“云计算”虚拟化平台在大型航运企业中的应用

王骏翔， 钱 莉

（中海信息系统有限公司，上海200120）

0 引 言

“云计算”虚拟化是一种新的计算方法和商业模式，通过服务器虚拟化等技术，按照“即插即用”的方式，自动管理计算、存储资源，汇聚成高效的资源池。以按需分配的服务形式提供计算能力，并通过租赁单位资源的方式向最终用户提供新型软硬件系统产品和交付模式。

1 需求分析及建设的必要性

相对于传统的IT模式，“云计算”有着巨大的变革和创新，通过搭建云平台，能对整个IT环境进行整合、压缩，以及提高管理效能。这也是目前诸多企业为何陆续推进 “私有云”或“行业云”平台建设的重要原因。

1.1 减少IT基础设施复杂度，降低IT成本

随着企业信息化建设不断发展和IT资源不断膨胀，各类软硬件设备成本、机房基础设施和电力消耗成本、日常运维和生产管理成本也与日俱增，IT基础设施综合管理变得极为困难。通过引入自动化的云平台架构，可以有效降低IT环境的基础设施复杂度，集约型发展模式能减少信息化设备的数量和用电负荷，起到降本增效的显著作用。

1.2 资源有效利用，管理水平提升

在引入云平台架构之前，很多企业面对数据中心内的庞大服务器，往往需要投入大量的人力成本去管理和维护；大部分高性能服务器只进行单一的应用或数据库服务，造成了企业资源的极大浪费；整个IT环境的管理存在着人手不足，服务质量下降的隐患，影响了企业信息化生产的效率和形象。云平台的建设可以高效、快速地调整系统内部资源，以“资源池”的形式统一管理、自动化部署和分配资源，极大地减少了运维人员的重复劳动，从根源上提升了运维服务质量和管理水平。

1.3 快速灵活部署，交付更为迅速

目前航运企业信息化建设正处于较快速发展的阶段，各航运企业及下属公司不断要求快速交付新系统、新开发或改进程序功能，以应对各种业务的变化或商机。受制于传统的系统架构和开发模式，很多企业的IT部门经常需要花费大量的时间和资源来解决不断变化的建设需求。云平台的搭建能够快速灵活地解决模块化统一部署的问题，“资源池”也能更快速地完成计算、存储和网络资源的调整与再分配，以适应快速变化的业务要求，大大缩短开发周期，提高系统交付速度。

企业级云平台架构图

2 云平台的架构设计

航运企业云平台的建设主要以业务要求为出发点、服务为导向，遵循“顶层设计、业务驱动、集中投入”的原则，以规划、管理和运行有效、高质的企业级私有云为建设目标，建立云计算服务的管理和运维机制，打造按需提供、满足服务水平要求的高可用性、高扩展性、高灵活度和管理简化的企业级“云计算”虚拟化平台。

企业级云平台的建设可以通过IasS、PaaS和SaaS 3个层面来实现。

2.1 基础设施即服务（Infrastructure－as－a－Service，IaaS）

在虚拟化技术引入前，很多企业级应用通常部署在自行采购的物理服务器上。在这种IT模式下，一套应用需要多台服务器支撑，往往会引发硬件成本高昂、维护成本增加和不易管理等现象。

如今，在引入虚拟化技术后，不但可以利用服务器虚拟化整合企业服务器资源、提高服务器利用率，还可以有效地统一管理所有底层的硬件服务器，减少运维成本。利用Vmware v Sphere技术构建底层的硬件服务器虚拟化，并结合Open Stack技术实现虚拟化上层的自动化管理、计费、审计和安全的统一云管理平台。

2.2 平台即服务（Platfor m－as－a－Service，PaaS）

PaaS层也叫中间件层，在云平台概念引入前，对于企业级的多套应用，往往需要分别部署多套应用服务器、缓存服务器或数据库服务器来支撑。这样的架构往往会导致反复部署、资源浪费和不易维护的现象。

