一种基于IaaS云计算的电子渠道平台建设方案

一种基于IaaS云计算的电子渠道平台建设方案标签：云计算IaaS资源池化弹性扩展可靠性2011-11-0801:14一种基于IaaS云计算的电子渠道平台建设方案高鹰【摘要】：传统电信运营商IT支撑系统多采用较昂贵的小型机建设，在居高不下的硬件投入成本和业务增长乏力的压力下，运营商迫切希望虚拟化、云计算等新技术提升资源利用率并降低建设运营成本。本文通过一则运营商电子渠道平台建设需求分析，概要介绍了在IaaS云计算部署时，对基础（计算与存储）资源池化、网络可靠性、资源可管理性、平台弹性扩展及业务高可靠性保障等要素的综合考虑，并依托HPBladeMatrix产品，给出了一种基于IaaS云计算的电子渠道平台建设方案。【关键词】：云计算IaaS资源池化弹性扩展可靠性1、引言从技术发展的角度，经历了个人计算机变革、互联网变革之后，云计算是全球信息产业正在迎来的又一次跨时代的变革。云计算（CloudComputing）是网格计算（GridComputing）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（ParallelComputing）、效用计算（UtilityComputing）网络存储（NetworkStorageTechnologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（LoadBalance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。随着虚拟化技术的大量应用，目前在电信运营商的IT支撑系统中，已经呈现了越来越多的资源池：虚拟主机资源池，虚拟存储资源池等等，但有效地实现整体云计算资源部署的实践方案并不多见。云计算分为基础设施作为服务（IaaS）、平台作为服务（PaaS）、软件作为服务（SaaS）三个层次。现阶段提供给公众服务的典型IaaS(InfrstructureAsAService)云是Amazon的EC2/S3。在居高不下的硬件投入成本和业务增长乏力的压力下，运营商迫切希望虚拟化、云计算等新技术提升资源利用率并降低建设运营成本。但电信运营商出于运营安全的考虑，短期内暂无法将自身的一些关键应用交付公有计算云，IaaS成为现阶段电信运营企业最容易构建内部私有云的一种首选切入方式。2、电子渠道建设需求电子渠道是为了满足客户实时服务的需求，降低营业前台服务压力和服务成本，而迅速发展起来的自助式新型营销服务渠道，它以互联网技术和通信技术为基础，将产品的销售与服务数字化，让客户借助终端设备，可自助定购产品、获取服务。传统的电子渠道建设方式，为多个专有目的的业务各自建立分散的系统，属于固有的“烟囱式”建设方案，资源利用率低且较多使用价格较高的RISC小型机方案。为改变目前多厂家分散运营的现状，同时降低今后平台扩展的建设成本，XX移动公司计划依托CRM、BOSS系统及统一的基础硬件资源，建设电子渠道统一平台。图1电子渠道结构示意图2.1电子渠道分层架构在第一期电子渠道工程主要实现网上营业厅、WAP营业厅、空中充值三个电子渠道的整合，三者纳入业务支撑网统一规划，严格按照移动的网络环境以及安全策略进行架构，系统整体采用三层B/S架构模式，将数据层、业务应用层、表现层分开，数据库服务器无需对外开放，其安全性大大提高，整个系统便于扩展业务需求，模块化清晰、层次性强，使系统具有高度的安全性、稳定性和可维护性。统一底层数据、统一业务逻辑、统一管理界面。如图2所示。图2电子渠道结构示意图2.2对基础资源的要求基于刀片硬件的基础设施云（IaaS），不同于其他应用级别的云（SaaS\PaaS），IaaS只关注在底层基础设施云功能的实现，对于上层的应用（包括数据库）来说它是透明的。