虛擬化技術在項目管理中的應用

    大連液化天然氣(LNG)項目隸屬國家 十一五”計劃液化天然氣(LNG)項目發(fā)展規(guī)劃的重點項目，這個項目的開工，標志著中國石油LNG項目建設正式啟動。

    1.大連LNG項目數(shù)字化信息系統(tǒng)概要

    大連LNG項目組堅持科技創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，借鑒了國外LNG接收站項目的建設，管理和運營經(jīng)驗，并根據(jù)自身項目特點，從工程建設，數(shù)據(jù)采集到后期的碼頭管理，辦公運營及數(shù)據(jù)處理，均與數(shù)字化管理相結合，建立了一套完善，精細的大連LNG項目IT管理環(huán)境，從而使項目的所有參與人員，從項目業(yè)主到建設承包公司，從工程管理者到一線工人，無一例外的架構在LNG工程管理體系下，充分提高了業(yè)務的流暢性與管理的高效率性。

    因此該項目的管理與施工的巨大工作量也給數(shù)字化信息管理帶來了大規(guī)模的IT架構，高昂的IT成本，復雜的IT管理環(huán)境和更多的能源消耗。其項目的IT管理環(huán)境主要面臨這幾個方面的挑戰(zhàn)：

    ①工程龐大，業(yè)務繁瑣，項目管理要求精細。整個數(shù)字化信息系統(tǒng)覆蓋了多個業(yè)務子系統(tǒng)：工程管理，行政管理，人事管理和財務管理等。各類業(yè)務系統(tǒng)即相輔相成，又可獨自使用，導致整個系統(tǒng)IT環(huán)境維護難度上升。

    ②IT系統(tǒng)整體規(guī)模龐大也使得資源利用率低、維護負擔重、系統(tǒng)運轉效率差等問題日益增多。

    ③服務器數(shù)量的不斷增加帶來了極大的能源消耗和不小的IT費用支出。

    ④基于整個項目的重要性和高技術性要求，容災系統(tǒng)建設要求級別高。

    綜合以上各個方面的考慮，大連LNG數(shù)字化管理項目在開始承建的時候，項目管理層已經(jīng)著手制定了相應的一整套虛擬化技術方案，提高服務器利用率，構建動態(tài)IT環(huán)境，降低成本，建設相關容災系統(tǒng)，以不斷適應整個大連LNG業(yè)務發(fā)展的需求。

    2.什么是虛擬化技術

    虛擬化是一個廣義的術語，通常是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實的基礎上運行。顧名思義，就是在計算機上虛擬出一些計算機里真實存在的東西，以便達到用戶更簡單，更快捷，成本低，安全性高的使用系統(tǒng)。比如虛擬計算機硬件，可以擴大硬件的容量，簡化軟件的重新配置過程；虛擬CPU，可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率；虛擬操作系統(tǒng)環(huán)境，可以安裝各種應用軟件；虛擬服務器，使一臺服務器變成多臺服務器使用，以提高服務器的使用率，等等。

    其他企業(yè)中能運用到虛擬化技術還包括：

    網(wǎng)絡虛擬化一般是指VPN。它是將兩個異地的局域網(wǎng)，虛擬成一個局域網(wǎng)，這樣一些企業(yè)的OA、B/S軟件，可以像真實局域網(wǎng)一樣進行電腦互訪。

    存儲虛擬化最通俗的理解就是對存儲硬件資源進行抽象化表現(xiàn)。通過將一個(或多個)目標(Target)服務或功能與其它附加的功能集成，統(tǒng)一提供有用的全面功能服務。典型的虛擬化包括如下一些情況：屏蔽系統(tǒng)的復雜性，增加或集成新的功能。仿真、整合或分解現(xiàn)有的服務功能等。虛擬化是作用在一個或者多個實體上的，而這些實體則是用來提供存儲資源或/及服務的。

    綜上所述，虛擬化這個最新的概念，其作用就是企業(yè)數(shù)據(jù)資源的整合和利用，IT公司能按照企業(yè)個性化需求來提供按需指定的服務，而不必擔心空間或者能源的浪費和過度配置，為企業(yè)創(chuàng)建操作更便捷，更適合企業(yè)本身的數(shù)字化信息中心。

