【正文】 過 部署 數(shù)據(jù)交換平臺實現(xiàn) 不同 業(yè)務域之間的 安全 隔離 。采用 OpenStack 開放架構，支持 Xen、 KVM 等主流虛擬化平臺。 （ 3）存儲資源設計：多樣化存儲部署，滿足不同業(yè)務系統(tǒng)的需求，降低存儲的投資成本。 （ 4）業(yè)務云化設計：根據(jù)各政府部門業(yè)務對云 資源 的不同需求，以及業(yè)務云化的難度，分批逐步的將現(xiàn)網業(yè)務系統(tǒng)遷移至云 服務商 政務云，實現(xiàn)更多政務業(yè)務的云化。政府客戶 可通過云管理平臺 統(tǒng)一 門戶 自助 申請 云 服務，并進行靈活的 管理 。 虛擬化計算資源池方案 彈性設計 原則 彈性是指整個云平臺是否可以承載較大波動的負載，以及是否容易實現(xiàn)更高負載的擴容。 1. 設計原則 本次設計方案中，云平臺的彈性部分，需要滿足以下三個方面： （ 1） 按需建設 按需建設是指，該云平臺需要有良好的架構和足夠的擴展性，在初次建設時，根據(jù)當前實際的業(yè)務需要，以較合理的成本，建設符合本期負載的云平臺，而無需提前考慮后續(xù)多期，提前預留。 （ 2） 按需擴展 在按需建設的前提下，隨著業(yè)務負載的變化，整個云平臺可以按需進行擴展，擴展的過程在線進行，采用增加節(jié)點的方式橫向擴展，對性能與容量都要求能夠線性擴展。本次云平臺中，虛擬化集群，數(shù)據(jù)庫集 群，存儲集群都應滿足按需建設要求。支持管理員指定相關閾值，當系統(tǒng)負載到達某閾值的時候，動態(tài)的觸發(fā)相應的動作，如增加或者回收相關資源。本次云平臺中，虛擬化集群 、 數(shù)據(jù)庫集群 、 存儲集群都應滿足資源動態(tài)調整的要求。以下介紹物理服務器在相關場景的具體應用場景。 應用資源需求及業(yè)務場景分析 應用類型 應用需求 CPU 需求 內存需求 常見業(yè)務場景 推薦服務 器類型 通用管理應用系統(tǒng) 通用類型 L L 一般基礎管理系統(tǒng)（ WEB、檢索引擎、 DNS、 DHCP、 AD、 FTP、FileServer） 二路 工具類應用系統(tǒng) 工具類型 L L 基本的工具類應用系統(tǒng)（如打印控制、報表、 OCR、流媒體、網頁抓取、） 二路 大訪問量應用系統(tǒng) 瀏覽密集型 H H 政府門戶網站、氣象查詢系統(tǒng)、WEB 中間件服務器等 四路 大數(shù)據(jù)量應用系統(tǒng) 大 IO 小數(shù)據(jù)量 M H 聯(lián)機處理數(shù)據(jù)庫 二路 小 IO 大數(shù)據(jù)量 M M 數(shù)據(jù)倉庫分析 二路 訪問讀密集型 M H 影視播放網站 二路 計算密集型 H H 高性能計算集群 數(shù)據(jù)庫應用服務器 數(shù)字城管 GIS 地理信息系統(tǒng)等 圖像渲染 四路 訪問寫密集型 H H 流媒體 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)倉庫 四路 7 應用類型 應用需求 CPU 需求 內存需求 常見業(yè)務場景 推薦服務 器類型 其他185。 其他：此種為用戶的特殊需求，主要從三個方面體現(xiàn) 。 虛擬化 對于不同業(yè)務的服務器需求，首先需要判斷該業(yè)務服務器是否能夠采用虛擬化方案，不能虛擬化的則需要采用滿足實際需求的服務器進行配置，其他的則建議統(tǒng)一采用虛擬化方式，根據(jù)采集或預估的計算資源需要采用相應配置的虛擬機來滿足該需求。 