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基于vSAN双活架构的云数据中心设计方案.pdf
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基于vSAN双活架构的
云数据中心设计方案
第1章
1.1
1.2
1.3
第2章
2.1
2.2
2.3
第3章
3.1
3.2
目 录
项目概述 ........................................................................................................................... 3
项目背景 ........................................................................................................................... 3
技术发展分析 .................................................................................................................... 3
政策性分析........................................................................................................................ 4
现状及需求........................................................................................................................ 6
现状分析 ........................................................................................................................... 6
容量估算 ........................................................................................................................... 7
需求分析 ........................................................................................................................... 7
云平台系统设计方案 ......................................................................................................... 9
私有云平台架构设计.......................................................................................................... 9
基础架构平台 .................................................................................................................. 11
3.2.1 计算资源池 .................................................................................................................. 11
3.2.2 基础架构标准化设计.................................................................................................... 17
3.3
3.4
3.5
3.6
私有云安全体系............................................................................................................... 19
私有云网络体系............................................................................................................... 20
私有云综合运维............................................................................................................... 21
私有云容灾体系............................................................................................................... 23
3.6.1 同城双活技术............................................................................................................... 24
3.6.2 异地容灾备份............................................................................................................... 26
第4章
4.1
4.2
4.3
4.4
第5章
5.1
5.2
机房环境要求 .................................................................................................................. 28
空调制冷设备 .................................................................................................................. 28
供电设备 ......................................................................................................................... 28
网络传输部分 .................................................................................................................. 28
机柜设计 ......................................................................................................................... 28
配置要求 ......................................................................................................................... 29