    3.虛擬化技術在大連LNG項目中的應用

    虛擬化技術，經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，形式種類分類復雜，覆蓋在整個企業(yè)IT構架之中，也無微不至的體現(xiàn)在大連LNG數(shù)字化信息管理的方方面面，我們以服務器虛擬化，應用程序虛擬化，虛擬化遠程容災等幾點為例，詳細的闡述虛擬化技術在整個LNG項目的創(chuàng)新管理和精細化管理中，究竟扮演怎樣的角色。

    3.1 服務器虛擬化

    大連LNG工程浩大，對于其數(shù)字化信息環(huán)境，要求全面，精細。其整個系統(tǒng)涵蓋了工程建設管理，計劃管理，行政管理，財務管理和人事管理五大子系統(tǒng)，子系統(tǒng)下又包括了眾多模塊。

    管理的精細覆蓋了整個LNG項目組，甚至可以通過生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡隨時了解現(xiàn)場工程的動態(tài)進度、施工質(zhì)量評比結果和安全監(jiān)督細則。

    但如此精細化的管理的同時，也積累了大量的IT基礎設施，多種存儲設備。不僅使得數(shù)據(jù)中心的擺放空間擁擠，難以繼續(xù)容納新系統(tǒng)的采購，而且還使得服務器的監(jiān)控變得困難，服務器數(shù)量的大幅度增加也使得現(xiàn)有的資源沒有得到充分的利用。

    基于這幾方面的問題，LNG項目組著手制定了對IT架構進行優(yōu)化的虛擬化技術方案，不僅提高了系統(tǒng)的運營效率和服務水平，也充分保護了原有設備及系統(tǒng)的投資，降低了整體擁有成本，為大連LNG項目的精細化管理，打開了方便之門。其詳細成果表現(xiàn)在以下方面：

    ①利用了原有的服務器進行整合，提高了服務器的利用率。使用內(nèi)部的虛擬化網(wǎng)絡技術進行服務器之間的通訊，降低了機房內(nèi)的網(wǎng)絡交換機、網(wǎng)絡布線的成本。

    ②簡化了系統(tǒng)的部署時間，從原來一至兩個月減少到最多需要20分鐘，實現(xiàn)了快速部署。

    ③由于對服務器的整合，大大減少了物理服務器的采購數(shù)量，簡化了項目組對服務器的管理，也降低了總體擁有成本，節(jié)約了物理空間。

    3.2 應用程序虛擬化

    LNG項目由于業(yè)務繁瑣，從管理者到施工人員，電腦桌面上都充滿了各種應用程序以適應項目本身的需要。每個程序使用之前，都需要進行漫長的測試及部署過程。因為應用程序只有在安裝后才可以使用，因此用戶和計算機被捆綁在一起。所有這一切使得原本就很復雜的業(yè)務項目，例如操作系統(tǒng)和應用程序的遷移、安全恢復，變得更加難以進行。

    而應用程序虛擬化技術解決了上述的一系列問題。它不再需要一系列浪費時間和資源的操作，而成為一個可以幫助將桌面管理任務變成簡單，自動化的流程，可以實現(xiàn)部署、補丁、更新以及應用程序終結，同時這個過程需要的資源更少，但可以產(chǎn)生很好的效果：

    ①提高了LNG項目組工作人員業(yè)務流程的連續(xù)性。例如項目人員可以不局限在固定一臺終端計算機進行相關工作進程有效避免了應用程序安裝等繁瑣過程。
 
    ②對于終端用戶來說，每一個虛擬應用程序之間都是相互獨立的，不會出現(xiàn)應用程序之間相互沖突的現(xiàn)象。降低了系統(tǒng)桌面的復雜性同時也有效的提高了項目人員的工作效率。

    ③簡化了整個項目組內(nèi)部網(wǎng)絡應用程序部署過程。

    ④方便系統(tǒng)用戶應用程序更新過程。系統(tǒng)管理員僅需要保證服務器中的應用程序更新及時即可。終端用戶可以借用應用程序虛擬機制直接使用更新后的應用程序。

