数据中心基础设施建设.docx

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数据中心基础设施建设

1.1数据中心基础设施建设

1.1.1问题和特点

1.1.1.1解决问题

区域计算中心的建设是亮点工程，能够极大的提升政府形象，并可辐射周边区域，对争夺区域科技发展的引领地位至关重要;云计算数据中心是以高性能计算机作为IT基础设施，不仅可以改善区域投资环境，而且可有效促进招商引资。

例如上海超算中心作为一种高端计算资源，对于大飞机项目落户上海起到了重要作用。

另外，云计算数据中心的建设还可以作为吸引、引进高端人才的硬件条件，可有效提升当地的教育、科研水平和质量。

云计算数据中心的建设对城市支柱产业如汽车工业、石化工业、电子信息制造业、生物医药业等也将起到很好的提升和支持作用;同时对于发展高新技术产业，尤其在新材料产业、环保新能源产业、动漫创意产业等方面提供强大的支持;对改造提升传统工业，包括钢铁工业、机械装备制造业、轻纺服装工业等方面提供科研创新的平台。

云计算数据中心的建设在重大市政建设项目和重要社会活动中将发挥不可替代的作用，将会带来巨大的社会效益。

因此城市规划、市政管理、应急指挥等都离不开云计算中心的支持。

总的来说，云计算中心的建设对于区域、城市乃至国家的发展都将起到不可估量的影响。

建成后的云计算数据中心将为社会的经济建设、城市规划以及信息化管理等领域起到重要的推进作用。

在云计算中心IT基础架构之上，考虑一并建设开发区级的智慧一卡通平台。

智慧一卡通具有以下功能：

记录功能：

记录持卡人的基础信息和相关业务信息；凭证功能：

持卡人持卡可通过联机或脱机办理个人相关事务；查询功能：

持卡人通过一卡通服务网络的读卡设备，查询持卡人本人的个人身份、劳动保障、新农合、公用事业消费等方面信息；公共服务：

作为持卡人享受政府服务（劳动保障、卫生、民政等）和公共应用服务（校园管理、社区管理、特殊人员优待、图书借阅等）的电子凭证；消费支付：

持卡人在对一卡通电子钱包充值后，可凭卡在一卡通应用网点用于公交、公用事业、日常生活方面的消费；一卡通应用服务机构在上述功能基础上可在授权和法律允许范围内开发增值应用。

该平台接入外部系统、用于数据交换的一卡通数据交换平台、包含商务应用、政务应用、发卡应用和客服应用、以及由确保系统安全运行的安全体系以及为保证系统平稳有序运行的管理系统组成。

1.1.1.2建设特点（ok）

云计算数据中心及大数据平台采用了具有动态架构的云计算操作系统，保证信息化的先进性、安全性、开放性、兼容性、共享性、可升级及扩充性，可确保系统实施和日后服务的效率和弹性。

除以上提到的基本特色之外云计算数据中心及大数据平台还具备如下特点：

1简化管理

云计算数据中心物理设施的复杂度降低，能够最低限度的减少物理资源的直接调度，使维护管理的难度和成本大大降低。

2高效复用：

使得物理资源可以按需调度，物理资源得以最大限度的重用，减少建设成本，提高使用效率。

即能够实现总硬件资源占用量降低了，而每个业务得到的服务反而更有充分的资源保证了。

3绿色环保：

节能降耗，最大限度节省电力消耗。

4数据保护

实现高级别的数据备份及恢复机制，针对高级应用则采用更高级别的数据保护机制。

5大数据共享

大数据平台通过整合现有信息资源并为未来的信息化建设提供统一支撑的角度，打破各个系统间数据不能共享的现状，实现空间信息和非空间信息的统筹管理、统一服务、共享共用。

针对共享的信息资源通过专业的基础架构实现不同数据的快速查询、统计、关联等操作，为开发区政府各级领导和各业务应用对象，提供有效支撑业务应用、领导决策和内外部的信息共享。

1.1.2建设需求和目标

1.1.2.1建设需求

随着未来东湖国家自主创新示范区的规模及多样化发展，对信息化的依赖程度将会越来越高，数据集中、业务7*24小时高可靠支撑对数据中心的要求越来越高。

经综合考虑，拟在新建云计算数据中心，未来数据中心将成为东湖国家自主创新示范区的主信息中心，承载所有业务系统。

1.1.2.2建设目标（ok）

Ø运用云计算技术，统筹利用已有的计算资源、存储资源、网络资源、信息资源、应用支撑等资源和条件，统一建设并为各政务部门提供基础设施、支撑软件、应用功能、信息资源、运行保障和信息安全等服务的电子政务综合性服务平台。

