石油行业企业私有云建设模式的研究与应用

马兴涛，张 强

（兰州石化公司自动化研究院，兰州 730060）

石油行业企业私有云建设模式的研究与应用

马兴涛，张 强

（兰州石化公司自动化研究院，兰州 730060）

随着石油行业信息化工作的不断推进，出现了大量异构应用系统上线运行及多种各异的软硬件资源并存的状况，造成计算资源和存储资源大都是异构设备，不同品牌和架构之间难以进行有效的整合与扩展，造成资源浪费、管理困难、运维成本高昂等种种问题，给信息化基础建设与管理带来了新的问题和挑战，本文试图通过对企业云建设模式的研究与应用，找到优化目前信息化建设管理现状的办法，实现企业资源的统一管理及按需服务，更好地满足公司业务的不断发展及良好的生产经营管理需要。

私有云；企业云；云计算；虚拟化

1 云计算概述

云计算是一种新型信息资源管理和计算服务模式，是新一代信息技术变革的核心，它由集中管理的硬软件基础设施(“云”端)向分散的众多用户提供远程的计算﹑存储﹑软件﹑网络和安全服务。云端由大量企业级服务器﹑大容量存储系统﹑云管理软件平台﹑网络系统和容灾设施构成。

企业私有云属于云计算应用的一种，它将企业所有的计算资源，包括各种性能的服务器﹑存储阵列等集中起来，并由软件自动管理，实现资源的共享和统一分配， 使得运行在云平台上的业务系统无需管理复杂的硬件资源，能够更加专注于业务。在提高资源的利用率的同时，实现应用的快速部署，降低企业创新和运营成本，符合石油行业业务的可持续发展要求，可以为企业信息化建设发生根本性变化提供技术支撑。

2 云平台建设模式分析

目前， 国际上对于云平台的实际部署有两种主流的先进技术模式，分别为Google公司的文件系统GFS（Google File System）和Amazon公司的弹性计算云EC2（Elastic Computing Cloud）。Google公司文件系统GFS的主要设计原则是：在大量的低性能普通计算机上提供高性能的可靠服务。Amazon公司的弹性计算云EC2是一个让使用者可以租用云端服务器运行所需应用的系统。它的设计原则是：在大量的高性能计算机上提供更多独立的虚拟服务器来提供应用服务。

基于石油行业企业信息化基础设施现状， 考虑到第一种模式（Google模式）主要依靠大量廉价低端机器进行集中计算，对物理空间﹑能源耗费﹑维护强度要求很高，且主要用于大量请求的集中处理和运算，与目前企业信息系统较为分散﹑相对独立的现状差异很大，所以在企业云平台建设中，不适宜采用第一种硬件大集中分布式计算的模式。建议采用第二种模式建设企业私有云平台，即搭建以部分高性能服务器为基础的虚拟化云计算平台。

企业云 平台建设通过利用虚拟化技术来整合服务器资源，提高服务器的利用率，提高管理效率，缩短系统安装配置的时间，为用户提供高可靠性﹑高可用性﹑开放性﹑可动态扩展﹑易于管理和维护的优质访问服务。

通过不断的测试和完善，以虚拟化技术为基础的云计算平台已经进入了企业级应用阶段，2010年，国际数据公司（IDC）的调研结果认为，到2013年，以虚拟化技术为应用基础的企业信息化应用增量会超过其他主流传统信息化项目建设，成为第一应用扩展方向，如图1所示。

图1 国际数据公司（IDC）关于企业信息化增量方向的调研图

3 云平台建设模式的应用

3.1 云平台基础架构

企业私有云平台技术架构主要采用应用服务器群集配置虚拟化平台，以虚拟化技术为基础，集中搭建云平台。主要采用一定数量性能较高的多路服务器搭建，使用一定数量运算速度快﹑内存较大的服务器，结合存储设备，配以光交换机，在其上安装配置虚拟化软件。虚拟化OS直接安装在物理服务器的裸机上，将物理服务器上的处理器﹑内存﹑存储器和网络资源抽象到多个虚拟机中，再使用工具进行管理，根据用户和应用系统的资源需求统一管理，灵活分配硬件资源。

云计算平台架构模式包括三层：基础设施层﹑平台服务层﹑应用服务层。它们之间的逻辑关系，如图2所示。

图2 云平台逻辑架构图

3.2 服务器及存储部署

在构 成企业私有云的单个物理服务器上安装配置虚拟化管理软件，利用服务器强大的处理能力，生成多个虚拟服务器，每一个虚拟服务器，从功能﹑性能和操作方式上，等同于传统的单台物理服务器。用户可以在其上安装配置Windows或Linux操作系统﹑部署业务系统，就如同安装配置一台物理服务器一样。这样每个物理服务器实际上充当了虚拟集群服务器上的虚拟机，从而大大提高资源利用率，降低成本，增强系统和应用的可用性，提高系统的灵活性和快速响应，实现服务器虚拟架构的整合。

存储 资源采用光交换机连接方式构建，即所有存储设备在虚拟化管理平台的调度下，通过光交换机实现数据的存取。所有私有云上的服务器都通过这种光交换的模式共享存储资源，通过这种共享的FC存储架构，可以充分利用虚拟化架构的优势，完成虚拟机的在线迁移以及资源的动态分配。

为了 集中管理私有云资源，通常需要在云平台之外配置一套安装了云管理软件的服务器，实现各种资源的高效统一管理。

3.3 安全设计

云平 台中的应用将数据﹑程序﹑流程全部集中到云端数据中心的服务器和存储中。这意味着大量本来分散的节点将全部集中到云端，由于 云平台的设计中带有群集﹑负载均衡和集中式存储管理等模式，可以大大减少单点故障和错误，所以在云端中的应用也能大幅降低系统宕机和数据错误的风险。

企业 利用云平台系统可以轻松的完成虚拟环境的扩展，包括计算性能的提升以及存储容量的扩大。同时云平台管理软件支持内部虚拟网络段划分功能，这样可将不同业务的虚拟机设置不同子网，并通过防火墙实现隔离，保证网络安全性。

在安 全性方面，云平台不仅有以上优点，而且可以配合虚拟带库对数据进行完整备份，实现容灾功能。

4 结 语

企业 私有云建成后，可根据信息化发展需要，在开发测试云端为各信息系统提供独立的开发﹑测试环境，使得内部的开发测试等工作更加安全可靠。当完成相应开发测试工作后，即可释放云平台资源，提供其他应用系统的使用，达到高效利用资源的效果。

通过 对大量企业云平台运行数据的分析可知，云平台成功上线后，为企业节约的开支已超过购买云平台硬件的投资成本。尤其在运维成本上，体现更为明显，比如大大降低了供电﹑空调制冷等能耗。而且云平台的应用，也大大缓解了企业机房物理空间日趋紧张的全局，得到了信息部门高度认可。

综上所述，将虚拟化技术的应用研究引入到企业信息化管理体系中，建设企业私有云，对于数据量大﹑用户并发大﹑业务系统量多且多异构的石油行业企业信息化管理而言，是一个理想的解决方案。

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.22.025

F270.7

A

1673-0194（2016）22-0040-02

2016-10-20