1 云计算的基础概念 1.1 云计算的概念及优点 云计算，“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、网络资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现动态管理。虚拟化，是云计算的基础。其优点如下： ①通过提高利用率和实现自动化来提高效率。除了众所周知的成本节约之外，云计算和可以通过最大限度地减少不必要的IT基础架构投资来降低总体拥有成本（TCO），提供高效的管理和维护工具，并避免技术局限性。它们可以帮助IT部门采用更经济划算、可自我管理并动态优化的环境以实现最高效的IT服务交付。②兼具灵活性和控制能力。云计算极大地简化了IT服务调配与部署，IT部门可以更迅速地响应业务需求。同时，高效的云计算策略还意味着能够确保安全，IT部门不必再针对此动态计算环境不断重新配置静态安全基础架构。从而使IT部门能够对所有工作负载的可用性、可靠性、可扩展性、安全性和服务级别协议（SLA）保持全面控制。③选择的自由性。由于传统系统到云计算的迁移几乎是无缝的，因此企业不仅可以灵活地保留现有操作系统和应用程序堆栈，还可以在内部部署或通过VMware vCloudTM服务提供商在外部部署它们。IT人员可以继续支持传统系统，同时避免许多与它们相关的麻烦，包括系统移植、安全补丁程序等。 1.2 目前电信IT支撑体系的现状 企业信息化部主要负责向电信企业内部IT支撑服务和维护工作。目前机房存在大量使用年限达到5 a及以上的PC服务器，总数约70台，此外还有40余台服务器使用年限在3 a以上，很快也将面临更新换代。估计3年之内，超过使用年限的机器总数量接近100台。由于建设初期出于安全性考虑，加之缺少统一的规划，这些系统大部分都独立部署。独占IT资源，这样就造成了机房IT架构的复杂性和使用效率低下。目前企业信息化部的x86服务器群软硬件环境复杂而多样：应用方面主要有OA及内网防病毒服务器群、WSUS微软补丁更新服务器、PC服务器备份系统、身份验证系统、中小企业信息化系统、各类系统接口机、内部监控服务器群等；硬件平台主要为dell系列服务器，少量ibm和hp系列服务器等；存储方面有本地盘、磁盘阵列、共享磁盘等。备份方面有服务器集群、双机冷备、数据库集群等；操作系统方面有Windows、linux、scounix等；网络接口方面，分散于网络层的trust，dmz，untrust，internet各个层面。由于其承载的许多重要IT支撑服务不能退网下线，如果全部采用一对一的方式更新换代，软硬件费用将是一笔巨大开支，而且由于计算机技术的高速发展，多数设备大部分时间将处于空闲状态，这样会造成大量计算资源和维护费用的浪费。基于各方面的考虑，云计算将是一个很好的更新改造方向。 目前业界公认的云计算的服务交付方式有三种：软件即服务（SaaS，Software as a Service）、平台即服务（PaaS，Platform as a Service）和基础架构即服务（IaaS，Infrastructure as a Service）。其中，基础设施即服务是电信运营商IT支撑系统领域开展云计算服务的最佳切入点。首先，开展IaaS服务所需的虚拟化技术和运营技术相对成熟。其次，开展IaaS服务需要构建大规模的数据中心，电信运营商拥有丰富的网络资源。再次，随着中国电信企业转型的推进，为了实现企业集约高效运营必须提升IT基础设施的运营效率，控制投资规模，提高投资效益，而这也正是IT云计算的初衷。 1.3 云计算厂商选择 目前业界主流的基于x86平台的虚拟化厂商有三家：vmware、思杰（citrix）、microsoft。基于虚拟化各厂商的技术特点，电信企业的自身优势和IT支撑的实际需求，我们最后推荐尝试采用vmware的虚拟化技术整合目前的PC服务器支撑系统，搭建内部私有云环境，平滑的迁移目前的系统，逐步实现基础设施即服务（IaaS）的大部分功能，以期提高未来整个PC服务器群的可用性。 2 云计算的试点实施 2.1 云计算的试点实施 云计算的试点实施，我们选择了比较有代表性的几个系统，应用方面包括数据查询、内部监控管理系统、报表系统等，操作系统既有Windws也有linux，数据库既有oracle也有microsftsqlserver，一共大约6台左右服务器见表1。 硬件方面，我们采用了一台dellpoweredger900的物理主机，配置为：cpuintelxeonE7420@2.13G*2，内存32G，1.2T的raid5本地磁盘；在物理机上安装vmwarevshere的ESXi5操作系统，初步搭建出虚拟层，在这个虚拟层之上搭建其他操作系统，基本架构如图1所示。 这几套系统中，报表服务器为新建虚拟机，安装操作系统；其他系统都是迁移服务器；迁移方式Windows系统主要使用vmware提供的convert工具迁移；linux系统主要使用备份还原方式迁移。原6台机器分别位于网络层的各个不同区域，为此我们整合了网络接口，将原6台服务器共计8个单独的网络接入点，合并为4个上联端口，各个端口之间分担流量，互相提供热备，解决了网络接口备份的问题。