Ø通过标准化、虚拟化的资源池部署，提高整体IT基础设施资源利用率；

Ø实现IT基础设施资源的自助化服务，按需申请，按需供给，实现面向最终用户的云服务模式；

Ø实现IT基础设施资源的自动化部署及流程化管理，并可利用云计算管理平台对资源进行可视、全面的监、管、控，简化日常运维的管理流程、降低维护成本；

Ø实现客户目前已有的IT设施的综合利用，按照开发区内不同业务部门不同实际需求，提供云端创建虚拟服务器、虚拟桌面与本地创建虚拟桌面等不同解决方案；

Ø建立大数据存储及分析平台，重点选取智慧社区、中小企业服务、科技服务等具有大数据基础的领域，探索交互共享、一体化的服务模式，建立大数据服务平台，促进大数据技术成果惠及民众。

Ø建立智慧一卡通系统项目，建成后的智慧一卡通是对光谷现有的各种卡资源进行整合，并兼容原有各系统的IC卡，可实现记录功能、凭证功能、查询功能、公共服务和消费支付等五项基本功能，应用于以社会保障为代表的政府服务与公共、以电子钱包为代表的便民应用（交通应用、金融支付应用、商盟会员应用）等城市公用事业服务方面。

智慧一卡通工程的实施将实现4个统一：

即统一规划、统一管理、统一标准、统一发卡。

1.1.3建设方案和内容

针对东湖国家自主创新示范区的建设需求，首要工作是整合政府资源，提高利用率，降低成本。

通过统一的云计算平台，满足政府、企业和公众的不同需求，提供计算、存储等服务。

实现计算存储资源的规模化、集约化，以及资源的按需分配、按使用付费的特征。

图21东湖国家自主创新示范区云总体架构

云计算技术有多种的技术内容与应用模式，其中“云桌面”和“云平台”是较为成熟的技术方案，其中：

云桌面是面向日常办公环境的云基础设施，它替代了传统的基于PC和笔记本电脑的本地计算、本地存储模式，解决了传统PC模式下办公环境安全防护困难、维护工作量大、用户便利性差等问题；将整个办公环境进行了云计算化，实现了“数据高安全的”“用户高便利的”“可统一管理的”“高效节能的”办公模式。

云平台是对所有计算存储资源与应用内容的统一调度、管理与发布平台，它包含了基于“弹性计算、弹性存储、云存储、分布式计算、大数据服务、云主机”在内的IAAS基础设施服务、也包含了PAAS开发平台服务以及SAAS应用服务的发布平台；对于本项目，针对内部用户，可以通过提供“弹性计算弹性存储”等服务满足内部用户临时性资源需求，实现资源的弹性供给与释放；针对外部用户，也可以实现资源的公共服务模式，为周边企业提供相关的云计算资源与服务。

云平台的优势是实现了IDC资源的统一调度与充分共享，并通过服务的方式按需使用。

在整个智慧一卡通实体体系结构中，一卡通管理办公室运行的应用系统和一卡通信息库是支撑整个一卡通业务的基础。

下图为系统的总体框架逻辑示意图。

系统逻辑架构图

图中的总体框架由支撑整个系统运行的IT基础架构、完成与外部系统接入和数据交换的一卡通数据交换平台、业务处理层系统（含商务应用、政务应用、发卡应用和客服应用）、为确保系统安全运行的安全体系以及为保证系统平稳有序运行的管理系统组成。