根據(jù)業(yè)務應用的特點，對應用的虛擬化建議如表所示： 虛擬化適應性分析 應用類型 應用需 求 CPU需求 內存需求 網絡帶寬需求 存儲空間需求 存儲IO 需求 存儲帶寬需求 虛擬化適應性 8 應用類型 應用需 求 CPU需求 內存需求 網絡帶寬需求 存儲空間需求 存儲IO 需求 存儲帶寬需求 虛擬化適應性 通用管理應用系統(tǒng) 通用類型 L L L L L L 適合 大計算量應用系統(tǒng) 計算密集型 H H M L M M 適合 大訪問量應用系統(tǒng) 瀏覽密集型 H H H M M L 適合 大數(shù)據(jù)量應用系統(tǒng) 大 IO 小數(shù)據(jù)量 M H M M H M 一般不建議 小 IO 大數(shù)據(jù)量 M M H H M H 適合 訪問寫密集型 H H H H M H 一般不建議 訪問讀密集型 M H H H M H 適合 說明： H：高 ； M：中 ； L：低。 根據(jù)服務器功能分類和業(yè)務應用的性能需求，經過評估業(yè)務應用可以虛擬化后，就可以分別選擇不同的虛擬機規(guī)格類型。 經過對 13 個重點廳局 55 個應用系統(tǒng)的調研，其中明確有遷移需求的應用系統(tǒng)有 29 個，占全部調研系統(tǒng)的 60%。 如下典型應用系統(tǒng)可虛擬化部署。虛擬化技術能夠形成低成本、高可用、高安全、高擴展性及有彈性的資源池來服務于各種云運算平臺的需求。 xen 和 kvm 是開源免費的虛擬化軟件； vmware 是付費的虛擬化軟件；hyperv 是微軟 windows2020R2 附帶的虛擬化組件，如果買了 足夠的授權，hyperv（包括 hyperv2020core）都可以免費使用。如果是 vmware 或 hyperv虛擬 linux，虛擬化軟件本身要支付許可費用，子系統(tǒng)可以用 linux 來節(jié)省成本。如果是 xen 或 kvm 虛擬linux，那么虛擬化軟件本身和其中的子系統(tǒng)無需產生任何費用。如果是虛擬 linux，一是推薦 xen，支持 linux的半虛擬化，可以直接使用主系統(tǒng)的 cpu 和磁盤及網絡資源，達到較少的虛擬化調度操作，可以達到非常高的性能，但 xen 操作復雜，維護成本較高；二是推薦 kvm 來虛擬linux， linux 本身支持 kvm 的 virtio 技術，可以達到少量的虛擬化調度操作，得到較高的系統(tǒng) 性能。 綜上所述，虛擬化技術選型原則為：在有授權的情況下，虛擬 windows，建議使用 hyperv；在有授權的情況下，虛擬 linux，建議使用 xen，考慮到需要降低管理維護成本，建議使用 kvm；在沒有授權的情況下，虛擬 windows，建議使用 KVM。 資源池架構設計方案 虛擬化云計算平臺是在單臺物理機虛擬化的基礎上增加集群的模式，將加入集群的眾多物理機進行資源池化，通過 hypervisor 管理統(tǒng)一調度，實現(xiàn)業(yè)務運行環(huán)境的快速部署、運行資源大小的及時動態(tài)調整、運行環(huán)境的在線快照和歸檔環(huán)境的快速恢復等功能。 本方案計算資源池分為外部數(shù)據(jù)中心與內部數(shù)據(jù)中心： 外部數(shù)據(jù)中心包括： 數(shù)據(jù)庫單獨建池，采用 FCSAN 磁陣集中互連 ； 虛擬化服 務通過分布式存儲系統(tǒng) 創(chuàng)建虛擬化服務器資源池；其他的物理服務器創(chuàng)建物理資源池； 內部數(shù)據(jù)中心包括： 數(shù)據(jù)庫單獨建池，采用 FCSAN 磁陣集中互連 ； 虛擬化服務通過分布式存儲系統(tǒng) 創(chuàng)建虛擬化服務器資源池；其他的物理服務器創(chuàng)建物理 11 資源池；另創(chuàng)建 Hadoop 服務器資源池。