    3.3 虛擬化遠程容災

    大連LNG作為國家“十一五”液化天然氣項目發(fā)展規(guī)劃的重點項目，因此在建設整個數(shù)字管理系統(tǒng)時，必須考慮當數(shù)據(jù)中心應對可能發(fā)生的災難或故障時如何做到零數(shù)據(jù)丟失并且快速的恢復關鍵業(yè)務系統(tǒng)運行。比如“9.11”事件之后，世貿(mào)中心內(nèi)一半以上沒實施備份容災方案的公司完全垮掉，而摩根斯坦利銀行在災難后的第二天重新營業(yè)，德意志銀行在“9.11”當天完成了超過3000億美元的巨額交易。兩家銀行能迅速化解災難，正是因為擁有了完善的容災方案而救公司于水火之中。

    因此，為了保證整個LNG項目能夠一年365天，24小時不問斷供氣，整個數(shù)字化環(huán)境之容災系統(tǒng)面對突如其來的故障與災難還能保證其安全性和連續(xù)性的問題便呼之欲出。

    (1)容災系統(tǒng)

    容災系統(tǒng)就是減少災難事件發(fā)生的可能性以及限制災難對關鍵業(yè)務流程所造成影響的一套行為系統(tǒng)，其目的和實質(zhì)是保持信息系統(tǒng)的業(yè)務持續(xù)性。

    容災系統(tǒng)其實也是一項系統(tǒng)工程的建設，它涉及到管理、流程、規(guī)范等各個方面，而不僅僅是技術。容災電不是簡單的數(shù)據(jù)備份和恢復，它還包括整個系統(tǒng)在業(yè)務應用上的恢復，其中數(shù)據(jù)備份只是容災體系中的基礎。

    (2)災難恢復等級

    容災等級，參照國際災難備份行業(yè)的通行災難備份等級劃分原則，根據(jù)異地數(shù)據(jù)的多寡，異地數(shù)據(jù)與生產(chǎn)數(shù)據(jù)的差異程度，以及災難恢復環(huán)境的完備程度，將災難備份系統(tǒng)從低到高劃分為如下七個等級：

    等級零：無異地備份

    等級一 ：備份介質(zhì)異地存放

    等級二：備份介質(zhì)異地存放及備用場地

    等級三：備份介質(zhì)異地存放及備份中心

    等級四：定時數(shù)據(jù)備份及備份中心

    等級五：實時數(shù)據(jù)備份至備份中心

    等級六：零數(shù)據(jù)丟失

    按照以上標準，再根據(jù)大連LNG項目的實際需求與應用范圍，其容災系統(tǒng)建設將按照最高級別六級來進行實施，不僅實現(xiàn)數(shù)據(jù)的異地遠程同步，并且實現(xiàn)應用級的備份和網(wǎng)絡快速切換。一旦災難發(fā)生，可在零數(shù)據(jù)丟失的基礎上恢復關鍵業(yè)務系統(tǒng)運行。

    (3)RT0與RPO

    RTO，Recover Time Object，恢復時間指標，是指當災難發(fā)生后，生產(chǎn)系統(tǒng)需要多長時間能夠恢復生產(chǎn)，它是衡量企業(yè)在災難發(fā)生后多長時間能重新開始運轉的指標。

    RPO，Recover Point Object，恢復點指標，是指災難發(fā)生后，容災系統(tǒng)能把數(shù)據(jù)恢復到災難發(fā)生前的哪一個時間點的數(shù)據(jù)，它是衡量企業(yè)在災難發(fā)生后會丟失多少生產(chǎn)數(shù)據(jù)的指標。理想狀態(tài)下，我們希望RTO=0，RPO=0，即災難發(fā)生對企業(yè)生產(chǎn)毫無影響，既不會導致生產(chǎn)停頓，也不會導致生產(chǎn)數(shù)據(jù)丟失。

    3.4 大連LNG虛擬化容災技術的優(yōu)勢

    虛擬化容災方式是一種網(wǎng)絡存儲型遠程容災架構，是在前端應用服務器與后端存儲系統(tǒng)之間的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(SAN)，加入一層存儲網(wǎng)關，這個網(wǎng)關和我們所了解的網(wǎng)絡同關不同，前端連接服務器主機，后端連接存儲設備。它的角色就好像是存儲網(wǎng)絡中的交通警察，所有的I/O都交由它來控制管理。

