施的方法。

结合XX省国土资源的厅的实际IT数据中心的现状，我们提供了分阶段建设思想。

第一步构建一个测试云数据中心建设平台，以IaaS云服务为该阶段的主要实施内容，建设一个以云计算方式为基础的数据中心基础平台,充分理解并测试云计算技术对中国XXX企业IT信息系统带来的新的创新体验，验证传统的业务系统中新的云数据中心的运行状态，熟悉基本云计算技术的操作、运维、管理并为下一阶段的建设积累更多的经验与需求。

第二步构建平台云、桌面云和服务云，在第一步基础上，实现真正以提供“服务”为目的的全功能云计算平台，包括IaaS、DaaS服务内容，设计开发一个单一的可以面向不同业务种类的云计算服务门户，结合中国XXX企业的业务系统，通过云计算的技术手段提供一个数据整合，信息交换，服务可靠，弹性的云计算数据中心。

通过技术手段可以实现同一数据中心平台，服务于所有用户，如企业内网系统和对外服务的公众服务系统。

新一代数据中心将是一个能够高效利用能源和空间的数据中心，并支持企业或机构获得可持续发展的计算环境。

高利用率、自动化、低功耗、自动化管理成为了国内新一代数据中心建设的关注点。

其发展趋势呈现以下特征。

数据集中。

无论是出于IT成本过高、复杂性过大，还是资源利用率过低等原因，目前几乎所有类型的公司都在尝试将IT资源进行整合和集中，这其中当然也包括了数据中心的整合。

集中化的数据更便于备份、冗余和控制。

计算与存储虚拟化。

虚拟化技术能够改善IT资源的再利用和提高灵活性，以适应不断变化的需求和工作量；同自动化技术以及服务级的、基于政策的管理一起使用，资源的效率将得到极大的改善；灵活性将成为根据需要自动调整的功能，服务将能够从整体上进行管理以保证高水平的弹性功能。

绿色低碳。

绿色数据中心在机械、照明、用电和计算机系统等方面的设计为的是最大程度提升能源利用效率和最小程度造成对环境的污染和影响。

建设和运行一个绿色数据中心需要采用先进的技术和优秀的策略。

运维管理自动化。

在不需要大幅增长预算和人力的情况下，管理好数据中心资源的快速增长，是数据中心管理者共同面临的严峻挑战。

虚拟化可在一定程度上控制这种增长，但虚拟化还会增加管理和自动化工具上的要求。

实现IT管理流程自动化，是降低数据中心IT操作成本和复杂性的一个关键目标。

自动化应用将呈现增长的势头。

快速便捷部署。

如何更加快速部署应用软件，为业务系统提供支持，提升行业/企业的竞争实力，也是目前数据中心建设中非常关注的问题。

构建信息系统本身不是目的，目的是为业务提供支撑。

在如今的环境下，为每一个应用单独开发业务应用系统的模式，显然已经不能够满足业务快速发展的需求，因此信息系统的自适应能力以及自动化的水平，是迫在眉睫的问题。

安全与可信。

安全性并不单指防火墙、IPS/IDS、入侵检测以及防病毒等安全防范措施。

实际上，火灾、飓风和其他灾害能在任何时候袭击数据中心。

在数据中心建设的初始阶段就应该构建可靠的灾难恢复方案，或建立异地的灾难备份中心，这是当前数据中心建设中需要重视的一大热点问题。

云计算技术顺应了数据中心的发展趋势，利用云计算技术实现内部的IT支撑系统整合。

运用云计算技术，可以有效提高IT资源的利用率、降低IT资源消耗、减少管理和建设环节、提升运营效率，实现数据集中和统一管理，并提升管理能力。

总之，应用云计算技术将大大降低在IT支撑系统建设和维护方面的开支。

数据中心“云”化是其发展的必然趋势。

二.3中国XXX企业云数据中心建设需求分析

二.3.1IT整体规划设计

1、中国XXX企业现有的数据中