1 引言

    山東煙草緊緊圍繞《貫徹“卷煙上水平”戰(zhàn)略規(guī)劃綱要》的要求，著力轉(zhuǎn)變?nèi)�系統(tǒng)的集團管控模式、市場監(jiān)管方式、企業(yè)管理模式、現(xiàn)代流通經(jīng)營方式，這些變化對信息化的系統(tǒng)性、完整性和統(tǒng)一性提出了更高要求，信息化建設(shè)要突出統(tǒng)籌規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而全面提升信息部門職能定位，改進(jìn)信息化工作方法，轉(zhuǎn)變信息化建設(shè)模式，持續(xù)提升信息化建設(shè)、管理和應(yīng)用水平。

    技術(shù)支撐方面針對現(xiàn)有信息系統(tǒng)集成、協(xié)同、共享、管理困難，基礎(chǔ)資源分散，缺乏有效整合和集約共享利用的問題，應(yīng)用SOA思想，采用“平臺+應(yīng)用”的技術(shù)架構(gòu)模式，按照“大集中、一體化、平臺化”的技術(shù)路線，以應(yīng)用集成為突破口，解決以流程為重點的業(yè)務(wù)協(xié)同問題，以基礎(chǔ)資源虛擬化為手段，解決以計算存儲網(wǎng)絡(luò)為重點的資源優(yōu)化利用問題。本文著重對云計算進(jìn)行研究，并積極探索云計算在煙草信息化應(yīng)用前景，為“集成整合”開拓出新的實踐道路，進(jìn)一步推動行業(yè)信息化發(fā)展。

2 云計算的應(yīng)用價值

    云計算(Cloud Computing)，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，將軟硬件計算資源以服務(wù)的方式進(jìn)行封裝，并通過網(wǎng)絡(luò)提供給使用者按需使用和消費。云計算的核心理念是資源服務(wù)化，一切的資源以服務(wù)的形式提供;云計算核心的能力是彈性(Elasticity)，使用者對資源的消費是隨需而用，云計算的服務(wù)提供者對資源的供給也是隨需而變:云計算的核心技術(shù)是各個層次的資源虛擬化以及智能化、自動化的資源部署和管理能力。

    云計算所提供的資源虛擬化、動態(tài)調(diào)度和運維、管理的自動化和智能化能為企業(yè)信息化帶來諸多收益。

    (1)節(jié)省設(shè)備購置/維護(hù)成本;

    (2)提升應(yīng)用系統(tǒng)適應(yīng)能力和服務(wù)質(zhì)量水平:

    (3)降低系統(tǒng)管理/運維的復(fù)雜度和工作量，提升工作效率;

    (4)支撐和帶動業(yè)務(wù)模式創(chuàng)新。

3 應(yīng)用場景分析

    3.1服務(wù)對象分析

    從云計算服務(wù)對象和權(quán)責(zé)歸屬的角度看，云計算可以分為公有云、私有云以及混合云。煙草行業(yè)當(dāng)前所采用的業(yè)務(wù)模式受到帶寬、安全、法規(guī)等諸多限制，決定了云資源、云服務(wù)無法向社會開放，所以諸如多租戶、計費計量等云計算相關(guān)能力不能成為行業(yè)關(guān)注的重點，煙草云計算處于私有云建設(shè)階段。

    3.2服務(wù)類型分析

    從提供服務(wù)的類型和層次來看，業(yè)界通常將云計算分為:

    (1)基礎(chǔ)設(shè)施云(Infrastructure Cloud)或基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS);

    (2)平臺云(Platform Cloud)或平臺即服務(wù)(Paa5);

    (3)應(yīng)用云(Application Cloud)或軟件即服務(wù)(SaaS)。

圖1.云計算的層次

    不同層次的云對不同層次的計算資源進(jìn)行虛擬化，并以相應(yīng)的形式進(jìn)行服務(wù)化的計算資源供給。IaaS以服務(wù)的形式提供物理資源(計算能力、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡(luò)等)，PaaS以服務(wù)的形式提供軟件支撐平臺級的功能〔應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)庫等)，而SaaS則以服務(wù)的形式提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)功能(客戶關(guān)系管理、則務(wù)/賬務(wù)管理等)。IaaS, PaaS, SaaS可以形成遞進(jìn)的支撐關(guān)系，但并不一定構(gòu)成必然的依賴關(guān)系。不管從概念定義，還是從技術(shù)實現(xiàn)方式上看，PaaS都可以獨立實現(xiàn)，沒有必要一定以IaaS為前提和基礎(chǔ)。

