【正文】 常提供給用戶的核心，可以管理整個云計算數(shù)據(jù)中心的所有云存儲資源，包括所有的軟硬件、云存儲的相關服務、平臺上的所有用戶、用戶對服務的購買，以及所有業(yè)務流程。一個優(yōu)秀的云存儲支撐管理平臺可以讓少數(shù)幾個人去維護上萬臺設備組成的龐大數(shù)據(jù)中心，其核心在于它可以提升統(tǒng)一存儲平臺的管理效率，可以大大改善服務質(zhì)量。我們需要一個成熟、易用、面向云存儲服務的管理平臺。 統(tǒng)一存儲平臺的優(yōu)勢統(tǒng)一存儲平臺為了滿足眾多云端應用的需求，要求采用可大規(guī)模擴展、海量的高性能存儲，并且能夠?qū)崿F(xiàn)彈性調(diào)整不同應用系統(tǒng)或用戶的存儲空間，提高存儲系統(tǒng)的利用率、獲得最佳的存儲性能、優(yōu)秀的數(shù)據(jù)安全性、和簡單有效的運維管理能力。傳統(tǒng)存儲技術越來越難滿足云存儲對性能、數(shù)據(jù)安全性、使用靈活性的需要。統(tǒng)一存儲平臺應該在性能、數(shù)據(jù)安全性、使用靈活性、易維護性、經(jīng)濟性等方面尋求新的平衡點。（1） 存儲虛擬化存儲虛擬化實際上是一種存儲管理技術，通過將底層存儲設備抽象化統(tǒng)一管理，向服務器屏蔽存儲設備的硬件特性，而只保留其統(tǒng)一的邏輯特性，展現(xiàn)單一存儲視圖，從而實現(xiàn)存儲系統(tǒng)集中、統(tǒng)一、便捷的管理。存儲虛擬化技術并非是唯一的、也非最早的存儲虛擬化技術。其實諸如磁盤分區(qū)、RAID技術、卷管理等都是存儲虛擬化技術，其特點就是將多個具有不同硬件特性的存儲設備形成具有相同物理特性的統(tǒng)一的存儲池，實現(xiàn)存儲容量的靈活、動態(tài)地分配。虛擬存儲是將多種、多個存儲設備統(tǒng)一管理起來，為使用者提供大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲系統(tǒng)。具體的說就是把多個存儲介質(zhì)（如硬盤、RAID）通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲介質(zhì)在一個存儲池（Storage Pool）中得到統(tǒng)一管理，從服務器和工作站的角度，看到就不是多個硬盤或存儲卷，而是一個分區(qū)或者卷，就像是一個超大容量的硬盤。存儲虛擬化技術簡化了統(tǒng)一存儲平臺的管理、提高了統(tǒng)一存儲平臺的空間利用率，方便應用系統(tǒng)或用戶使用。（2） 二維擴展技術在海量存儲環(huán)境下，容量的大幅增加已經(jīng)開始帶來性能擴展的需求，而通過擴展多個相互獨立的存儲設備，可以提高存儲系統(tǒng)的匯聚帶寬，但對特定數(shù)據(jù)的訪問性能并無幫助，而且增加了存儲使用和管理的復雜性。在云存儲環(huán)境下，單純在存儲設備內(nèi)進行縱向擴展（Scalein），無論是對于存儲容量，還是存儲性能都是有限的，已經(jīng)不能滿足云計算中心的存儲需求。統(tǒng)一存儲平臺應該使用具有二維擴展能力的存儲系統(tǒng)，即在原有縱向擴展的基礎上，在保持存儲系統(tǒng)單一映像的條件下，能夠通過擴展存儲設備（如磁盤陣列）實現(xiàn)橫向擴展（Scalein），實現(xiàn)對存儲系統(tǒng)的容量和性能的同步擴展。（3） 多副本數(shù)據(jù)保護技術數(shù)據(jù)是云計算中心的關鍵，如果數(shù)據(jù)被損壞，那么云中的應用將無法正常工作，影響云服務的質(zhì)量，有時數(shù)據(jù)損壞對于云計算中心來說甚至是致命的。因此云計算中心應該具有更優(yōu)秀的數(shù)據(jù)安全性。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護多采用RAID等數(shù)據(jù)校驗手段來保證數(shù)據(jù)的安全性，允許存儲部件的部分損壞，但是對于云計算中心所需的PB級的海量存儲系統(tǒng)而言，由于容量的大幅提高，使得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護手段的有效性大幅下降，已經(jīng)不能滿足云計算中心對存儲的需求。