兩朵云統(tǒng)一管理，邏輯隔離，滿足數(shù)據(jù)安全保障的需求。 3．虛機實機結合：除了對虛擬機進行管理外，結合實際情況，對部分不進行虛擬化的物理機也需要統(tǒng)一的管理調度。 4．按需彈性調整：虛擬化云計算平臺根據(jù)物理設備資源的利用情況，合理的進行虛擬資源的啟用與休眠，在保證系統(tǒng)性能的同時，最大限度的降低整個系統(tǒng)的能耗。以服務為單位，通過監(jiān)控服務負載狀況，動態(tài)的進行資源調整：在整個服務處于高負載狀況下，從彈性池中分配空閑的計算資源給對應的服務；在服務處于空閑狀態(tài)時，回收相應的資源到資源池中，降低能耗。 存 儲 節(jié) 點數(shù) 據(jù) 庫 服 務器 資 源 池虛 擬 化 服 務器 資 源 池數(shù) 據(jù) 庫 服 務器 資 源 池虛 擬 化 服 務器 資 源 池統(tǒng) 一 管 理 控 制存 儲 節(jié) 點 存 儲 節(jié) 點 存 儲 節(jié) 點 存 儲 節(jié) 點 存 儲 節(jié) 點 存 儲 節(jié) 點外 部 數(shù) 據(jù) 中 心 內 部 數(shù) 據(jù) 中 心H a d o o p 服 務器 資 源 池存 儲 資 源 池物 理 服 務 器資 源 池物 理 服 務 器資 源 池 12 資源池功能設計 1. 分類原則 對 于 關系型數(shù)據(jù)庫采用數(shù)據(jù)庫集群，搭建數(shù)據(jù)庫資源池； 對 于要求資源相對較少且規(guī)格種類多、使用虛擬化可以重新分配調度資源的環(huán)境，便于資源的合理、充分利用，也便于后期業(yè)務擴展所需的資源動態(tài)調整 ，搭建分布式虛擬化服務器資源池； 對 于 有些部門的系統(tǒng)，資源開銷需求大，需要配置較好物理機，而該應用在物理機上負載就已經很高，因此本著不影響性能且資源合理使用的 原則 ，搭建物理服務器資源池； 對 于存儲較大的文件及結構簡單但數(shù)據(jù)量龐大數(shù)據(jù) ， 采用基于 Hadoop 的平臺進行大數(shù)據(jù)存儲 ，搭建 Hadoop 服務器資源池。據(jù)前期需求調研統(tǒng)計各直屬單位擬新建應用系統(tǒng) 64 13 套，示范工程和省級應用系統(tǒng) 10個。 根據(jù)當前統(tǒng)計的各業(yè)務系統(tǒng)的服務器的 CPU 總核數(shù)進行評估。由上述算法，目前廳局單業(yè)務系統(tǒng)平均虛擬機 CPU 估算值為 45vCPU。由于虛擬機總核數(shù)不超過服務器總核數(shù)的 倍（即 Core：vCPU=2:3），因此搭建政務云共計需要 CPU 資源： 22619247。第一期建設 40%計算資源，共計 15080*40%≈ 6000 Core。用戶可以根據(jù)自己的需要選擇鏡像類型、虛擬機規(guī)格。同時，虛擬機服務也支持 QOS 參數(shù)定義， Qos參數(shù)包括： CPU、內存的預留值和權重，管理員可以根據(jù)虛擬機的 Qos 參數(shù)定義出不同 SLA 等級的虛擬機服務以滿足不同 SLA 要求的業(yè)務需要。 用戶自己申請的虛擬機可以進行自助管理，包括： 1. 查看已申請的虛擬信息：云主機名稱、描述、資源配置、操作系統(tǒng)、公網 /私網 IP 地址、申請時間、云主機運行狀態(tài)等等。 3. 虛擬機使用：結合彈性 IP 功能，用戶可以實現(xiàn)對虛擬機登錄（ Windows：RDP、 Linux： SSH）或者通過瀏覽器從 VNC 的方式登錄。 