    3. 3現(xiàn)狀分析

    山東煙草在探索云計算應(yīng)川模式的過程中，不拘泥于常規(guī)，沒有按部就班的依照基礎(chǔ)設(shè)施一平合一應(yīng)用的{須序進(jìn)行，而是結(jié)合山東煙草的具體實際和業(yè)界產(chǎn)品和技術(shù)現(xiàn)狀，有針對性以應(yīng)用支撐平臺做為切入點，嘗試構(gòu)建以應(yīng)用平臺云為核心的山東煙草“一體化”的應(yīng)用支撐平臺。

    山東煙草目前的TT環(huán)境中，應(yīng)用平臺比較一致，基本采用了IBM Websphere ApplicationServer，這為應(yīng)用支撐層面通過云計算手段實現(xiàn)“一體化”打下了良好的基礎(chǔ);應(yīng)用支撐平臺(JZE);應(yīng)用服務(wù)器)領(lǐng)域業(yè)界己經(jīng)具備了非常成熟的軟件集群技術(shù)，結(jié)合創(chuàng)新的動態(tài)集群技術(shù)，更是為實現(xiàn)應(yīng)用平臺“一體化”提供了必要保障。

    在數(shù)據(jù)管理平臺(數(shù)據(jù)庫)層面，山東煙草的信息化環(huán)境中，有多種數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品共存。各數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品在集群的技術(shù)路線、實現(xiàn)方式和具體功能卜都存在很大的差異:在數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域，集群和虛擬化還沒有形成標(biāo)準(zhǔn)和共識。在沒有成熟的動態(tài)集群技術(shù)的支撐下，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫層面的動態(tài)資源調(diào)度，信息化部門需要在部署和運維管理方面完成繁重的工作，并承擔(dān)巨大的風(fēng)險。

4 應(yīng)用平臺云架構(gòu)

    根據(jù)業(yè)務(wù)關(guān)鍵程度、應(yīng)用負(fù)載量、應(yīng)用負(fù)載分布特性，應(yīng)用復(fù)雜程度等因素，對所有應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行篩選，最終確定了七個應(yīng)用系統(tǒng)作為項目一期的實施范圍。整體架構(gòu)如下:

圖2.山東煙草應(yīng)用平合云-架構(gòu)示意圖

    架構(gòu)主要分五個層次:

    4.1網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡層

    網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡層，利用F5網(wǎng)洛負(fù)載均衡器在IP網(wǎng)絡(luò)層面實現(xiàn)系統(tǒng)服務(wù)地址的統(tǒng)一接入及系統(tǒng)服務(wù)異常狀況下的地址切換;方案中配置兩臺F5網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡器，采用主/備模式，實現(xiàn)F5自身的高可用性。

    4. 2應(yīng)用平臺云的管理調(diào)度層

    應(yīng)用平臺云的管理調(diào)度層中部署智能路由組件(On-Demand Router)和平臺云的管理控制臺。智能路由組件(ODR)是應(yīng)用平臺云核心組件，平臺云所承載的所有處理請求，全部由ODR進(jìn)行分發(fā)和過濾。ODR通過解析應(yīng)用請求的URL，判定請求的歸屬應(yīng)用，并基于預(yù)定義的策略分發(fā)到后端應(yīng)用服務(wù)器資源池中的相應(yīng)的節(jié)點。智能路由組件(ODR)還控制著其后端應(yīng)用服務(wù)器資源池內(nèi)資源的動態(tài)分配。ODR監(jiān)測每個應(yīng)用請求的處理響應(yīng)時間及相關(guān)應(yīng)用服務(wù)器所在節(jié)點的資源消耗情況，依據(jù)資源分配策略動態(tài)的調(diào)整每個應(yīng)用系統(tǒng)所實際獲得資源數(shù)量。管理調(diào)度層的另一組成部分是平臺云的管理控制臺。管理控制臺是一個集中式的管控工具，負(fù)責(zé)對整個應(yīng)用平臺云(包括ODR和資源池)的配置、部署及監(jiān)控等任務(wù)。

