【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(guān)服務(wù)、平臺上的所有用戶、用戶對服務(wù)的購買，以及所有業(yè)務(wù)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(hù)上萬臺設(shè)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(wù)質(zhì)量。我們需要一個成熟、易用、面向云存儲服務(wù)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(yīng)用的需求，要求采用可大規(guī)模擴(kuò)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(yīng)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(yùn)維管理能力。傳統(tǒng)存儲技術(shù)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(yīng)該在性能、數(shù)據(jù)安全性、使用靈活性、易維護(hù)性、經(jīng)濟(jì)性等方面尋求新的平衡點(diǎn)。（1） 存儲虛擬化存儲虛擬化實(shí)際上是一種存儲管理技術(shù)，通過將底層存儲設(shè)備抽象化統(tǒng)一管理，向服務(wù)器屏蔽存儲設(shè)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(shí)現(xiàn)存儲系統(tǒng)集中、統(tǒng)一、便捷的管理。存儲虛擬化技術(shù)并非是唯一的、也非最早的存儲虛擬化技術(shù)。其實(shí)諸如磁盤分區(qū)、RAID技術(shù)、卷管理等都是存儲虛擬化技術(shù)，其特點(diǎn)就是將多個具有不同硬件特性的存儲設(shè)備形成具有相同物理特性的統(tǒng)一的存儲池，實(shí)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(shè)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(wù)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(shù)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(yīng)用系統(tǒng)或用戶使用。（2） 二維擴(kuò)展技術(shù)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(kuò)展的需求，而通過擴(kuò)展多個相互獨(dú)立的存儲設(shè)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(fù)雜性。在云存儲環(huán)境下，單純在存儲設(shè)備內(nèi)進(jìn)行縱向擴(kuò)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(yīng)該使用具有二維擴(kuò)展能力的存儲系統(tǒng)，即在原有縱向擴(kuò)展的基礎(chǔ)上，在保持存儲系統(tǒng)單一映像的條件下，能夠通過擴(kuò)展存儲設(shè)備（如磁盤陣列）實(shí)現(xiàn)橫向擴(kuò)展（Scalein），實(shí)現(xiàn)對存儲系統(tǒng)的容量和性能的同步擴(kuò)展。（3） 多副本數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)數(shù)據(jù)是云計算中心的關(guān)鍵，如果數(shù)據(jù)被損壞，那么云中的應(yīng)用將無法正常工作，影響云服務(wù)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(yīng)該具有更優(yōu)秀的數(shù)據(jù)安全性。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護(hù)多采用RAID等數(shù)據(jù)校驗(yàn)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(hù)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(yīng)該采用更好的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。數(shù)據(jù)多副本技術(shù)建立在允許任何部件出現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)的多個副本存放在不同的存儲設(shè)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(jìn)行了I/O優(yōu)化，帶寬可達(dá)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(diǎn)都可以直接訪問它的存儲設(shè)備，又不同于SAN，沒有SAN結(jié)構(gòu)中RAID控制器的瓶頸問題，當(dāng)客戶端（計算節(jié)點(diǎn)）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(diǎn)）向多個I/O節(jié)點(diǎn)并行讀寫，最大化單個客戶端（計算節(jié)點(diǎn)）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?jǐn)?shù)據(jù)共享環(huán)境，特別是在網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠的情況下，多進(jìn)程和多客戶端更有利于體現(xiàn)海量存儲系統(tǒng)超強(qiáng)的聚合I/O能力。（5） 共享存儲云計算中心所要面對的應(yīng)用和用戶的規(guī)模將遠(yuǎn)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(shè)備，那么設(shè)備的數(shù)量也是極其龐大的，而且不同的應(yīng)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(yùn)維管理的難度，因此在云計算中心，這種LUNs獨(dú)占模式是不可取的。云計算中心應(yīng)該采用能夠?qū)崿F(xiàn)多應(yīng)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(wù)分發(fā)到由上千臺商用機(jī)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(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺的并行任務(wù)處理功能。MapReduce 框架是由一個單獨(dú)運(yùn)行在主節(jié)點(diǎn)上的JobTracker 和運(yùn)行在每個集群從節(jié)點(diǎn)上的TaskTracker 共同組成的。主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)調(diào)度構(gòu)成一個作業(yè)的所有任務(wù)，這些任務(wù)分布在不同的從節(jié)點(diǎn)上。