在“十一五”期間的后半期，廣東電網公司加大力度推進信息化建設，廣東電網公司信息中心完成大平臺架構建設，即建設基于虛擬化和容災備份、按業(yè)務系統(tǒng)服務級別供給資源的基礎架構，各地市供電局皆實施個人計算機(personal computer,PC)服務器虛擬池建設，部分地市供電局實現(xiàn)小型計算機虛擬池、存儲虛擬池建設以及信息系統(tǒng)高可用性改造。在“十二五”階段，廣東電網公司將在“6+1”(即營銷、資產、財務、綜合、人力、協(xié)同辦公6大系統(tǒng)以及企業(yè)分析決策系統(tǒng))網級大集中系統(tǒng)的建設規(guī)劃下，實現(xiàn)電網企業(yè)信息化建設的集團化運作、集約化發(fā)展、精益化管理和標準化建設的目標。由此帶來以下急需解決的問題：如何在保障業(yè)務系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性的基礎上，有效地利用廣東電網的信息技術(information technology，IT)資源；如何在人力資源適度增長的情況下，持續(xù)提升運維管理質量和效率。
本文通過分析廣東電網公司信息化基礎架構的現(xiàn)狀，總結廣東電網信息化基礎架構云管理平臺的建設需求，結合云計算的相關技術，詳細闡述跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺的建設內容。
1 云管理平臺的基本概念
對于云計算，目前還沒有統(tǒng)一的定義。引用美國國家標準與技術研究院的定義：云計算是一種模式，以按需方式通過網絡方便地訪問云系統(tǒng)可配置的資源共享池，它以最少的管理開銷以及與資源提供者最少的交互，迅速提供或釋放資源。云計算具有廣泛網絡接入、資源池化、快速彈性、服務可測量、多租戶和按需自助式服務等特征，因此引入云計算技術可以提升整體信息化水平。
分布式數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同管理是中國南方電網有限責任公司一體化管理戰(zhàn)略中信息一體化管理的重要體現(xiàn)，旨在實現(xiàn)信息資源的統(tǒng)一整合、管理和靈活調配，推動集團化管理模式的真正實現(xiàn)。
云管理平臺的自動化操作、標準化供給，旨在以自動化工具替代手工操作，將IT人員從繁重的日常運維工作中解放出來，提高勞動效益，減少因疲勞等造成的人為錯誤。
2 廣東電網云計算應用需求
2．1 廣東電網信息支撐平臺現(xiàn)狀
從架構層面看，目前廣東電網信息支撐平臺為省、地兩級架構，除少部分省級集中系統(tǒng)外，其他系統(tǒng)的主要業(yè)務邏輯在各直屬單位，各地市供電局仍有數(shù)百臺設備。從建設模式層面看，廣東電網信息支撐平臺為傳統(tǒng)架構與虛擬化架構的綜合體，各地市供電局皆已實施PC服務器虛擬化，部分地市供電局實施了小型計算機虛擬化、存儲虛擬化和信息系統(tǒng)高可用性的改造。
各直屬單位虛擬化實施程度不一，有些僅對邊緣系統(tǒng)實施了PC服務器虛擬化，有些(如廣東電網公司信息中心)則實施程度較深。廣東電網公司信息中心使用了14臺高端物理PC服務器，搭建4個虛擬化集群，共承載原本需要200多臺PC服務器運行的多個應用；采用了12臺一檔小型計算機，實施近50個分區(qū)；采用了1套統(tǒng)一存儲管理設備，共4個管理節(jié)點，管理數(shù)十臺存儲器；實現(xiàn)了各地市供電局核心數(shù)據(jù)省級集中備份；對“三大核心”(即省級集中的資產系統(tǒng)、財務集中核算系統(tǒng)和財務管理信息系統(tǒng))的應用實施應用級同城容災。
2．2廣東電網信息支撐平臺建設需求
面對“6+1”網級大集中系統(tǒng)的建設和實現(xiàn)集團化運作、集約化發(fā)展、精益化管理、標準化建設目標的需求，廣東電網新一代信息支撐平臺需具備以下能力：
a)基礎設施層面。可實現(xiàn)平臺資源的整合和快速提供，在不中斷業(yè)務條件下平滑調整資源，實現(xiàn)基礎設施的高可用性和高可靠性。
b)集中管理層面。統(tǒng)一管理廣東電網全省資源，靈活調配，減小廣東電網公司信息中心設備的增量；計算任務分布式分發(fā)至多個數(shù)據(jù)中心，進一步實現(xiàn)集約化管理。
c)自動化、標準化部署層面。實現(xiàn)主機、存儲設備、網絡、中間件、數(shù)據(jù)庫和應用軟件等多種計算資源的一體化管理、標準化供給和自動化操作，完成從底層硬件至上層業(yè)務應用的一體化智能管控。