此外，在同一个虚拟环境里，搭建了一台vmware的datarecovery的服务器，为本环境内所有虚拟机提供简单的自动系统备份，解决了系统备份的问题。同时，为了方便不同级别的用户登录管理console，我们启用了用户管理，提供了https的登录方式。搭建完成后整套系统上线使用1 a左右，各系统运行正常，能够满足需求。 2.2 云计算实施后的优点总结 在提高效率和利用率方面，原来的6台物理服务器全部下线，替代为1台物理机，大大减少了服务器的数量；原来的8个网络接口，合并为4个接口，大大节省了网络资源；在服务器管理方面，每台虚拟机的资源，除了一些比较特殊的硬件，大部分硬件，比如内存、分区、网卡等经测试可以根据实际需求的变化在线进行调整，大大的减少了系统停机维护的时间；在加强安全方面，首先，ESXi的host主机默认安装安全级别是高级，后期逐步开放各种应用端口；其次，云环境的安全架构是一次性部署，具有继承性，不需要反复部署和经常调整，大大减少了安全漏洞产生的几率；最后，如果有进一步的安全需求，还可以加载vmware基于安全的vsheild产品。 在用户管理方面，vmware对于不同权限的用户管理非常细致，除了提供client端的登录方式之外，还提供https方式的登录管理界面，用户登录方便，权限灵活。在日常性能监控方面，vmware一方面可以通过统一的管理软件，比如vmwarevcenter对云内的所有host进行集中监控管理，另一方面也可以无缝被第三方监控软件管理。在易用性方面，经过迁移测试，对于传统系统及应用来说，向云的迁移完全是平滑无缝的，几乎不需要进行任何移植。在互操作性和开放性方面，我们尝试了和思杰的应用虚拟化整合，利用vmware的虚拟服务器配合思杰的产品发布虚拟化应用，兼容性非常好，完全没有瓶颈。 3 云计算的进一步实施和对未来的展望 3.1 进一步实施云计算的思考 鉴于企业信息化部用于IT支撑的PC服务器数量比较多，仅仅只虚拟某几台机器，而且单机无保障机制是远远不够的。我们需要的是能够实现分布式资源自动管理（DRS）架构和高可用性技术（HA）的私有云环境。在初步搭建虚拟化环境和完成部分服务器迁移的基础上，我们利用现有的san存储网络，进一步搭建了ha+san的云环境，对ha，vmotion，分布式交换机等技术进行了全面的功能测试，初步证实进一步搭建私有云是完全可行的。 未来我们建议采用VMware虚拟化技术，使用几台高性能的PC服务器作为虚拟服务器的HOST主机，采用分布式资源管理（DRS）架构和高可用性技术（HA），搭建私有云环境，逐步分步分期的迁移整合需要更换的约100台服务器，初步设想如下：①进行存储整合，利旧现有的SAN交换机和光纤存储将整个存储整合到SAN环境。虚拟服务器HOST主机将逐步增加到这个存储网络中来，组成初步的云环境。②进行网络整合，目前各个服务器分别位于网络的trust、DMZ和untrust等各个区域，可以将相同区域的网络分别整合到某几块光纤网卡上面，共用某些网络资源，可以将原物理机占有的大量网络资源释放。③结合应用的具体分布情况进行服务器整合，在虚拟机资源可以满足的情况下将多台服务器整合到一台虚拟机，节省服务器硬件、操作系统和应用软件的版权及维护开销。④采用分布式资源管理（DRS）架构和高可用性技术（HA）搭建虚拟环境，保证资源平衡优化使用，确保系统稳定安全可靠对外服务，做到单机故障不影响对外服务，双机故障不丢失数据。 经过以上虚拟化整合，我们可以预期：未来PC服务器数量和网络接口数量将大大的减少，同时也减少了能耗、运营成本。由于采用了分布式资源管理（DRS），可以自动和手动的根据应用情况来平衡云中各个虚拟机之间的资源，可以充分的使用了硬件的资源，尽可能的减少了闲置，大大提高了计算资源的使用率。整合后采用的HA+DRS的方式将在出现硬件故障的时候，自动切换虚拟机到另一台主机上运行，可以实现服务器之间n+1的备份，将大大的简化备份的方式和节约成本；而且对于应用来说，这种故障切换几乎是无间断的，大大减少了因为硬件原因造成的中断，提高了用户感知度。未来新应用的上线也将变得非常的快捷，在现有的环境下，上线一套应用系统需要经历繁琐的申请，设计，测试流程，耗时经常数周，而未来只要云内的资源足够，新系统的部署也许只需要几分钟的时间。 3.2 对于未来发展的展望 在整个云计算的架构中，服务器的虚拟化一般只是第一步。未来，随着服务器群的不断虚拟化，一是可以在逐步在服务器虚拟化的基础上搭建起云计算的数据中心，逐步实现对外提供一整套的从IT基础设施到平台到应用服务的云解决方案，逐步向软件即服务发展。二是可以进一步整合虚拟桌面产品，从数据中心以托管服务的形式交付虚拟桌面或者虚拟应用，为运程用户和分支机构提供在低带宽下、低要求客户端下的桌面应用，既可以保护企业的数据，又可以集中进行桌面管理，并加快桌面部署，同时降低运营成本和支持成本。 参考文献： [1] 尼古拉斯·卡尔（美），闫鲜宁（译）.IT不再重要[M].北京：中信出版社，2008. [2] 刘鹏.网络安全原理与实践[M].北京：电子工业出版社，2010.
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