    4. 3應(yīng)用服務(wù)器資源池

    應(yīng)用服務(wù)器資源池是應(yīng)用平臺云的主體組成部分，實際承擔(dān)著所有應(yīng)用請求的處理工作。資源池由眾多，J2EE應(yīng)用服務(wù)器組成，并擴展了動態(tài)集群能力。可以根據(jù)ODR的指令，對相關(guān)應(yīng)用程序的集群進(jìn)行動態(tài)的伸縮，以配合應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)載的變化，合理的、科學(xué)的分配計算資源，達(dá)到資源的最優(yōu)化利用。

    應(yīng)用服務(wù)器動態(tài)集群能力屏蔽了底層硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)的差異，將應(yīng)用平臺提供的功能以標(biāo)準(zhǔn)的、服務(wù)化的形式提供給土層業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)了應(yīng)用支撐平臺層面的虛擬化。

    4. 4數(shù)據(jù)庫資源層

    數(shù)據(jù)庫資源層集中了企業(yè)環(huán)境內(nèi)人部分的數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫整合的第一階段將是實現(xiàn)山東煙草數(shù)據(jù)庫平臺的統(tǒng)一化，確立山東煙草數(shù)據(jù)庫平臺的標(biāo)準(zhǔn)，逐步將各系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫平臺依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范和遷移，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫層面的虛擬化打下堅實的基礎(chǔ)。第二階段，待數(shù)據(jù)庫虛擬化方面技術(shù)條件成熟后，計劃采用數(shù)據(jù)庫動態(tài)集群模式，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫服務(wù)資源池，實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)層面的平臺云(PaaS)。

    4.5數(shù)據(jù)存儲資源層

    數(shù)據(jù)存儲資源層包括了企業(yè)內(nèi)所有存儲設(shè)備。數(shù)據(jù)庫層面的整合，包括數(shù)據(jù)庫平臺云的構(gòu)建，對數(shù)據(jù)存儲資源的管理和調(diào)度提出了更高的要求。為配合數(shù)據(jù)庫平臺云的建設(shè)，計劃在數(shù)據(jù)存儲層面實現(xiàn)存儲云。存儲云的核心技術(shù)是存儲資源的虛擬化。存儲虛擬化整合各種異構(gòu)的存儲設(shè)備，屏蔽其技術(shù)實現(xiàn)差異，并基于存儲虛擬化實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲資源的統(tǒng)一管理，對上層平臺云提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲資源服務(wù)。

5 實施過程

    應(yīng)用平臺云的實施過程參考了業(yè)界相關(guān)的最佳實踐，按照如下步驟進(jìn)行:

圖3.應(yīng)用平臺云實施步驟

    在平臺云實施之前，山東煙草己經(jīng)部署實施了企業(yè)級的應(yīng)用集成平臺，內(nèi)容涵蓋了數(shù)據(jù)整合(數(shù)據(jù)中心，共享文檔庫)、流程整合(BPM)、界面整合(企業(yè)門戶)、用戶整合(用戶身份統(tǒng)一和單點登錄)、企業(yè)搜索。

    在應(yīng)用平臺云的實施過程中，必須考慮與現(xiàn)有集成平臺組件的關(guān)聯(lián)和融合。

    以應(yīng)用平臺云和企業(yè)門戶及單點登錄的集成為例，說明云計算和現(xiàn)有環(huán)境的融合過程。第一個需要解決的問題是F5負(fù)載均衡器、平臺云智能路由器(ODR)和單點登錄認(rèn)證組件(反向代理WebSEAL)之間的相互定位和關(guān)聯(lián)關(guān)系。從系統(tǒng)架構(gòu)上看，F(xiàn)5, ODR, WebSEAL都屬于接入和代理的角色，一個應(yīng)用請求需要先后經(jīng)過這二個組件，甚不需要反復(fù)多次途經(jīng)其中某個組件。這二個組件的關(guān)系定位，將影響應(yīng)用請求處理的最終效果產(chǎn)生關(guān)鍵性的影響。