統(tǒng)一存儲平臺應該采用更好的數(shù)據(jù)保護技術。數(shù)據(jù)多副本技術建立在允許任何部件出現(xiàn)問題的基礎上，將數(shù)據(jù)的多個副本存放在不同的存儲設備上，在整個存儲系統(tǒng)中，任何一個或多個部件出現(xiàn)損壞，都不會影響到存儲系統(tǒng)的正常使用，也不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)不可訪問的現(xiàn)象，使統(tǒng)一存儲平臺獲得前所未有的數(shù)據(jù)安全性。（4） 高性能的海量存儲云計算中心具有更高的存儲訪問密度，并且具有更高的發(fā)展速度，因此對于統(tǒng)一存儲平臺的性能提出了更高的要求。高性能的海量存儲系統(tǒng)性能超越了所有SAN存儲，面向大數(shù)據(jù)量進行了I/O優(yōu)化，帶寬可達幾十GB/s甚至幾百GB/s。海量存儲系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)類似于SAN，每個節(jié)點都可以直接訪問它的存儲設備，又不同于SAN，沒有SAN結(jié)構(gòu)中RAID控制器的瓶頸問題，當客戶端（計算節(jié)點）的規(guī)模增大時，該優(yōu)勢非常明顯。此外，海量存儲系統(tǒng)可以自動優(yōu)化數(shù)據(jù)的分布，并允許客戶端（計算節(jié)點）向多個I/O節(jié)點并行讀寫，最大化單個客戶端（計算節(jié)點）的吞吐率。海量存儲系統(tǒng)專門針對大數(shù)據(jù)量的傳輸做了優(yōu)化，可以為云計算中心提供高性能的吞吐率和全局數(shù)據(jù)共享環(huán)境，特別是在網(wǎng)絡帶寬足夠的情況下，多進程和多客戶端更有利于體現(xiàn)海量存儲系統(tǒng)超強的聚合I/O能力。（5） 共享存儲云計算中心所要面對的應用和用戶的規(guī)模將遠大于現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心，由此所帶來的問題就是存儲的規(guī)模也是十分巨大的，如果采用磁盤陣列這樣的傳統(tǒng)存儲設備，那么設備的數(shù)量也是極其龐大的，而且不同的應用系統(tǒng)或用戶需要使用不同的LUNs，面對數(shù)量龐大的LUNs，將極大地增加存儲運維管理的難度，因此在云計算中心，這種LUNs獨占模式是不可取的。云計算中心應該采用能夠?qū)崿F(xiàn)多應用系統(tǒng)或用戶共享海量數(shù)據(jù)的存儲系統(tǒng)，更有效地提高存儲的利用率、易用性和易管理性。（6） 數(shù)據(jù)挖掘一體化支持統(tǒng)一存儲系統(tǒng)除提供文件存儲外，還支持mapreduce大數(shù)據(jù)分析挖掘。MapReduce 是一種并行編程模式，這種模式使得軟件開發(fā)者可以輕松地編寫出分布式并行程序。在大數(shù)據(jù)平臺的體系結(jié)構(gòu)中，MapReduce 是一個簡單易用的軟件框架，基于它可以將任務分發(fā)到由上千臺商用機器組成的集群上，并以一種高容錯的方式并行處理大量的數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺的并行任務處理功能。MapReduce 框架是由一個單獨運行在主節(jié)點上的JobTracker 和運行在每個集群從節(jié)點上的TaskTracker 共同組成的。主節(jié)點負責調(diào)度構(gòu)成一個作業(yè)的所有任務，這些任務分布在不同的從節(jié)點上。主節(jié)點監(jiān)控它們的執(zhí)行情況，并且重新執(zhí)行之前失敗的任務；從節(jié)點僅負責由主節(jié)點指派的任務。