广东电网企业云基础设施服务层建设技术规范研究

陈英达， 温柏坚， 黄巨涛， 林强， 唐亮亮

(广东电网有限责任公司信息中心， 广州 510080)

0 引言

企业云因可实现各类信息资源的弹性灵活调配与集中智能化利用，能为业务应用以及分析应用[1]提供资源共享的支撑环境，使其成为企业推进各类应用系统实用化水平的一种有效途径。作为企业云架构的最底核心层，一个构型全面且功能完善的基础设施服务层可更好地为运行其上的平台设施服务层和应用软件服务层提供可靠的基础环境，确保资源调配更加统一灵活、数据利用更加集中智能、服务集成更加统一高效。然而，目前基础设施服务层缺乏统一的建设约束准则，各类信息基础设备的采购与接入标准孤立混乱，因此，本文从总体架构与各类平台组件两方面对广东电网企业云基础设施服务层的建设技术要求开展了研究与分析，并形成建立了一套企业云基础设施服务层建设技术规范。

1 总体架构

广东电网企业云基础设施服务层由云资源管理系统、桌面资源池、网络资源池、计算资源池以及存储资源池五部分组成，各部分又包含众多组件，其总体架构，如图1所示。

云资源管理系统是对桌面资源池、网络资源池、计算资源池以及存储资源池的统一管理，提供资源申请的管理、资源的调度及分配、资源使用及状态的监控、资源使用及状态数据的统计和分析等功能；桌面资源池是通过桌面虚拟化技术将用户虚拟桌面集中于资源池进行统一管理，通过瘦终端客户机、个人计算机、智能手机、平板电脑等终端设备向用户交付虚拟桌面；网络资源池是通过网络虚拟化技术将接入层、汇聚层与核心层整合为扁平化设计的大二层网络；计算资源池主要利用虚拟化技术整合服务器，将虚拟化的计算资源(包括其虚拟处理器、虚拟内存、虚拟磁盘以及虚拟网络等资源)加入到相应的集群中，组成逻辑计算资源池；存储资源池是采用具备虚拟化技术的设备，将多种存储设备整合成统一资源池，通过SAN网络向用户提供数据存储能力。

图1 广东电网企业云基础设施服务层总体架构

2 各组件建设技术规范

广东电网企业云基础设施服务层架构由云资源管理系统、桌面资源池、网络资源池、计算资源池以及存储资源池5部分中的多个组件构成，以满足企业云在硬件、软件、服务与安全等方面的要求。本节对各组件建设技术规范从基础要求、兼容性要求、接口要求等方面进行研究分析。

2.1 云资源管理系统

云资源管理系统是对所有资源池统一的管理、监控与配置，是以满足按需分配的服务而设计的管理工具，其核心功能主要包括四大方面：资源服务、资源管理、资源监控、统计分析，如图2所示。

图2 云资源管理系统

(1) 资源服务

资源服务是对云计算资源服务流程的管理，具备资源的申请、审核和审批的流程管理，并提供与IT服务管理系统等流程管理系统的工单接口，实现统一的工单流转及管理。

(2) 资源管理

资源管理是对云计算资源的管理，主要包括模块管理、资源变更、资源启停等方面。

(3) 资源监控

资源池使用情况的监控，监控资源池中已承载的虚拟服务器总数，各资源组所承载的虚拟数量，并可逐层展示四层资源池资源使用率，包括物理服务器、虚拟服务器及网络、存储设备的使用情况。

(4) 统计分析

统计分析管理提供云计算资源的统计分析，包含容量管理类、资源服务类、性能管理类、应用系统类及工单类的统计分析功能，统一以报表或图形方式提供数据并进行结果分析。

2.2 桌面资源池建设技术规范

桌面资源池是通过桌面虚拟化技术将用户虚拟桌面进行统一管理。主要技术要求如下：

(1) 基础要求

支持主流操作系统的虚拟桌面，如Win7、Win2008、Win10等操作系统；支持多种形式的虚拟桌面，包括托管式虚拟桌面、本地化虚拟桌面、共享式虚拟桌面等；提供易于管理的控制台管理界面；实现虚拟化桌面的快速克隆；具备可允许、阻止语音的重定向。

(2) 兼容性要求

提供多种终端的接入，如个人台式电脑、个人笔记本电脑、瘦终端客户机及移动终端等；支持多种移动终端的操作系统，如苹果IOS与谷歌Android等；提供广泛的外围设备重定向功能，如打印机、密码键盘、SIM卡读写卡器、身份证读卡器、手写板、扫描仪、IP电话等外设；支持的外设接口类型应包括串口、并口、USB口，并支持USB存储设备的读、写控制。