1.1.3.1虚拟化架构设计

通过采用虚拟化平台，利用云服务管理能力就可以实现从服务申请到虚拟化部署、从系统标准化安装到软件部署等。

为充分利用云计算的优势，建议硬件资源全部采用X86架构的服务器作为服务器的资源池。

服务器的整合在保持原有的服务器平台硬件和软件的前提下，在服务器裸设备上安装虚拟化管理软件，再虚拟化出来若干系统环境，相当于多个云主机。

1服务器虚拟化

运行虚拟化软件的业界标准x86服务器，虚拟化软件为虚拟机提供资源，并运行虚拟机。

许多配置相似的x86服务器可组合在一起，并与相同的网络和存储子系统连接，提供虚拟环境中的资源集合，称为服务器组或者群集。

根据主机和系统软件部分设计，整个服务器部署区域主要分为五大区域，针对五大区域的业务应用类型进行服务器虚拟化设计如下：

部门前置区：

采用6台服务器虚拟出40台虚拟主机

数据交换区：

采用4台服务器虚拟出12台虚拟主机

数据中心区：

数据库采用8台物理服务器组成数据库集群、云管理平台采用5台服务器组成云平台管理集群、政务应用资源池1采用15台服务器组成计算资源池、物联网应用资源池2采用10台服务器组成计算资源池、云桌面资源池3采用15台服务器组成计算资源池。

安全区：

采用2台服务器虚拟出6台虚拟主机

对外服务区：

采用6台服务器分别作为数据库（2台物理）和9台虚拟主机（3台物理服务器）和管理服务器（1台物理服务器）

2存储虚拟化

光纤通道SAN阵列和iSCSI阵列是广泛应用的存储技术，虚拟化机构支持这些技术以满足不同数据中心的存储器需求。

通过存储区域网络在服务器组之间共享（与服务器组连接的）存储阵列，可实现存储资源的聚合，并在将这些资源置备给虚拟机时使资源存储更具灵活性。

3网络虚拟化

每个计算服务器都可有多个以太网网络接口卡，使计算资源的带宽增加，网络可用性更高。

同时虚拟机（VM）将通过IP网络提供大部分服务。

整个资源池的网络管理也将通过IP网络来完成。

同时为企业使用iSCSI存储架构提供传输服务。

1.1.3.2云计算架构设计

1计算资源池

服务器是云计算平台的核心，其承担着云计算平台的“计算”功能。

对于云计算平台上的服务器，通常都是将相同或者相似类型的服务器组合在一起，作为资源分配的母体，即所谓的计算资源池。

在这个计算资源池上，再安装虚拟化软件，使得其计算资源能以虚拟机的方式被不同的应用使用。

在搭建计算资源池之前，首先应该确定资源池的数量和种类，并对服务器进行归类。

归类的标准通常是根据服务器的CPU类型、型号、配置、物理位置来决定。

对云平台而言，属于同一个资源池的服务器，通常就会将其视为一组可互相替代的资源。

所以，一般都是将相同处理器、相近型号系列并且配置与物理位置接近的服务器，比如相近型号、物理距离不远的机架式服务器或者刀片服务器。

在做资源池规划的时候，也需要考虑其规模和功用。

如果单个资源池的规模越大，可以给云平台提供更大的灵活性和容错性，并且单个物理服务器的宕机对整个资源池的影响会更小些。

但是同时，太大的规模也会给出口网络吞吐带来更大的压力，各个不同应用之间的干扰也会更大。

如果有条件的话，通常推荐先审视一下企业自身的业务应用。

可以考虑将应用分级，将某些级别高的应用尽可能地放在某些独立而规模较小的资源池内，辅以较高级别的存储设备，并配备高级别的运维值守。

而那些级别比较低的应用，则可以被放在那些规模较大的公用资源池中。

依据IT整合策略以及计算资源池的构建方法论，对现有的3台X86服务器进行利旧处理，另外购买20台新服务器用于政府各个业务部门的虚拟桌面应用。

在构建计算资源池时，需要同时考虑两个问题：

一是业务系统在原有物理服务器上的CPU和内存使用情况，二是该业务本身的关键程度，关键的业务系统在构建计算资源池时需要为其配置HA和动态资源调度（DRS）等高可靠性功能。

比如，邮件系统和ERP系统都是对企业的日常工作运行比较关键的应用，因此，可以考虑整合比相对小一些，而出差管理、文印管理等非关键性的应用，可以考虑整合比相对大一些。

下表是现有主要业务系统的整合情况。

在利旧的3台服务器上都安装配置虚拟化内核软件，和新购置的20台服务器一起，其中：

5台用于承载原有的业务系统，另外18台用于为各个业务部门提供虚拟办公桌面。

业务系统和虚拟办公桌面部署在两个集群中，云计算管理平台中的集群管理软件可以对集群内的主机和虚拟机状态进行监测，如果一台服务器主机出现故障，运行于这台主机上的所有虚拟机都可以在集群中的其它主机上重新启动，保证了数据中心业务的连续性。

原有业务系统借助P2V工具手动迁