當一個Job 被提交時，JobTracker 接收到提交作業(yè)和配置信息之后，就會將配置信息等分發(fā)給從節(jié)點，同時調(diào)度任務并監(jiān)控TaskTracker 的執(zhí)行。從上面的介紹可以看出，統(tǒng)一存儲系統(tǒng)和MapReduce共同組成了大數(shù)據(jù)分布式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的核心。統(tǒng)一存儲系統(tǒng)在集群上實現(xiàn)了分布式文件系統(tǒng)，MapReduce在集群上實現(xiàn)了分布式計算和任務處理。統(tǒng)一存儲系統(tǒng)在MapReduce任務處理過程中提供了文件操作和存儲等支持，MapReduce在統(tǒng)一存儲系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)了任務的分發(fā)、跟蹤、執(zhí)行等工作，并收集結(jié)果，二者相互作用，完成了大數(shù)據(jù)平臺分布式集群的主要任務。 數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)建設 構(gòu)建高性能集群數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫平臺作為計算資源池的核心，具有業(yè)務量大、存儲量大等特點。它承擔著業(yè)務數(shù)據(jù)的存儲和處理任務，因此數(shù)據(jù)庫平臺中數(shù)據(jù)庫服務器的選擇就尤為重要。服務器的可靠性和可用性是首要的需求，其次是數(shù)據(jù)處理能力和安全性，然后是可擴展性和可管理性。為保證云計算平臺持續(xù)穩(wěn)定高效的運行，必須保證服務器數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)較高的可靠性、擴展性和災難恢復能力。基于X86架構(gòu)的高端服務器系統(tǒng)是適用于數(shù)據(jù)庫服務器的選擇。隨著計算機硬件技術的高速發(fā)展，x86服務器以其高性能和低廉的價格而倍受廣大客戶青睞，在企業(yè)級應用場合，為了追求更高的性能及可用性，大多采用計算機集群技術來實現(xiàn)，即將多臺服務器聯(lián)合起來組成集群來實現(xiàn)綜合性能優(yōu)于單個大型服務器的技術，這種技術不但能滿足應用的需要，而且大幅度的節(jié)約了投資成本。數(shù)據(jù)庫集群技術與單一數(shù)據(jù)庫服務器相比其優(yōu)勢如下：n 單一數(shù)據(jù)庫服務器模式下，在業(yè)務量提高的同時，數(shù)據(jù)庫的訪問量和數(shù)據(jù)量快速增長，其處理能力和計算強度也相應增大，使得單一設備根本無法承擔；n 單一數(shù)據(jù)庫服務器模式下，若因處理能力不足而扔掉現(xiàn)有設備，做大量的硬件升級，勢必造成現(xiàn)有資源的浪費，且下一次業(yè)務量提升時，又將面臨再一次硬件升級的高額投入；然而，通過組建集群數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的負載均衡及持續(xù)擴展，在需要更高數(shù)據(jù)庫處理速度時，只要簡單的增加數(shù)據(jù)庫服務器就可以得到擴展；n 數(shù)據(jù)庫作為信息系統(tǒng)的核心，起著非常重要的作用，單一設備根本無法保證系統(tǒng)的持續(xù)運行，若發(fā)生系統(tǒng)故障，將嚴重影響系統(tǒng)的正常運行，甚至帶來巨大的經(jīng)濟損失；通過組建數(shù)據(jù)庫集群，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的高可用，當某節(jié)點發(fā)生故障時，系統(tǒng)會自動檢測故障并轉(zhuǎn)移故障節(jié)點的應用，保證數(shù)據(jù)庫的持續(xù)工作。