面向云數(shù)據(jù)中心架構(gòu)體現(xiàn)的是一種資源調(diào)度的全新方式，資源調(diào)用方式是面向云服務(wù)。它可以基于計算能力的虛擬化和資源調(diào)配的自動化，來為用戶提供虛擬的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源。

　　1、項目建設(shè)目標

　　煤炭企業(yè)目前不斷整合，其企業(yè)規(guī)模不斷擴大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和終端用戶數(shù)激增。隨著煤炭企業(yè)信息化工業(yè)化控制系統(tǒng)的不斷融合，煤炭企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)量和規(guī)模也不斷擴大(如煤炭安全生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)產(chǎn)量系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、工業(yè)電視視頻系統(tǒng)等)。這些直接導(dǎo)致了煤炭企業(yè)數(shù)據(jù)中心的需要全新的變革以適應(yīng)大集中、自動化、虛擬化的新型企業(yè)要求。

　　數(shù)據(jù)中心建設(shè)的是構(gòu)建一個可持續(xù)發(fā)展的、新一代的面向云計算的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。將數(shù)據(jù)中心的IT資源池化，通過智能業(yè)務(wù)調(diào)度機制、以可計量的方式按需、保質(zhì)的取用資源，滿足業(yè)務(wù)需求的同時屏蔽底層的復(fù)雜性，使用戶可以把更多精力投入到IT資源的優(yōu)化應(yīng)用上去，如圖1所示。
 

　　2、項目實施技術(shù)要求

　　面向云的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)體現(xiàn)的是一種資源調(diào)度的全新方式，資源調(diào)用方式是面向云服務(wù)。通過網(wǎng)絡(luò)智能化實現(xiàn)智能業(yè)務(wù)調(diào)度機制，需要達到以下目標：

　　2.1整合化

　　要形成云計算的資源池，必須使所有IT資源共享化，這就是資源的整合化。使用統(tǒng)一交換技術(shù)，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心存在的三種網(wǎng)絡(luò)(使用光纖存儲交換機的存儲交換網(wǎng)絡(luò)即Fiber Channel SAN，便于實現(xiàn)CPU、內(nèi)存資源并行化處理的高性能計算網(wǎng)絡(luò)即多采用高帶寬低延遲的InfiniBand技術(shù)，以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)以太網(wǎng)技術(shù))形成的資源豎井打破，使用Fiber Channel Over Ethemet(FCoE)標準協(xié)議構(gòu)建統(tǒng)一的IT資源統(tǒng)一交換如圖2所示。
 

　　為保證統(tǒng)一交換的實現(xiàn)，統(tǒng)一交換必須提供高品質(zhì)的傳輸能力，區(qū)別于傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)，必須能夠?qū)崿F(xiàn)高性能、低延遲和不丟幀的以太網(wǎng)。各類網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)，比如安全訪問控制、安全檢測、協(xié)議分析、應(yīng)用優(yōu)化和負載均衡等等是理所當(dāng)然的IT資源的重要組成部分，因此資源整合也包括將這些網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)無縫集成在基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)以便于虛擬化調(diào)度。

　　2.2虛擬化

　　虛擬化就是把已整合的資源以一種與物理位置、物理存在、物理狀態(tài)等無關(guān)的方式進行調(diào)用，是云計算架構(gòu)中IT資源池形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。虛擬化是實現(xiàn)物理資源復(fù)用、降低管理維護復(fù)雜度、提高設(shè)備利用率、保證全局服務(wù)策略一致性的關(guān)鍵。同時也是為未來自動化資源調(diào)用和配置打下基礎(chǔ)。在云計算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心中，與IT資源相關(guān)的各個環(huán)節(jié)都有合理的虛擬化設(shè)計，這包括：