如今，随着云平台技术的不断推进和发展，可以通过统一部署应用服务层和数据库服务层来实现服务总线的架构部署：

（1）应用缓存服务层（JaaS）：利用Redis构建统一的应用缓存云服务；

（2）数据库服务层（DBaaS）：利用Oracle Database 12c的Plugging DB多租户特性，构建不同业务大类的数据库云服务。

2.3 软件即服务（Soft ware－as－a－Service，SaaS）

SaaS层也叫做软件层，与IaaS和PaaS层属于松耦合关系，是一种软件布局模型，其应用专为网络交付设计，便于用户通过互联网托管、部署及接入。

对于企业级用户而言，可以通过构建自己的企业级邮箱、云网盘、全自动办公系统（Office Automation，OA）等Inter net应用服务来呈现。同时，为了更好地增强用户体验感，还可以通过结合IOS和Andr oid等手机平台来进一步完善和健全。

3 IaaS基础云平台的迁移及实现

某大型航运企业上海公司业务系统CARGO系统自2003年陆续开发上线，运行平台已使用了十余年。随着该公司的业务量逐年增加、硬件设备老化等因素，面临着硬件维护成本高昂、运算能力下降、内存资源不足等系统瓶颈和风险。

3.1 系统架构现状

该航运公司现有业务系统主要分为数据库层和应用层。

数据库层由多台小型机和存储环境组建而成，4套Oracle 9i的数据库运行于IBM Power系列小型机环境（两台P570和两台P650，共4个LPAR）。

应用层由多台X86服务器组成，操作系统均为WINDOWS 2003 SERVER和LINUX AS 4。程序架构有：三层应用结构（内贸系统）和两层应用（外贸系统）；实现的服务有：B／S架构的内外贸网上订舱、C／S架构的桌面程序等。

3.2 云计算虚拟化改造

系统的现有架构是基于IBM小型机平台，利用AIX HA互备机制所搭建的高冗余系统，考虑到该业务系统的重要性和高冗余性，计划利用Linux环境和V Mware HA机制替代现有架构，并通过构建独立的IaaS层实现该企业的基础云平台（见图1）。

图1 IaaS基础云平台架构图

3.3 系统正式迁移上线

鉴于该航运公司业务系统部署情况的特殊性，CARGO系统与其他系统及当地的外部系统的接口情况不同，拟定了一套具有较强针对性的实施和切换方案。该方案的核心是对原有CARGO系统中各个子系统和业务模块进行克隆，将其集中部署在为之新构建的IaaS基础云平台上，通过对各子系统和各项业务进行全方位的功能测试及压力测试，评估其云平台上的系统性能指标，并逐个调整优化，在达到预期使用效果后，进行整体系统的正式切换。

系统在整体迁移期间，考虑到该航运公司CARGO业务的数据量较为庞大，计划在正式切换前，利用Shareplex异地同步复制技术进行生产库的准实时数据同步，减少系统在切换时数据迁移所造成的长时间停机（见图2）。

图2 Shareplex数据库同步复制原理

4 结 语

如今诸多企业面临着服务器老化、运算能力不足和硬件设备维修成本高昂等实际问题。通过利用“云计算”虚拟化技术构建基础云平台（IaaS），并借助数据同步复制技术来实现企业级服务器的资源整合和虚拟化迁移是较为高效和稳妥的建设方案。

目前，该航运公司已顺利完成其核心业务系统的虚拟化迁移和改造。新系统运行稳定，用户使用效果良好。同时，“云计算”虚拟化平台的统一管理也为该航运企业带来了前所未有的便捷服务，每年为企业节省了约100多万元的系统运维成本，效益对比数据见表1。

表1 云平台改造前后系统运维成本效益对比 万元／年

［1］ Reese G.Cloud Application Architect ures：Building Applications and Infrastr ucture in the Cloud［M］.USA：O’Reilly Media，Inc.，2009.

［2］ Pepple K.Deploying OpenStack［M］.USA：O’Reilly Media，Inc.，2011.

［3］ Jackson K.OpenStack Cloud Computing Cookbook［M］.UK：Packt Publishing Ltd，2012.

［3］ 吴朱华.云计算核心技术剖析［M］.北京：人民邮电出版社，2011.

［4］ 胡嘉玺.虚拟智慧：V Mware v Sphere运维实录［M］.北京：清华大学出版社，2011.

［5］ 陈吉平.构建Oracle高可用环境：企业级高可用数据库架构，实战与经验总结［M］.北京：电子工业出版社，2008.

［6］ 沈强.基于 SharePlex的数据库备份系统建设［J］.广播与电视技术，2014（1）：89－93.