因此，支撐平臺建設建議采用多臺數(shù)據(jù)庫服務器構(gòu)建數(shù)據(jù)庫集群，多臺數(shù)據(jù)庫服務器組成的集群可以很好的保證高并發(fā)事務處理的性能，實現(xiàn)負載均衡，而且滿足未來隨著業(yè)務系統(tǒng)的增長而引起事務數(shù)目增加的需求，實現(xiàn)云計算中心數(shù)據(jù)庫建設可持續(xù)發(fā)展。 集群數(shù)據(jù)庫建設方案對于數(shù)據(jù)庫的業(yè)務，云計算中心建議采用傳統(tǒng)的物理服務器架構(gòu)來進行支持。一方面是由于物理數(shù)據(jù)庫業(yè)務一般對系統(tǒng)和平臺的限制，并非所有的數(shù)據(jù)庫都可以移植到像虛擬化這樣的計算平臺上，另一方面，由于數(shù)據(jù)庫對IO的高要求，對于虛擬化的環(huán)境并不能提供充足的IO支撐，另外，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全性要求很高，采用虛擬化技術雖然可以提高系統(tǒng)的靈活性，但是同物理設備上的其他系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響，提高系統(tǒng)的安全風險。所以綜合以上三方面的原因，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在云計算中心將采用物理設備集群的方式來部署。為了使數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)高可用，滿足高并發(fā)、高負載均衡的需求，數(shù)據(jù)庫節(jié)點采用數(shù)據(jù)庫集群搭建，本項目采用Oracle實時應用集群（Real Application Cluster，簡稱RAC），能夠?qū)崿F(xiàn)多借點之間負載均衡，同時多個節(jié)點共享一套存儲系統(tǒng)，能有效防止數(shù)據(jù)庫單點故障；最后，Oracle RAC的集群架構(gòu)具備動態(tài)添加數(shù)據(jù)庫節(jié)點的功能，具有良好的擴展性。圖 4節(jié)點Oracle RAC架構(gòu)圖 云計算資源管理平臺建設云管理系統(tǒng)實現(xiàn)對軟硬件資源的統(tǒng)一調(diào)度管理，為用戶提供自助式服務界面，支持多租戶資源共享、安全隔離和按需彈性計算等功能，大大降低了云平臺管理的難度，大幅度提升云計算中心業(yè)務敏捷性、提高中心的服務質(zhì)量。云管理系統(tǒng)需具備如下關鍵技術特色：多租戶租賃、完善的自服務機制、可定制的資產(chǎn)類型、按需彈性計算、資產(chǎn)生命周期管理、全方位虛擬機管理、資源池化機制、混合資源管理、增強的安全保障機制。圖云管理系統(tǒng)設計架構(gòu)圖云管理系統(tǒng)主要分為三個層面：n 云虛擬化管理平臺管理基本的服務器分區(qū)，如64臺物理服務器構(gòu)成服務分區(qū)。針對不同的Xen、Vmware虛擬化技術，需要實現(xiàn)不同的虛擬化管理服務器，包括Cloud virtual Manager、VMWare vCenter，對分區(qū)內(nèi)的云資源管理和云資源監(jiān)控；提供基本的虛擬機管理/監(jiān)控/分配/使用功能；提供資源靜態(tài)分配及動態(tài)調(diào)度管理功能。n 云操作中心Cloud Operation Center實現(xiàn)云計算系統(tǒng)運營管理，為運營人員提供便捷的資源管理操作體驗。對不同的虛擬化管理服務器進行管理，實現(xiàn)統(tǒng)一的云資源管理平臺。實現(xiàn)云計算系統(tǒng)運營管理，輔助運營人員快速靈活的處理終端用戶的請求。實現(xiàn)云計算系統(tǒng)服務訪問功能，提供計算資源按需申請、按使用付費、動態(tài)可擴展三方面的主要功能，滿足不同終端用戶資產(chǎn)租賃、服務訪問的差異化需求。