　　1) 應(yīng)用/數(shù)據(jù)資源的虛擬化：典型產(chǎn)品和技術(shù)包括SOA，虛擬存儲、VSAN、NPIV/NPV等。

　　2) 主機計算(操作系統(tǒng)平臺)虛擬化：典型產(chǎn)品和計算包括VMware，MS Hyper-V，Citrix， ??等。

　　3) 網(wǎng)絡(luò)虛擬化：包括虛擬網(wǎng)絡(luò)(MPLS VPN、VLAN)，虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(虛擬交換機、虛擬路由器等)，虛擬網(wǎng)絡(luò)智能服務(wù)(虛擬防火墻，虛擬負載均衡)。

　　2.3 自動化

　　自動化是云計算架構(gòu)中實現(xiàn)按需、按質(zhì)、定量供給IT資源滿足上層業(yè)務(wù)需求的關(guān)鍵一步，自動化的本質(zhì)是按業(yè)務(wù)需求對IT資源池中的資源實現(xiàn)自動、優(yōu)化的調(diào)度。理想的自動化情境中，業(yè)務(wù)的部署完全不需要物理上的動作，資源在虛擬化平臺上可以與物理設(shè)施無關(guān)的進行分配和整合，這樣只需要將一定的業(yè)務(wù)策略輸入給智能網(wǎng)絡(luò)的策略服務(wù)器，一切的工作都可以按系統(tǒng)自身最優(yōu)化的方式進行計算、評估、決策和調(diào)配實現(xiàn)，如圖3所示。

　　業(yè)務(wù)部署自動化需要有非常成熟的IT資源池和智能化調(diào)度機制，首先IT資源池需要如前所述的資源整合化、虛擬化發(fā)展到一定程度，即IT資源已經(jīng)實現(xiàn)了高度整合和虛擬化；其次智能化調(diào)度機制必須依托于一個復(fù)雜性較低、穩(wěn)定性較好的資源池平臺，這就需要高度整合和虛擬化的資源必須實現(xiàn)在一個精簡化的、無廠商互操作障礙的架構(gòu)中，以降低調(diào)用的復(fù)雜度。

　　3、項目實施具體方案

　　為達到數(shù)據(jù)中心整體設(shè)計要求，并滿足潞安集團應(yīng)用系統(tǒng)不斷發(fā)展的功能和性能要求，設(shè)計考慮到技術(shù)先進性和前瞻性。服務(wù)器的連接帶寬要傳輸存儲、內(nèi)存同步和數(shù)據(jù)等多個業(yè)務(wù).而且虛擬化技術(shù)使得服務(wù)器的計算向高密度小型服務(wù)器資源整合為一個大的計算資源池的方向發(fā)展，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)正成為連接各個服務(wù)器的CPU、內(nèi)存等資源的公共通道，成為“云計算機”的內(nèi)部總線。

　　3.1 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)及智能設(shè)備設(shè)計

　　潞安集團數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)核心層使用兩臺配置雙臺Cisco Nexus 7010，每臺Nexus 7010實配冗余雙引擎、5塊冗余的交換矩陣。每臺Nexus 7010都配置2塊全線速的48端口萬兆模塊，每臺提供了96個全線速萬兆端口。這些萬兆端口也支持lGE電/光模塊。雙核心可通過跨機箱的端口捆綁和跨機箱的配置同步實現(xiàn)從數(shù)據(jù)平面到管理平面的虛擬化，兩個9.9Tbps能力的交換機可虛擬化為接近20T的海量交換核心；另一方面虛擬化后的交換機還進一步支持“一分多”的虛擬化，實現(xiàn)海量交換核心分化為多個虛擬交換機來使用。這里的虛擬交換機是指完全如同實際的物理機一樣擁有獨立的配置界面、獨立的控制平面和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面，完全的故障隔離和單獨維護和重啟能力。網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)資源完全虛擬化池，在交換機池中按需增加和削減虛擬交換機，無須改變物理和布線結(jié)構(gòu)。