主節(jié)點(diǎn)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(wù)；從節(jié)點(diǎn)僅負(fù)責(zé)由主節(jié)點(diǎn)指派的任務(wù)。當(dāng)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(diǎn)，同時調(diào)度任務(wù)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(shí)現(xiàn)了分布式文件系統(tǒng)，MapReduce在集群上實(shí)現(xiàn)了分布式計算和任務(wù)處理。統(tǒng)一存儲系統(tǒng)在MapReduce任務(wù)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(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了任務(wù)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(wù)。 數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)建設(shè) 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(wù)量大、存儲量大等特點(diǎn)。它承擔(dān)著業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲和處理任務(wù)，因此數(shù)據(jù)庫平臺中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的選擇就尤為重要。服務(wù)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(kuò)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(yùn)行，必須保證服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)較高的可靠性、擴(kuò)展性和災(zāi)難恢復(fù)能力?；赬86架構(gòu)的高端服務(wù)器系統(tǒng)是適用于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的選擇。隨著計算機(jī)硬件技術(shù)的高速發(fā)展，x86服務(wù)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(yīng)用場合，為了追求更高的性能及可用性，大多采用計算機(jī)集群技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，即將多臺服務(wù)器聯(lián)合起來組成集群來實(shí)現(xiàn)綜合性能優(yōu)于單個大型服務(wù)器的技術(shù)，這種技術(shù)不但能滿足應(yīng)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(shù)與單一數(shù)據(jù)庫服務(wù)器相比其優(yōu)勢如下：n 單一數(shù)據(jù)庫服務(wù)器模式下，在業(yè)務(wù)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(qiáng)度也相應(yīng)增大，使得單一設(shè)備根本無法承擔(dān)；n 單一數(shù)據(jù)庫服務(wù)器模式下，若因處理能力不足而扔掉現(xiàn)有設(shè)備，做大量的硬件升級，勢必造成現(xiàn)有資源的浪費(fèi)，且下一次業(yè)務(wù)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的負(fù)載均衡及持續(xù)擴(kuò)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(wù)器就可以得到擴(kuò)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(shè)備根本無法保證系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行，若發(fā)生系統(tǒng)故障，將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失；通過組建數(shù)據(jù)庫集群，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的高可用，當(dāng)某節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的應(yīng)用，保證數(shù)據(jù)庫的持續(xù)工作。因此，支撐平臺建設(shè)建議采用多臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器構(gòu)建數(shù)據(jù)庫集群，多臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成的集群可以很好的保證高并發(fā)事務(wù)處理的性能，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，而且滿足未來隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的增長而引起事務(wù)數(shù)目增加的需求，實(shí)現(xiàn)云計算中心數(shù)據(jù)庫建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。 集群數(shù)據(jù)庫建設(shè)方案對于數(shù)據(jù)庫的業(yè)務(wù)，云計算中心建議采用傳統(tǒng)的物理服務(wù)器架構(gòu)來進(jìn)行支持。一方面是由于物理數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)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(shù)雖然可以提高系統(tǒng)的靈活性，但是同物理設(shè)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(fēng)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(shè)備集群的方式來部署。為了使數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)高可用，滿足高并發(fā)、高負(fù)載均衡的需求，數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)采用數(shù)據(jù)庫集群搭建，本項(xiàng)目采用Oracle實(shí)時應(yīng)用集群（Real Application Cluster，簡稱RAC），能夠?qū)崿F(xiàn)多借點(diǎn)之間負(fù)載均衡，同時多個節(jié)點(diǎn)共享一套存儲系統(tǒng)，能有效防止數(shù)據(jù)庫單點(diǎn)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(diǎn)的功能，具有良好的擴(kuò)展性。