(3) 接口要求

至少包括接口信息，如表1所示。

表1 桌面资源池接口规范表

2.3 网络资源池建设技术规范

网络资源池主要采用网络虚拟化技术实现多个物理设备组成的可灵活配置的逻辑网络，建设具备高带宽、高可靠性、灵活便捷的网络资源池，以支撑计算资源池的各类通信需求。主要技术要求如下：

(1) 基础要求

提供网络管理功能；支持不间断业务的在线升级；支持端口、VLAN的流量镜像功能；完善的告警、修复机制。

(2) 兼容性要求

支持常见的路由协议，如路由信息协议、开放最短路径优先协议等；支持多链接透明互联协议；支持IPv4、IPv6双栈协议；不丢包、不错发包；每块线路卡所支持硬件的ACL条目不小于128K；支持命令行接口，可对Telnet、SSH、Console口进行配置；支持SNMP v1、v2和v3网络协议。

(3) 接口要求

至少包括接口信息，如表2所示。

表2 网络虚拟化接口规范表

2.4 计算资源池建设技术规范

计算资源池从物理服务器宿主机类型可分为x86架构计算资源池与小型机计算资源池，下边分别对其建设技术要求进行研究分析。

2.4.1 x86架构计算资源池建设技术规范

x86架构计算资源池主要采用虚拟化技术对x86架构服务器进行虚拟服务器集群构建。主要技术要求如下：

(1) 基础要求

采用裸金属架构；保障单个虚拟设备完全独立，并且能实现物理服务器的全部功能；能够提供完整的监控机制，快速定位物理服务器、虚拟服务器的资源瓶颈。

(2) 兼容性要求

支持主流x86架构服务器；支持主流应用软件的运行，包括但不局限于数据库、中间件等；兼容主流网卡和HBA卡；兼容主流操作系统；支持主流存储阵列产品，如SAN、NAS和iSCSI等。

(3) 高可用性要求

支持高可用功能；支持在线虚拟服务器迁移功能；支持将多个物理服务器组成集群；支持整合备份功能；支持在线存储迁移功能；支持热增减CPU 与内存功能；支持物理服务器宿主机模版配置。

(4) 接口要求

至少包括接口信息，如表3所示。

表3 x86架构计算资源池接口规范表

2.4.2 小型机计算资源池建设技术规范

小型机计算资源池主要采用小型机虚拟化技术在小型机服务器上构建虚拟服务器集群。以IBM小型机服务器为例，主要技术要求如下：

(1) 基础要求

具有统一的小型机服务器资源控制台；支持微分区；支持多重共享处理器池；支持共享以太网；支持虚拟以太网；支持在线调整逻辑分区占用的物理资源；可配置与创建映像库；资源池需具备资源动态调整的策略配置功能。

(2) 兼容性要求

支持P6、P7与Power Blade(如JS22、PS700、PS701、PS702)等机型；支持IVM、VIOS与HMC管理工具；VIOS不得低于2.2版本。

(3) 接口要求

至少包括接口信息，如表4所示。

表4 小型机计算资源池接口规范表

2.5 存储资源池建设技术规范

存储资源池采用虚拟化技术实现异构存储资源的整合，形成统一的存储资源池。主要技术要求如下：

(1) 基础要求

具有统一的存储管理控制台；支持本地、跨机房存储设备的虚拟化与数据迁移；支持本地、独立存储的虚拟化功能；支持跨异构阵列、长距离存储的联合功能；支持本地或跨机房存储设备的数据共享；虚拟化引擎具备横向可扩展体系结构；提供快照、卷拷贝功能，并可跨不同的存储设备；支持数据复制、增量快照功能，并最小化对生产的影响。

(2) 兼容性要求

支持服务器主流操作系统环境，如Solaris、IBM-AIX、HP-UNIX、Linux、Windows；支持VMware、CTRIX、Hyper-V等虚拟化软件；支持异构存储；支持SMI-S存储管理协议。

(3) 高可用性要求

提供异构存储设备的逻辑卷镜像功能；提供自动化数据均匀分布与自动消除热点功能。

(4) 接口要求

至少包括接口信息，如表5所示。

表5 存储资源池接口规范表

3 总结

广东电网企业云基础设施服务层主要由云资源管理系统、桌面资源池、网络资源池、计算资源池以及存储资源池五部分构成，本文对基础设施服务层总体架构以及各组件的建设技术要求进行了研究与探索，并形成建立了一套建设技术规范。通过该技术规范，从技术上可更好地建设广东电网企业云基础设施服务层，为运行其上的平台设施服务层和应用软件服务层提供可靠的基础环境；从管理上可加强各类信息基础设备采购与接入标准的约束管理，形成统一管控准则。后续将逐步建立平台设施服务层与应用软件服务层的建设技术规范，打造形成广东电网企业云总体建设体系，为快速响应业务变化、缩短应用上线周期、促进业务集成融合、提升用户体验提供技术保证。