廣東電網信息支撐平臺的演進路線如圖1所示，其目標是建立基于企業(yè)廣域網的云數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)資源統(tǒng)一彈性調配和智能管理。
圖1 廣東電網信息支撐平臺的演進路線
3 跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺
3．1總體規(guī)劃設計
2011年，廣東電網公司信息中心采用云計算、物聯(lián)網和數(shù)據(jù)保護等先進技術并配套運維管理組織流程的變革，設計了全新的基于云計算技術的一體化綠色智能信息支撐體系，大大提高了IT基礎設施建設和管理水平。該體系包括三大組成部分：基于虛擬化和高可用技術的綠色智能電網信息化基礎架構，基于綠色智能電網信息化基礎架構的云服務能力提供，包含監(jiān)控、安全、運維、自動化和服務交付的管理即服務。
管理即服務是基于ISO 20000和IT基礎架構庫(information technology infrastructure library，ITIL)的服務管理理念，按照綠色智能電網信息化基礎架構和云服務能力創(chuàng)新設計的一套整體運維管理體系，包括運維管理組織流程和管理平臺。該體系從下至上實現(xiàn)端到端監(jiān)控，對可靠數(shù)據(jù)中心進行智能化監(jiān)控管理，適應多數(shù)據(jù)中心云平臺的信息服務管理，實現(xiàn)從物理設備到上層應用自動化管理標準化供給的云平臺一體化資源自動化管理、跨地域資源統(tǒng)一管理和協(xié)同調配，具體如圖2所示。
圖2 廣東電網公司基于云技術的一體化綠色智能信息支撐體系
在一體化綠色智能信息支撐體系中，跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺包含跨數(shù)據(jù)中心分布式云管理和云平臺一體化資源自動化管理。其中跨數(shù)據(jù)中心分布式云管理對廣東電網的全省虛擬化資源池進行管理，實現(xiàn)資源的按需供給、計量考核、跨數(shù)據(jù)中心的靈活調配以及計算任務的分布式分發(fā)；云平臺一體化資源自動化管理實現(xiàn)主機、存儲設備、網絡、中間件、數(shù)據(jù)庫和應用軟件等計算資源的自動化操作和標準化部署。
3．2云管理平臺建設內容
3．2．1平臺技術架構
跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺基于虛擬化技術，結合標準化和自動化技術實現(xiàn)對綠色智能動態(tài)基礎架構的管理。在自動化方面，實現(xiàn)動態(tài)優(yōu)化管理，包括資源動態(tài)遷移和操作自動執(zhí)行；在標準化方面，實現(xiàn)標準映像庫管理，包括集中映像管理和標準映像的創(chuàng)建、捕獲、導人、部署；在虛擬化方面，對虛擬機進行管理，包括創(chuàng)建、變更、刪除虛擬機和管理多個管理程序。
3．2．2平臺部署架構
跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺以資源池為管理單元，通過管理虛擬化的X86系列服務器和小型計算機集群的管理節(jié)點，實現(xiàn)對資源池的管理；通過對用戶設置不同的權限，控制用戶所能使用的資源池，可以允許被賦予權限的用戶使用跨地市供電局的資源。平臺采用分布式部署模式，在廣東電網公司信息中心部署平臺的同時，在地市供電局部署鏡像庫和監(jiān)控模塊，有效避免跨數(shù)據(jù)中心資源創(chuàng)建(或分發(fā))鏡像庫文件以及監(jiān)控數(shù)據(jù)采集受網絡帶寬制約等問題。平臺部署架構如圖3所示。
圖3 跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺部署架構
3．2．3平臺主要功能
資源池管理：以各直屬單位為最高管理單元，逐級往下展開各單位擁有的資源池、資源池擁有的集群、集群下屬的虛擬機，并展示虛擬機當前狀態(tài)和使用情況。
系統(tǒng)資源管理：以業(yè)務系統(tǒng)為管理單元，動態(tài)展現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)中各虛擬機的狀態(tài)和使用情況，增、刪系統(tǒng)內的虛擬機，并對業(yè)務系統(tǒng)有效期進行修改。