5. 查看單個 VM實時性能情況 , 包括 CPU, MEM占用率 , 磁盤 IO, 網絡速率等 6. 對于不再使用的虛擬機，用戶可以在自助門戶中釋放，釋放以后，系統(tǒng)將釋放虛擬機所使用的資源。 虛擬化熱遷移 云平臺可提供基于共享存儲的遷移以便滿足數(shù)據(jù)中心虛擬化項目的業(yè)務連續(xù)性要求。 在對主機進行維護操作前將該主機上的虛擬機遷移到其他主機上，然后再作維護，可以降低因主機維 護造成的用戶業(yè)務中斷。 通過將空閑主機上的虛擬機聚攏到幾臺主機上，然后將沒有負載的主機關閉，可以降低數(shù)據(jù)中心的電能消耗。存儲遷移帶寬可控，避免對正常業(yè)務產生影響，支持跨集群遷移。 15 虛擬化安全隔離 云 服務平臺上的運行了多個業(yè)務應用，為了滿足各單位應用之間的相互隔離，互相不影響。 云平臺提供包括 CPU 調度、內存、內部網絡隔離和磁盤 I/O、虛機存儲的安全隔離。備份過程不需要終端用戶參與，也不需要在 VM 里安裝代理，且不影響生產系統(tǒng)的運行。 管理員接入備份管理系統(tǒng)可以進行選擇虛擬機、或虛擬機的某個卷進行備份，靈活設置備份策略，備份起始時間、配置全量備份和增量備份的周期。管理員可以選擇恢復到原有虛機、或者新虛機、或者其它虛機。 1. 模板制作 虛擬機模板：管理員可 以制作不同的虛擬機模板，自定義操作系統(tǒng)、規(guī)格、虛擬機上的軟件。 2. 應用自動化部署 提供用戶自助門戶訪問應用模板目錄，一鍵式快速創(chuàng)建應用以及查看應用的 16 部署報告和創(chuàng)建進度。在應用部署過程中，用戶可以查看應用部署報告和實時進度。 基于策略的資源彈性伸縮：通過彈性伸縮組和伸縮策略，實現(xiàn)應用資源的自動彈性伸縮，提高 IT 對業(yè)務的響應能力。 1. 開放 SDK 提供多語言 SDK 包，供客戶進行二次開發(fā)，支持 JAVA 和 Python 兩種開發(fā)語言。 2. 開發(fā) API 系統(tǒng)提供開放 API，上層網管通過開放 API從中獲取資源信息，方便上層網管管理員對系統(tǒng)進行管理和維護。開放 API和上層網管對接使用用戶名和密碼進行認證。 通過開放 API 接口，上層網管管理員可方便獲取系統(tǒng)的運行監(jiān)控數(shù)據(jù)。可方便獲取系統(tǒng)的資源信息。 通過開放 API 接口，上層網管管理員可對系統(tǒng)資源進行維護操作。 17 虛擬化平臺設計要求 統(tǒng)一虛擬化平臺是湖南省政務云平臺的核心組成部分，通過云計算虛擬化技術將存儲、網絡連接和計算虛擬化有機地結合到一起，使整個 IT 環(huán)境比單獨的物理硬件具有更高的適用性、可用性和效率，除了滿足用戶單位對于降低成本、簡化管理、提高安全和敏捷度的訴求，主要為用戶單位關鍵業(yè)務向云計算遷移、構建平臺提供核心的虛擬化技術和能力。 支持虛擬機資源按需分配，支持多操作系統(tǒng)。 ? 統(tǒng)一資源管理 統(tǒng)一資源池，屏蔽不同硬件差異，資源的更換升級對用戶零感知。設備自動發(fā)現(xiàn)，資源快速發(fā)放，縮短業(yè)務上線時間。 ? 自動化調度 支持自定義的資源管理 SLA 策略、故障判斷標準及恢復策略。 自動檢測服務器或業(yè)務的負載情況，對資源進行智能調度，均衡各服務器及業(yè)務系統(tǒng)負載，保證系統(tǒng)良好的用戶體驗和業(yè)務系統(tǒng)的最佳響應。 ? 應用智能管理 18 支持服務目錄，應用快速部署。 ? 精細化計費 針對不同的業(yè)務類型，支持按 IT 資源（ CPU、內存、存儲）用量、計