圖 4節(jié)點(diǎn)Oracle RAC架構(gòu)圖 云計算資源管理平臺建設(shè)云管理系統(tǒng)實(shí)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(wù)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(wù)敏捷性、提高中心的服務(wù)質(zhì)量。云管理系統(tǒng)需具備如下關(guān)鍵技術(shù)特色：多租戶租賃、完善的自服務(wù)機(jī)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(jī)管理、資源池化機(jī)制、混合資源管理、增強(qiáng)的安全保障機(jī)制。圖云管理系統(tǒng)設(shè)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(wù)器分區(qū)，如64臺物理服務(wù)器構(gòu)成服務(wù)分區(qū)。針對不同的Xen、Vmware虛擬化技術(shù)，需要實(shí)現(xiàn)不同的虛擬化管理服務(wù)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(jī)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(shí)現(xiàn)云計算系統(tǒng)運(yùn)營管理，為運(yùn)營人員提供便捷的資源管理操作體驗(yàn)。對不同的虛擬化管理服務(wù)器進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的云資源管理平臺。實(shí)現(xiàn)云計算系統(tǒng)運(yùn)營管理，輔助運(yùn)營人員快速靈活的處理終端用戶的請求。實(shí)現(xiàn)云計算系統(tǒng)服務(wù)訪問功能，提供計算資源按需申請、按使用付費(fèi)、動態(tài)可擴(kuò)展三方面的主要功能，滿足不同終端用戶資產(chǎn)租賃、服務(wù)訪問的差異化需求。n 云服務(wù)中心Cloud Service Portal配置自助門戶節(jié)點(diǎn)（CSP），為最終用戶的系統(tǒng)管理員提供自助門戶服務(wù)。資源管理是云平臺對資源進(jìn)行管理的功能，是云平臺的基礎(chǔ)功能模塊。云平臺的資源類型包括服務(wù)器、機(jī)柜、虛擬機(jī)、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(jī)管理、鏡像管理、網(wǎng)絡(luò)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(shí)現(xiàn)云平臺資源管理與調(diào)度，了解資源狀態(tài)，進(jìn)行資源注冊/注銷，對資源進(jìn)行操作，管理資源分區(qū)，實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)快速部署等。資源調(diào)度可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)資源調(diào)度和動態(tài)資源調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)管理可實(shí)現(xiàn)IP管理、VLAN管理以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)監(jiān)控等功能；存儲管理可實(shí)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(jī)管理是云資源管理的核心部分，通過虛擬機(jī)管理模塊可實(shí)現(xiàn)Xen、VMware虛擬機(jī)的創(chuàng)建、刪除與遷移，可對虛擬機(jī)進(jìn)行查詢、啟動、掛起、恢復(fù)、停止、重啟、訪問，可對虛擬機(jī)進(jìn)行批量操作與遷移，對虛擬機(jī)的配置參數(shù)進(jìn)行修改。圖云資源管理通過虛擬機(jī)鏡像管理可實(shí)現(xiàn)xen虛擬機(jī)鏡像和VMWare虛擬機(jī)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(jī)鏡像關(guān)聯(lián)到系統(tǒng)中，并由系統(tǒng)管理虛擬機(jī)鏡像信息。通過ISO鏡像管理可提供ISO鏡像的導(dǎo)入、導(dǎo)出、批量增加、增加、修改、刪除、查詢功能。此外，通過細(xì)粒度的資源管理，不但可以將資源進(jìn)行池化，通過更高級的策略如優(yōu)先級、預(yù)留值、封頂值、調(diào)度、高可用等策略對資源進(jìn)行更加靈活的管理。虛擬機(jī)高可用實(shí)現(xiàn)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的策略，將其上運(yùn)行的虛擬機(jī)遷移到其他可用的虛擬機(jī)上，保證服務(wù)質(zhì)量。另外虛擬機(jī)備份，可實(shí)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(shè)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(rèn)同，成為信息技術(shù)領(lǐng)域新的發(fā)展方向。但是隨著云計算的大量應(yīng)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(hù)基本要求》，分為技術(shù)和管理兩大類要求，本方案嚴(yán)格根據(jù)技術(shù)與管理要求進(jìn)行設(shè)計。首先應(yīng)根據(jù)本級具體的基本要求設(shè)計本級系統(tǒng)的保護(hù)環(huán)境模型，根據(jù)《信息系統(tǒng)等級保護(hù)安全設(shè)計技術(shù)要求》，保護(hù)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(luò)和安全管理中心進(jìn)行設(shè)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(hù)環(huán)境模型：圖三級系統(tǒng)安全保護(hù)環(huán)境建設(shè)框架信息系統(tǒng)的安全保護(hù)等級由業(yè)務(wù)信息安全性等級和系統(tǒng)服務(wù)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(hù)的側(cè)重點(diǎn)可以有多種組合。對于3級保護(hù)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(xì)方案設(shè)計時應(yīng)將每個項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)的組合級別說明。 安全技術(shù)體系設(shè)計從技術(shù)層面上看，云計算平臺的安全應(yīng)根據(jù)下圖所示進(jìn)行安全系統(tǒng)建設(shè)，以保證云計算中心的安全。圖安全技術(shù)體系 安全管理體系設(shè)計由于云計算中心覆蓋面廣，用戶眾多，技術(shù)人員水平不一。為了能準(zhǔn)確了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備的運(yùn)行情況，統(tǒng)一部署安全策