硬件配置要求 .................................................................................................................. 29
软件配置要求 .................................................................................................................. 29
第1章 项目概述
1.1
项目背景
集团经过多年 IT 信息系统的建设,已经建设了大量的 IT 信息支撑系统,多年来积累了
大量的数据,IT 信息系统发挥了越来越重要的作用,信息化已成为推进 XXX 工作和 XXX 队伍
建设的重要载体。
目前各大 IT 应用系统绝大多数采用“竖井式”的建设模式,即每个 IT 系统的硬件资
源与上层应用紧耦合绑定、根据上层应用静态配置匹配峰值负载的资源需求,各个业务部门
独立规划设计、建设和使用各自的业务应用系统,运维管理方式也以 “竖井式”为主,导致
IT 建设成本高、资源占用多、造成极大的资源浪费,同时也使得整体 IT 系统的资源利用率
过低,存在大量的异构服务器。在这种系统建设模式下数据中心体系结构变得非常复杂, IT
系统的改造和扩展难度很大,不利于 IT 系统基础设施的规划建设;而由于信息机房能源,
制冷和空间条件的限制,也制约了数据中心的规模扩展,从而不能满足日益增长的系统扩容
和建设需求。
因此对于集团私有云的研究具有极其重要的意义,通过建立集团的私有云可以整合数据
中心的资源进行统一配置、使用、调度和管理。构建高可扩展性、高弹性和高可用性的云管
理平台具有资源整合度高、资源分配调度灵活、系统稳定性强、扩展能力高和管理部署简便
等显著特点,可以大幅提高 IT 资源利用率、提速业务开展、降低能耗、节省投资。
同时,随着集团的日常工作同信息系统的联系越来越紧密,信息系统的运行出现故障所
带来的业务影响范围会被迅速扩大,所以集团对其计算机信息系统的连续运行,业务系统、
数据的高可用性以及业务计算机系统抵御突发性灾难的能力的要求也必然急剧提高。因此,
如何预防潜在风险、保障数据安全、保障关键业务可持续已成为集团信息化建设的重要规划。
为了有效地保护重要业务数据完整性,提高信息系统应对灾难和风险的能力,化解数据
集中带来的数据安全风险和业务运行风险,集团需建设灾备中心,包括本地双活系统、异地
备份系统,实现对信息中心节点内核心数据的本地和异地备份,以确保数据安全。
1.2
技术发展分析
当前云技术已经引起 IT 格局的划时代变革,几乎所有 IT 巨头企业公司都从不同领域和
角度对云技术进行布局,主力包括:Google、IBM、Microsoft、VMware、Oracle 等。
云平台建设层次包括 IaaS(基础架构即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服
务)。在 IaaS 这一层面,通过虚拟化、动态化将 IT 基础资源(计算、网络、存储)形成资源
池,用户可以通过网络获得自己所需要的计算资源,弹性运行自己的业务系统。VMware 是在
IaaS 方面市场的领先者,全球 84%的虚拟化应用都是基于 VMware,其产品为用户提供私有云
和公有云平台。
在 IaaS 之上是 PaaS(平台即服务)层。这一层面除了提供基础计算能力,还具备了业
务的开发运行环境、分布式计算能力等,这一层面的服务可以为业务创新提供快速低成本的
开发环境。
最上层是 SaaS(软件即服务),此层把完整应用程序、软件作为一项服务提供的,同时可
以实现软件个性化定制、应用性能弹性、硬件透明等特性。
目前云技术已经处于比较成熟的时期,其关键技术成熟度已经从 IaaS 向 PaaS 和 SaaS 层
面高度发展,如服务器虚拟化、存储虚拟化、桌面虚拟化等技术都经过大量不同行业的实际
生产环境应用验证,部分技术已列入某些企业或政府组织机构的建设标准,分布式技术也被
越来越多的应用到企业核心业务系统获取海量计算能力。如果将云平台的建设比作建设一座
摩天大楼,那 IaaS 层就是大楼的地基,PaaS 层如同楼体,而 SaaS 就是大楼整体装饰,各行
业从 IaaS 到 SaaS 的建设思路已成为云平台建设的普遍做法,实现云平台建设的逐步过渡,
分段建设。
1.3
政策性分析
我国政府在“国家十二五”规划中明确提出要加快政府云计算建设。在 2010 年工信部
和国家发改委联合发出《关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知》,指定北京、
上海、深圳、杭州、无锡 5 个城市先行开展中国云计算服务创新发展试点示范工程。除了对
高性能、经济性、稳定性等方面的考虑,中国政府还看中云计算的服务能力,大量政府机构
将部分电子政务应用迁移到云平台,对现有的数据中心进行改造并建设一个 IaaS 的基础架
构云平台,从而提升政府的服务效率和服务能力。
集团系统在集团信息化整体框架内构筑基础云计算信息应用体系和技术支持体系,避免
了重复建设和各部门、各警种之间的“数字鸿沟”,形成“纵向贯通、横向集成”的集团信
息化体系结构格局。
集团也顺应 IT 发展趋势,研究云计算相关技术,积极借鉴各地云平台建设经验,并结
合自身特点提出基础云平台的建设思路,提高集团信息化科技水平。
采用云技术建设成的集团基础云平台,通过物理整合、虚拟化、集群等手段,搭建计算
资源共享池,实现按业务应用系统需求动态分配软硬件资源,逐步消除单个系统独享硬件资
源的系统部署模式,提高资源使用率,提升系统运行可靠性,同时降低信息系统资产总成本、
简化 IT 架构,增加硬件平台的整体可用性、提高信息化管理效率,为后续项目,如:虚拟
桌面应用、数据分析处理、系统集中化统一管理、IT 资源统一管理分配创造技术基础。
第2章 现状及需求
2.1
现状分析
目前集团及各的业务应用系统大部分都是运行在 Windows 平台的环境中,这些应用系统
越来越多,也越来越复杂,如果购置新的服务器不仅会增加采购成本和运作成本,并且耗费
大量人力,往往需要数日甚至数月的考虑以及操作,这使得 IT 部门更加难以应对业务快速
成长和不断变动的需求。在此过程中业务系统的服务器数量、网络复杂程度和存储容量也随
着业务应用的更新而激增,这种情况势必将导致出现过去十年其他部门和企业信息化建设的
老问题——基础架构成本高昂、响应速度低下以及管理不一致等。具体如下:
➢ 出现大量每台只安装一个应用程序从而未得到充分利用的基于 x86 的服务器,大
多数服务器系统资源的利用率不高;
➢ 提交设备变更请求与实际操作变更之间存在较长的延迟;
➢ 新的服务器、存储和网络连接的置备周期较长;
➢ 安排的有限宕机时间不足以完成维护工作;
➢ 由于缺少相应的构建策略或无力贯彻这些策略,导致服务器的构建过程不一致、不
可重现;
➢ 由于修补程序测试系统与业务系统不匹配,因此仓促地大范围应用修补程序会导致
应用程序的功效或性能被削弱;
➢ 针对各个分散的 Windows 服务器应用了多种基础架构管理系统;
➢ 设备数量、状态和所有权等信息不完整等等。
以上所列问题是采用传统平台架构所导致,这些问题必将使将来采购成本增加、不能灵
活适应业务应用的变更。近年来云计算技术得到快速发展,云计算正在给信息产业带来一场
革命性的改变。随着业务应用的开展,以具体的业务驱动为核心,整合各信息系统资源,利
用云计算技术搭建云计算平台,已成为建设基于多层体系架构应用支撑平台的必然要求。
集团下辖??个地市集团 X,除了集团之外,每个地市都有自己的数据中心,据统计的
现有数据中心 IT 设备大致如下:
【此处略去一万字。。】
可以看到,除了集团之外,每个地市的硬件配置都是一致的,应用类型完全相同,因此
考虑一个地市为典型即可。
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