    從功能面看，三個組件分別承擔(dān)著明確的分工職責(zé):F5負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)層的接入和負(fù)載均衡，ODR負(fù)責(zé)HTTP層應(yīng)用請求的解析和路由，WebSEAL負(fù)責(zé)驗證請求的身份合法性。因此從邏輯順序上，一個應(yīng)用請求應(yīng)首先由F5接入，再由WebSEAL驗證其身份合法性，最后由ODR進(jìn)行解析，并分發(fā)給后端應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行處理。

    據(jù)此在設(shè)計應(yīng)用請求處理路徑時，確定了如下幾條原則:

    (1)所有采用并行或集群模式的組件和應(yīng)用，其相關(guān)請求必需經(jīng)過F5進(jìn)行接入;

    (2)所有需要進(jìn)行單點登錄的應(yīng)用系統(tǒng)，其相關(guān)請求必需經(jīng)過WebSEAL，進(jìn)行驗證;

    (3)凡是部署在應(yīng)用平臺云上的應(yīng)用，其相關(guān)請求必需經(jīng)過ODR，進(jìn)行解析和路由分發(fā)。

    根據(jù)應(yīng)用是否集成到門戶中(實現(xiàn)單點登錄)以及是否運行于應(yīng)用平臺云(WVE)上，可以將應(yīng)用分為四類:

    (1)運行在平臺云(WVE)上，同時也集成到門戶中(實現(xiàn)單點登錄):

    (2)運行在平臺云(WVE)上，但不集成到門戶中(不實現(xiàn)單點登錄);

    (3)不運行在平臺云(WVE)上，但集成到門戶中(實現(xiàn)單點登錄);

    (4)小運行在平臺云(WVE)上，也不集成到門戶中(不實現(xiàn)單點登錄)。

    請求轉(zhuǎn)發(fā)過程見圖4:

圖4應(yīng)用平臺云與集成平臺核心組件關(guān)系及請求處理路徑說明

    需要特別說明一點，企業(yè)門戶是個特殊的組件。它既作為一個J2EE應(yīng)用，運行于應(yīng)用平臺云之上，又作為一個集成類組件，負(fù)責(zé)應(yīng)用界面的核合;在設(shè)計其部署模式時，需要兼顧其不同的角色，既需要對其進(jìn)行動態(tài)集群的擴展，又需要配置其和后端應(yīng)用系統(tǒng)的集成關(guān)聯(lián)關(guān)系。

    設(shè)計完成的部署方案見圖5.

圖5.應(yīng)用平臺云邏輯部署圖

6 實施效果

    應(yīng)用平臺云實施后，在以下方面取得了顯著的提升:物理服務(wù)器CPU平均利用率達(dá)到60%以上，內(nèi)存平均利用率達(dá)到80%以上，系統(tǒng)資源利用率提升。應(yīng)用服務(wù)器資源池所依賴的服務(wù)器物理設(shè)備總體數(shù)量，比實施前相關(guān)系統(tǒng)使用設(shè)備總量降低30%，所需服務(wù)器設(shè)備數(shù)量減少。系統(tǒng)資源配置變史實施周期從實施前3個月，縮短至10個工作日，系統(tǒng)資源配置變更實施周期縮短。系統(tǒng)可用性從實施前的平均99%提升為實施后的99.9%，提高業(yè)務(wù)連續(xù)性和系統(tǒng)可用性。

7 總結(jié)

    集成整合是當(dāng)前煙草行業(yè)信息化建設(shè)的重要工作內(nèi)容之一。行業(yè)信息化在經(jīng)歷了應(yīng)用整合(EAI)、S0A,流程整合(BPI)等一系列有益的實踐之后，云計算的出現(xiàn)和發(fā)展為集成整合帶來了新的啟示和思路。

    山東煙草應(yīng)用平臺云項目結(jié)合山東煙草信息化現(xiàn)狀及新時期企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展對信息化提出的新要求，通過引入云計算模式，利用虛擬化、自動化資源配置等先進(jìn)技術(shù)，建立統(tǒng)一的應(yīng)用服務(wù)支撐平臺，實現(xiàn)IT資源的充分合理利用及智能化調(diào)度管理，達(dá)到丁預(yù)期的效果，并且為山東煙草建立私有平臺云進(jìn)行了必要的探索和實踐，為信息化逐步向云計算遷移做了必要的經(jīng)驗積累和技術(shù)儲備。

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