因此在该电子渠道的建设需求里，建设单位主要是希望提供一种快速灵活、方便迁移和扩展、可动态调配物理资源的硬件平台部署的先进基础架构解决方案，是属于典型的硬件基础设施的云平台需求，至于能在这样的基础架构上实现什么样的电子渠道应用，需要结合实际的情况和应用软件厂商共同来实现。由于电子渠道的种类繁多，运营商可以自建电子渠道应用系统，也可将基础设施资源出租提供给一些合作运营的伙伴，由运营伙伴合作开发电子渠道的应用。3、IaaS云计算要素分析要在电子渠道项目建设中部署提供IaaS的云计算服务，需要关注以下几个关键要素。(1)基础资源的池化(2)网络高可靠性(3)资源可管理性(4)平台的可扩展性与业务高可靠性3.1基础资源的池化资源的池化分为计算资源池化、存储资源池化。3.1.1计算资源池化具备混合资源池的能力，计算资源应可将硬件与其它虚拟化厂商的虚拟机工具进行集成，如VMwareESX和MicrosoftHyper-V，实现物理和虚拟基础设施的混合可用性。3.1.2存储资源池化整个IaaS平台里存储资源建议按照基于SAN交换机虚拟化的方式部署存储虚拟化，对于IO要求不高的情况下，也可采用IPSAN的方式。在云计算平台的存储中,磁盘数据的读写速度是一个更重要的问题,因此需要对多个磁盘进行同时读写.这种方式要求将数据分配到多个节点的多个磁盘当中。为达到这一目的,存储技术有两个选择,一个是使用类似于GoogleFileSystem的集群文件系统,另一个是基于块设备的存储区域网络SAN系统。3.2网络可靠性由于涉及到整个平台里有数据库集群的运用，集群间节点会涉及到大量的数据交互，因此对于网络连接，我们强调系统的高带宽和连接的可靠性。目前主要的云计算环境里大多具备万兆以太网或Infiniband的网络连接能力。3.3资源的可管理性在标准的云计算技术体系结构里，管理中间件主要包含了资源管理、用户管理、任务管理、安全管理四个方面。在IaaS云平台中，我们主要重点关注资源管理的能力，IaaS应具备自动部署和配置管理设备的统一接口。IaaS云中应具备容量规划功能，可以连续地对基础设施进行优化和整合。评估系统整合、均衡负载、更改系统属性，以及变更工作负荷以便确定如何移动工作负荷来提高利用率。应当具备良好的资源使用度量、监测手段，便于实现按照资源的使用情况来付费。目前可以借助一些厂商的IaaS商用套装软件，如HP的InsightDynamicVSE（VirtualServerEnvironment）、Oracle的GridControl等，可以方便地实现资源的整体控制和基础资源使用度量计费。3.4平台可扩展性及应用可靠性3.4.1水平弹性扩展性在业务支撑系统中，传统使用基于RISC的SMP小型机，后续资源主要通过增加单系统的CPU和内存，这种硬件组织方式属于现有业务支撑系统里普遍成熟组网方案，我们称为垂直扩展方式。但是在IaaS云里，我们强调的是弹性水平扩展，弹性中对应用部署所需的虚拟机是预先创建的，并由应用实施者通过内网组建一个集群，这些虚拟机放入到一个Pool中，按照策略进行启动所需的虚拟机实例，简单说就是IaaS管理服务只关注池里面有多少虚拟机，然后按策略停止或者启动这些虚拟机。水平扩展并不是依靠硬件厂商的基础设施资源管理软件来做数据库分布式应用的，仍然需要基于传统的OracleRAC集群或类似GoogleGFS等分布式软件技术来实现数据处理能力的水平扩展，即需要把数据存储处理的过程分散到网格里不同节点去实现的。3.4.2应用可靠性因素(1)灵活的应用迁移调度当物理服务器或虚拟服务器发生意外宕机时，应具备将工作负载转移到备用位置上的物理服务器或虚拟机的能力，以保持特定应用的高可用性。可以实现N+1或者N+X的备份方式。(2)高可用的数据库集群目前大型DBMS在海量数据的OLTP商业应用中已成为制约整个信息系统性能和效率提升的瓶颈,传统的提高单机的硬件配置和优化数据库系统性能参数的方法只能有限地提高系统性能。因此,基于多机并行处理的数据库集群也是我们考虑本项目关注的热点。以高性能、高可用性和高可扩展性为目标。