    虛擬化遠程容災的優(yōu)點是功能強大。由于數(shù)據(jù)復制是通過存儲網(wǎng)關來執(zhí)行，應用服務器只需數(shù)據(jù)庫執(zhí)行代理程序，相對于主機型遠程容災來說，它的性能影響十分低。另外，通過存儲網(wǎng)關的虛擬化技術，可以整合前端異構平臺的服務器和后端不同品牌的存儲設備，本地端和災備端的設備無需成對配置，用戶可以根據(jù)RTO和RPO，在遠端建立完整的熱備份中心。當本地端發(fā)生災難時立即接管業(yè)務運行，或是采取僅在災備端安裝存儲設備的溫站配置，先保護數(shù)據(jù)的完整性和安全性，在本地端修復完成后再進行恢復。

    除了上述的不占用主機運行資源，以及不具備存儲平臺局限性之外，節(jié)約成本更是虛擬化容災的最大優(yōu)勢。

    首先，虛擬化容災構造時不需更換原有的IT基礎架構，只需在原本的存儲區(qū)域網(wǎng)絡中加入存儲同關，本地端的主機和存儲設備可以是任何品牌，災備端的主機和存儲設備也不需和本地端相同，用戶甚至可以在災備端采用等級較低的存儲系統(tǒng)(NSATA磁盤陣列)，投資成本可節(jié)省多達30%左右，對于有構造遠程容災的熱切需要而又希望有效節(jié)約成本的大連LNG項目組來說，虛擬化遠程容災無疑是最佳的選擇。

    其次，對于異地傳輸?shù)膸�寬占用，虛擬化容災方式具有各類調(diào)優(yōu)方式，使得這種方式能夠最大限度適應大連LNG現(xiàn)有的網(wǎng)絡環(huán)境。

    另外，針對數(shù)據(jù)庫專用代理確保數(shù)據(jù)庫具有完整的容災和啟動能力，無需擔憂無法啟動的現(xiàn)象發(fā)生。更為重要的是，在存儲數(shù)據(jù)上進行的多點快照等增值功能，能使得各種數(shù)據(jù)的人為破壞得到瞬間恢復的能力(也就是歷史數(shù)據(jù)的恢復能力，這在基于主機和基于存儲的兩種容災方式中是一種恢復的盲點)。

    這幾點優(yōu)勢讓虛擬化遠程容災成為目前為止較為完整的容災體系，其涵蓋的災難抗擊范圍遠遠超過基于主機的容災技術和基于存儲的容災技術等傳統(tǒng)容災模式，在這種容災體系中，使得大連LNG項目容災系統(tǒng)的構建不再是難事，也為整個項目今后的發(fā)展解決了后顧之憂。

    4.虛擬化技術對大連LNG項目帶來的管理創(chuàng)新

    引入虛擬化技術這個全新的概念，大連LNG項目組不僅優(yōu)化了整個IT架構，并且使系統(tǒng)能夠靈活調(diào)配資源，具備了高可用性和高恢復性，具體的成果體現(xiàn)在以下幾方面：

    通過服務器和存儲的整合降低空間與能耗需求，提高了資源的利用率，實現(xiàn)了更高效的桌面管理，提升了移動辦公客戶的系統(tǒng)可用性和可靠性。

    實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的管理和控制，不但可以滿足災難發(fā)生時，災備系統(tǒng)的異地啟動及本地啟用，同時還具有更好的拓展性、安全性和高可用性。

    通過資源動態(tài)部署，提升整體管理效率，降低了整體采購和運營成本，提升了競爭力，也為大連LNG項目的成功打下了堅實有力的科技基礎。

    有效縮減了IT系統(tǒng)規(guī)模，降低了整個項目的電力損耗，使數(shù)據(jù)中心能源消耗和二氧化碳排放量大幅降低，達到節(jié)能減排目的。最重要的，通過虛擬化技術解決方案，大連LNG項目逐步完善了整個IT系統(tǒng)的管理和部署，探索出一條適合大連LNG自身的數(shù)字化信息管理之路，也為整個項目組，在將來面對更復雜的IT管理環(huán)境和突發(fā)狀況的同時，提供了強有力的技術支撐。

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