n 云服務中心Cloud Service Portal配置自助門戶節(jié)點（CSP），為最終用戶的系統(tǒng)管理員提供自助門戶服務。資源管理是云平臺對資源進行管理的功能，是云平臺的基礎功能模塊。云平臺的資源類型包括服務器、機柜、虛擬機、組、磁盤鏡像等。云平臺交付的所有資源，均通過資源管理模塊獲得。云平臺資源管理包括虛擬機管理、鏡像管理、網(wǎng)絡管理、存儲管理、資源調(diào)度、用戶管理等。通過資源管理模塊可實現(xiàn)云平臺資源管理與調(diào)度，了解資源狀態(tài)，進行資源注冊/注銷，對資源進行操作，管理資源分區(qū)，實現(xiàn)操作系統(tǒng)快速部署等。資源調(diào)度可實現(xiàn)靜態(tài)資源調(diào)度和動態(tài)資源調(diào)度。網(wǎng)絡管理可實現(xiàn)IP管理、VLAN管理以及網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)監(jiān)控等功能；存儲管理可實現(xiàn)系統(tǒng)本地存儲管理、系統(tǒng)共享存儲管理、快照管理等。虛擬機管理是云資源管理的核心部分，通過虛擬機管理模塊可實現(xiàn)Xen、VMware虛擬機的創(chuàng)建、刪除與遷移，可對虛擬機進行查詢、啟動、掛起、恢復、停止、重啟、訪問，可對虛擬機進行批量操作與遷移，對虛擬機的配置參數(shù)進行修改。圖云資源管理通過虛擬機鏡像管理可實現(xiàn)xen虛擬機鏡像和VMWare虛擬機鏡像的操作，用戶可以通過增加和批量增加功能，把系統(tǒng)共享存儲中的虛擬機鏡像關聯(lián)到系統(tǒng)中，并由系統(tǒng)管理虛擬機鏡像信息。通過ISO鏡像管理可提供ISO鏡像的導入、導出、批量增加、增加、修改、刪除、查詢功能。此外，通過細粒度的資源管理，不但可以將資源進行池化，通過更高級的策略如優(yōu)先級、預留值、封頂值、調(diào)度、高可用等策略對資源進行更加靈活的管理。虛擬機高可用實現(xiàn)根據(jù)預先設置好的策略，將其上運行的虛擬機遷移到其他可用的虛擬機上，保證服務質(zhì)量。另外虛擬機備份，可實現(xiàn)自動備份和手動備份功能，自動備份在固定時間系統(tǒng)自動執(zhí)行備份；手動備份需要管理員手動執(zhí)行備份操作。 云平臺安全體系建設云計算是一種新興的商業(yè)計算模型，其模式已得到業(yè)界普遍認同，成為信息技術領域新的發(fā)展方向。但是隨著云計算的大量應用，云環(huán)境的安全問題也日益突出。圖云計算安全根據(jù)《信息系統(tǒng)安全等級保護基本要求》，分為技術和管理兩大類要求，本方案嚴格根據(jù)技術與管理要求進行設計。首先應根據(jù)本級具體的基本要求設計本級系統(tǒng)的保護環(huán)境模型，根據(jù)《信息系統(tǒng)等級保護安全設計技術要求》，保護環(huán)境按照安全計算環(huán)境、安全區(qū)域邊界、安全通信網(wǎng)絡和安全管理中心進行設計，內(nèi)容涵蓋基本要求的5個方面。同時結(jié)合管理要求，形成如下圖所示的保護環(huán)境模型：圖三級系統(tǒng)安全保護環(huán)境建設框架信息系統(tǒng)的安全保護等級由業(yè)務信息安全性等級和系統(tǒng)服務保證性等級較高者決定，因此，對某一個定級后的信息系統(tǒng)的安全保護的側(cè)重點可以有多種組合。對于3級保護系統(tǒng)，其組合為：（在S1A3G3，S2A3G3，S3A3G3，S3A2G3，S3A1G3選擇）。以下對云計算中心詳細方案設計時應將每個項目進行相應的組合級別說明。 安全技術體系設計從技術層面上看，云計算平臺的安全應根據(jù)下圖所示進行安全系統(tǒng)建設，以保證云計算中心的安全。圖安全技術體系 安全管理體系設計由于云計算中心覆蓋面廣，用戶眾多，技術人員水平不一。為了能準確了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)、設備的運行情況，統(tǒng)一部署安全策