水平扩展需要借助于传统的数据库集群技术，较为常见的有Oracle的RAC（RealApplicationCluster），IBMDB2PureScale等。4、IaaS云计算方案设计IaaS基础设施架构在大规模的廉价服务器集群之上，企业私有云计算平台是可供销售的软、硬件集合,用户基于这些软、硬件产品构建自己的云计算应用。目前业界较为典型的有HPBladeMatrix、IBM蓝云、OracleExtraData等私有云的解决方案，属于大规模并行网格(MPG)的典范，OracleExtraData是软硬件一体化的数据库层的企业私有云典型解决方案，但总体三者硬件本质上均为采用大量低成本的的X86架构的服务器。为提高集成度，同时看重了成本优势及网络连接里VirtualConnect以及HP资源管理软件的优点，本项目建设单位在项目里主要考虑采用基于HP刀片服务器加EVA4400存储的BladeMatrix的云计算方案,。4.1基础资源建设方案4.1.1计算资源方案(1)应用数据库计算资源部署方案数据库系统对于运营系统而言至关重要，需要重点解决资源可靠性与后续扩展性问题。方案：考虑到数据库服务器资源占用较高，对数据库计算资源考虑部署一个C7000刀片服务器框构建统一电子渠道数据库资源池，采用刀片服务器（8片/框，每片80万TPCC以上），每两片刀片服务器构建一个子数据库集群，实现三个数据库的独立部署。2片做网上营业厅数据库、2片做WAP营业厅数据库、2片做门户网站数据库、1片备份（即N+1备份，单片刀片配置较高能力），利用资源管理软件，灵活调度硬件资源，当某个渠道的数据库能力不够时或者某片刀片出问题宕机了，可以通过资源管理软件将备用的硬件资源重启起来用充当数据库服务器，并快速地实现应用的迁移，通过这种方式可以做到灵活地调度资源，数据库硬件利用率高，恢复业务需要时间短，稳定性较好。硬件的可靠性采用N+1的冗余模式，如图3示。图3计算资源池刀片（N+1）可靠性容灾方案(2)WEB展现层计算资源部署方案方案：采用刀片服务器（8片/框，每片30万TPCC以上），同时考虑到部分WEB应用的低负载情况，在部分刀片服务上部署了VMWARE,构成了一个硬件服务器和虚拟机共存的计算资源池。方案中可以通过HPSMP（ServermigrationPack）Universal将操作系统、应用程序和数据从一台服务器迁移到另一台服务器，而不是将这些组件手动重新部署到新的服务器上。支持的迁移类型：(1)物理至ProLiant(P2P)―将物理服务器迁移到ProLiant服务器；(2)物理至虚拟(P2V)―将物理服务器迁移到MicrosoftVirtualServer或VMware虚拟机主机内的虚拟机；(3)虚拟至ProLiant(V2P)―将MicrosoftVirtualServer2005或VMware虚拟机主机内的guest虚拟机迁移到ProLiant服务器；(4)虚拟至虚拟(V2V)―在不同的虚拟层之间迁移guest虚拟机，这些虚拟层包括MicrosoftVirtualServer、VMwareESXServer、VMwareServer、VMwareGSXServer和Citrixxen等。4.1.2存储资源方案由于电子渠道统一平台属于典型OLTP应用，为提高系统的读写操作响应速度，同时也考虑了应用集成商对主流数据库OracleRAC部署的成熟度（RAC是基于共享盘阵的），我们在方案中暂未考虑使用一些基于LAN的纯分布式存储节点方案（如MySqlCluster存储节点）。方案：统一按照SAN的架构进行存储虚拟化部署，SAN提供的是块设备接口,需要在此基础上构建文件系统,才能被上层应用程序所使用。方案部署了一台磁盘阵列EVA4400用于实现基于SAN的存储资源虚拟化。4.2网络可靠性方案由于采用刀片服务器组网，网络连接直接采用在刀箱内配置Infiniband交换机和虚拟连接，大大减少工程布线连接复杂度。(1)高带