自動化管理：自定義配置腳本和操作流程。服務器管理：修改、啟動、停止和重啟虛擬機，自動安裝軟件，創(chuàng)建、恢復和刪除映像。存儲管理：存儲設備、存儲池、存儲分級、卷容量、數(shù)據(jù)復制、數(shù)據(jù)快照和數(shù)據(jù)遷移的管理。網絡管理：網絡設備的管理和配置。
權限管理：有云平臺管理員、單位管理員和普通用戶3種權限，實現(xiàn)單位管理、項目組管理和用戶管理3大功能。
其他：監(jiān)控、計量、拓撲、資產和告警管理。
3．3云管理平臺應用案例
跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺自2011年底投運以來，在跨地域資源調配、資源在線彈性擴展、自動化部署安裝和分布式任務調度方面展現(xiàn)其平臺價值。
3．3．1跨地域資源調配
跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺統(tǒng)一管理廣東電網各地市供電局資源池，當某地市供電局資源不足時，分配其他地市供電局的資源供其使用。具體步驟如下：
a)供電局1發(fā)出10臺具有2個中央處理器(central processingunit，CPU)、8 GB內存、300GB磁盤的虛擬機申請。
b)在申請過程中本地資源池報錯、資源不足(或通過計量管理功能發(fā)現(xiàn)本地資源不足)。
c)供電局1管理員向信息中心云管理平臺提交資源申請，信息中心云管理平臺的管理員通過計量管理功能判斷某供電局凡的資源可以滿足需求。
d)信息中心云管理平臺的管理員修改供電局1管理員資源池使用權限，使得供電局1管理員具有供電局n資源池使用權限。
e)供電局1管理員在供電局凡資源池內創(chuàng)建并使用10臺虛擬機。
實現(xiàn)跨地域資源調配的主要效益是資源的統(tǒng)一管理、使用和靈活調度。
3．3．2資源彈性可擴展
設網絡教育培訓系統(tǒng)在線考試模塊1年僅使用2次，平時無資源消耗，使用時資源消耗高且具體使用量難以估計。因此網絡教育培訓系統(tǒng)的最優(yōu)部署架構是：平時運行除在線考試功能之外的其他功能，有考試需求時可以及時啟動在線考試模塊，在線考試模塊提供的能力隨考試人數(shù)的增多而增加。具體步驟如下：
a)在網絡教育培訓系統(tǒng)界面觸發(fā)在線考試功能。
b)云管理平臺根據(jù)預設的模板自動生成包含在線考試應用程序的虛擬機，并自動進行數(shù)據(jù)庫連接和應用集群的添加。
c)監(jiān)控模塊在后臺進行監(jiān)控，當虛擬機資源使用率達到預設的閾值時，自動生成新的虛擬機，并自動進行數(shù)據(jù)庫連接和應用集群的添加。
d)考試結束，在網絡教育培訓系統(tǒng)界面觸發(fā)考試結束功能，云管理平臺自動回收虛擬機。實現(xiàn)資源彈性可擴展的主要效益是資源的在線彈性伸縮和提高資源的總體使用率。
3．3．3自動化快速部署
設領導班子與人員考評系統(tǒng)每年只需使用1次，但每次使用前的軟、硬件環(huán)境準備耗費時間長，完成廣東電網公司及下屬80個單位的軟、硬件安裝部署共需120人/日。通過云管理平臺僅需1天就能完成系統(tǒng)的部署。
實現(xiàn)自動化快速部署的主要效益是實現(xiàn)重復性實施和運維工作的標準化、自動化，大大提高工作效率和質量。
3．3．4分布式任務調度
電力營銷系統(tǒng)每月1次的電費計算采用全省集中算費方式，至少需要1臺滿配置最高端小型計算機，且系統(tǒng)運行風險較高。通過對基于跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺進行應用改造，營銷系統(tǒng)將算費任務分發(fā)到多個計算節(jié)點進行并行計算，計算節(jié)點將計算結果返回營銷系統(tǒng)。當計算任務完成后，營銷系統(tǒng)向云計算管理平臺發(fā)送資源回收請求，云計算管理平臺自動回收虛擬機。
實現(xiàn)分布式任務調度的主要效益是降低對單一資源的要求和總體成本。
4 結束語
跨數(shù)據(jù)中心一體化協(xié)同分布式云管理平臺基于虛擬化，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理和靈活調配、計算任務的分布式分發(fā)、資源的標準化供給和自動化操作，為廣東電網信息基礎平臺建設實現(xiàn)集團化運作、精益化管理和標準化建設提供有力支撐。目前該平臺已完成廣東電網公司信息中心和廣東電網公司東莞供電局等單位的實施部署并投入生產運營，效果良好。
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