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云计算平台详细方案设计.docx
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云计算平台详细方案设计
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第1章 数据中心云平台设计
1.1 云平台总体架构设计
基于当前 IT 基础架构的现状,未来云平台架构必将朝着开放、融合的方向演进,因此,
云平台建议采用开放架构的产品。目前,越来越多的云服务提供商开始引入 Openstack,
并投入大量的人力研发自己的 openstack 版本,如 VMware、华三等,各厂商基于
Openstack 架构的云平台其逻辑架构都基本相同,具体参考如下:
图 2-1:云平台逻辑架构图
从上面的云平台的逻辑架构图中可以看出,云平台大概分为三层,即物理资源池、虚
拟抽象层、云服务层。
1、物理资源层
物理层包括运行云所需的云数据中心机房运行环境,以及计算、存储、网络、安全等
设备。
2、虚拟抽象层
2
资源抽象与控制层通过虚拟化技术,负责对底层硬件资源进行抽象,对底层硬件故障
进行屏蔽,统一调度计算、存储、网络、安全资源池。
3、云服务层
云服务层是通过云平台 Portal 提供 IAAS 服务的逻辑层,用户可以按需申请相关的资
源,包括:云主机、云存储、云网络、云防火墙与云负载均衡等 。
基于未来云平台的发展趋势及华北油田数据中心云平台的需求,华北油田的云平台应
具备异构管理能力,能够对多种虚拟化平台进行统一的管理、统一监控、统一运维,同时,
云平台能够基于业务的安全需要进行安全防护,满足监控部门提出的安全等级要求。下面
是本次云平台架构的初步设计,如下图所示:
图 2-2:云平台总体架构图
1.2 资源池总体设计
从云平台的总体架构可以看出,资源池是云平台的基础。因此,在构建云平台的过程
中,资源的池化迈向云的是第一步。
目前,计算资源的池化主要包括两种,一种是 X86 架构的虚拟化,主要的虚拟化平台
包括 VMware、KVM、Hyper-V 等;另一种是小型机架构的虚拟化,主要的虚拟化平台为
PowerVM,这里主要关注基于 X86 架构的虚拟化。
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存储资源的池化也包括两种,一种是当前流行的基于 X86 服务本地磁盘实现的分布式
存储技术,如 VMware VSAN、华为 FusionStorage、华三 vStor 等;另一种是基于
SAN 存储实现的资源池化,实现的方式是利用存储虚拟化技术,如 EMC VPLEX、华为
VIS(虚拟化存储网关型)和 HDS VSG1000(存储型)等。这两种方式分别适用于不同的场
景,对于普通的数据存储可以尝试使用分布式存储架构,如虚拟机文件、OLAP 类数据库
等,而对于关键的 OLTP 类数据库则建议采用基于 SAN 存储的架构。
网络资源池化也包括两种,一种是基于硬件一虚多技术实现的网络资源池,如 华为和
华三的新型的负载均衡、交换机、防火墙等设备;另一种是基于 NFV 技术实现的网络资源
池。这两种方式分别适用于不同的场景,对于南北向流量的网络服务建议采用基于硬件方
式实现的网络资源池化,而对于东西向流量的网络服务建议采用基于 NFV 技术实现的网络
资源池化。
图 2-2-1:华北油田资源池总体设计示例
1.2.1 X86 计算资源池设计
1.2.1.1 计算资源池设计
服务器是云计算平台的核心之一,其承担着云计算平台的“计算”功能。对于云计算平
台上的服务器,通常都是将相同或者相似类型的服务器组合在一起,作为资源分配的母体
即所谓的服务器资源池。在这个服务器资源池上,再通过安装虚拟化软件,使得其计算资
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源能以一种虚拟服务器的方式被不同的应用使用。这里所提到的虚拟服务器,是一种逻辑
概念。对不同处理器架构的服务器以及不同的虚拟化平台软件,其实现的具体方式不同。
在 x86 系列的芯片上,其主要是以常规意义上的 VMware 虚拟机或者 H3Cloud 虚拟机的
形式存在。后续的方案描述中,都以 H3C 虚拟化软件进行描述。
CVK:Cloud Virtualization Kernel,虚拟化内核平台
运行在基础设施层和上层操作系统之间的“元”操作系统,用于协调上层操作系统对底
层硬件资源的访问,减轻软件对硬件设备以及驱动的依赖性,同时对虚拟化运行环境中的
硬件兼容性、高可靠性、高可用性、可扩展性、性能优化等问题进行加固处理。
CVM:Cloud Virtualization Manager,虚拟化管理系统
主要实现对数据中心内的计算、网络和存储等硬件资源的软件虚拟化,形成虚拟资源
池,对上层应用提供自动化服务。其业务范围包括:虚拟计算、虚拟网络、虚拟存储、高
可靠性(HA)、动态资源调度(DRS)、虚拟机容灾与备份、虚拟机模板管理、集群文件
系统、虚拟交换机策略等。
采用购置的虚拟化软件对多台 PC 服务器虚拟化后,连接到共享存储,构建成虚拟化
资源池,通过网络按需为用户提供计算资源服务。同一个资源池内的虚拟机可以共享资源
池内物理服务器的 CPU、内存、存储、网络等资源,并可在资源池内的物理服务器上动态
漂移,实现资源动态调配。
计算资源池逻辑组网架构图如下所示:
计算资源池逻辑组网架构
建成后的虚拟化系统,虚拟机之间安全隔离;虚拟机可以实现物理机的全部功能;兼
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