　　智能服務(wù)資源使用兩臺Ciseo ASA 5585-X作為安全防護設(shè)備，捆綁虛擬為一臺設(shè)備成為安全資源池以旁路接人方式集中部署在核心交換設(shè)備上(不在核心層部署會形成資源豎井，串接會影響智能服務(wù)的部署和無法擴展，還應(yīng)支持鏈路聚合的標準的IEEE 802.3ad)。智能服務(wù)虛擬化的提供給每個需要的業(yè)務(wù)部門。數(shù)據(jù)中心接人層設(shè)計統(tǒng)一使用FCoE技術(shù)用于接入萬兆服務(wù)器和存儲，按照1：1的最高收斂比配置。設(shè)計方案配置4臺Cisco Nexus5 548萬兆FCoE全線速交換機，實現(xiàn)虛擬機感知網(wǎng)絡(luò)，利于大規(guī)模虛擬機部署。

　　3.2數(shù)據(jù)中心服務(wù)器及存儲設(shè)計

　　設(shè)計方案中刀片服務(wù)器選擇思科統(tǒng)一計算系統(tǒng)(UCS)，配置思科2臺5 108刀片服務(wù)器機箱，該機箱安裝4臺全寬四路刀片服務(wù)器，由2104XP通過光纖連至6120XP，每個2104XP有4個10G上行端口，支持40G帶寬，每刀片機箱安裝2個，共80G帶寬。刀片服務(wù)器選擇思科8臺UCS B230刀片服務(wù)器，每個刀片配置2顆Intel E7-2850(10核)處理器，128G內(nèi)存，雙接口萬兆CAN卡。服務(wù)器虛擬化使用VMware vSphere 5服務(wù)器虛擬化軟件。VMware是業(yè)界領(lǐng)先的虛擬化平臺公司，VMware vSphere 5是構(gòu)建云計算基礎(chǔ)架構(gòu)最領(lǐng)先的虛擬化平臺，而且支持公有云服務(wù)。

　　數(shù)據(jù)中心存儲使用EMC Symmetrix VMAX 20K系列，其使用1OG FCoE技術(shù)，配置兩臺EMC Symmetrix VMAX 20K存儲設(shè)備，單臺配備48T容量。

　　3.3容災(zāi)備份網(wǎng)絡(luò)平臺的設(shè)計

　　要堅持統(tǒng)籌規(guī)劃、綜合設(shè)計、注重應(yīng)用、放眼未來的原則，在確保潞安集團數(shù)據(jù)中心和各礦節(jié)點本地的容災(zāi)SAN存儲網(wǎng)絡(luò)合理規(guī)劃部署的同時，充分利用IP骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺，采用最先進的廣域網(wǎng)二層擴展技術(shù)OTV實現(xiàn)容災(zāi)網(wǎng)絡(luò)的二層擴展；采用GSS/LISP技術(shù)結(jié)合負載均衡設(shè)備ACE實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心多站點選擇，F(xiàn)CIP技術(shù)實現(xiàn)各節(jié)點容災(zāi)備份系統(tǒng)的高效互聯(lián)；同時結(jié)合全面靈活的IP路由和豐富高效的高級服務(wù)功能，共同協(xié)作，從根本上保證容災(zāi)備份系統(tǒng)運行基礎(chǔ)平臺的高效、安全、穩(wěn)定和可靠。

　　3.4數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)管理自動化

　　選擇基于vBlock私有云計算自動化系統(tǒng)，構(gòu)建潞安集團數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)管理自動化平臺。使用思科云基礎(chǔ)設(shè)施管理平臺作為云資源發(fā)布的自動化系統(tǒng)平臺管理數(shù)據(jù)中心整體資源。資源使用用戶可登陸Web頁面根據(jù)需要定制所需資源。

　　4、結(jié)語

　　文章從IT資源的統(tǒng)一化、虛擬化及業(yè)務(wù)管理自動化等方面提出了潞安集團云計算平臺建設(shè)的總體方案。由于使用了大量最先進和最前沿的技術(shù)方案，在具體建設(shè)時期還要考慮成本及具體實際情況部署。災(zāi)備平臺的詳細設(shè)計，服務(wù)器、智能設(shè)備等虛擬化具體實現(xiàn)需進一步研究。

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本文標題：基于“云計算”的潞安集團數(shù)據(jù)中心平臺建設(shè)

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