软件定义数据中心在国家电网的应用实践

标签:应用国家电网软件定义数据中心

访客:24148  发表于:2015-08-20 10:39:59

软件定义数据中心在国家电网的应用实践

【编者按】伴随着国家电网的IT架构演变历程,作为国家电网直属单位的南瑞信息系统集成公司(以下简称“南瑞集成”)在虚拟化和云计算领域进行了深入的探索,历经了传统架构到虚拟化再到软件定义数据中心(SDDC)的演变。在本文中,南瑞集成CTO徐戟深度介绍了国家电网的软件定义数据中心应用实践。

数据中心变革的动力是什么?

纵览中国信息化时代的整个过程,数据中心变革的动力到底是什么?其实可以分为三个阶段来看。首先是90年代初期,当时的应用都是TS结构,也就是终端服务器结构的,依靠一个强而有力的服务器拖起很多终端,所有的计算都在服务器端进行。这种终端/服务器模式推动了中型机、大型机的发展;接下来,随着技术发展逐渐开始有了C/S架构,服务器客户端架构开始流行,后来出来了BS架构、BSS架构等等。这种架构的出现,解放了服务器的计算能力,大力推动了小型机的发展;现在,随着互联网应用逐渐广泛,分布式的架构也在迅速发展。因此,数据中心变革很重要的推动力是应用架构的变革,应用架构推动了数据中心的变化。

传统数据中心存在哪些问题?

传统的架构是90年代中后期形成的,以IOE为核心,以大型数据库、集中式存储加上高性能的服务器组成架构,这种架构虽然在当时可以满足业务的迅速扩张,但是随着业务到了一定规模的时候,传统数据中心存在的问题就会暴露出来:

以IOE 为核心,受制于人;

扩展能力不足,性价比不高;

烟囱式建设,离散式管理;

设备种类繁多,运维难度大;

个体差异大,无法制定统一维护策略;

部署周期长,严重影响系统上线进度;

资源调度不灵活,大量系统等待扩容,同时大量系统资源利用率严重不足;

浪费严重,机房空间难以为继。

如果继续不做改变的话,企业的IT成本就太高了,于是企业开始寄希望于分布式的架构,有了一个很火的词——去IOE。其实去IOE本质是分布式架构替代传统架构的IT架构的变革,互联网企业在这里面做的很好,这方面传统行业必须向互联网企业学习,但是传统行业的应用特点和互联网行业的应用特点是不一样的,简简单单的用分布式架构来替换传统架构是不现实的,需要根据自己实际情况去考虑应对的策略。

所以南瑞集成的策略是“按需定制、深度集成”,通过对服务器、交换机、存储、高性能IO等IT基础设备,以及操作系统、数据库等软件进行深度集成(进行碎片化处理),并对相关参数配置以最佳实践数值,定制真正契合企业需要的深度集成软硬件一体的解决方案。

国家电网IT架构发展路线

软件定义数据中心在国家电网的应用实践

如上图所示,国家电网的发展路线是逐渐把小而散的系统整合成一个大的系统,甚至到国家电网总部进行部署。但是我们后来发现这些系统的资源使用率很低,我们在机房里做过调研,一千多台服务器中CPU小于1%的服务器占了70%。所以五、六年前国家电网开始进行虚拟化资源池的建设,这个建设还是很有成效的,通过虚拟化建设使IT资源得到了很好的利用,不用继续投资去扩充机房与服务器,节约的资金量是每年是以几十个亿来计的。

随着资源池的建设使用,我们发现光建立一个资源池是不够的,没有解决资源调度需求的敏捷性,虽然对资源整合、资源使用率提高了,但是运维和其他方面还是有很多问题,所以我们开始着手搭建下一代数据中心——通过软件定义的数据中心,其中有四点是我们的硬性要求:

全整合。整个软件定义的数据中心应该把所有的IT基础架构都纳入起来,刚开始可能做不到,但是随着整个建设不断的进行,必须将全部的IT架构纳入进来;

敏捷。例如,在软件定义的数据中心里想要去建设一个平台,我可以通过固有的模板很快生成整体的架构出来,比如说建立一个环境,需要2台数据库服务器,需要5个T的存储,需要20台应用服务器等等,这些东西可以在快速的完成部署、交付使用。

安全。我们对于安全的看法有很多已经过时,比如说物理隔离概念是什么?当年推进资源池建设的时候,很多应用部门和我们谈,我们需要物理隔离,就是网络硬件不能在一起,那我们还怎么做资源池?随着后来对整个物理隔离的概念重新的定义,这个壁垒逐渐的消失。

高可用。整个IT平台提供了跟业务应用连续性相关的所有因素,而不需要在应用系统再去独立的设计。

软件定义数据中心在国家电网的应用实践软件定义数据中心在国家电网的应用实践

上图是我们软件定义数据中心的架构图,物理资源层包括分布式存储、分布式系统、传统的网络和设备,上一层资源管理层次进行管理。最终平台服务层对外提供相应的服务,数据管理层进行所有的数据的备份和容灾等,运维管理层来实现自动化的运维和监控、分析。

目前此软件定义数据中心目前在国网的应用场景主要有以下几个:

国网测试云平台

一体化售电平台(企业公有云)

智能电网综合IT平台(企业公有云)

电力调度云平台

对于未来我们也有一些愿景,我们希望软件定义数据中心可以实现以下几点:第一,是构建兼容化的;第二,技术自主化;第三,能力服务服务化;第四,供应快速化;第五,资源弹性化;第六,管理自动化;第七,管控集中化。

传统行业数据中心如何拥抱私有云平台?

接下来谈谈传统行业数据中心如何去拥抱私有云平台,主要有四个问题。

第一,我们是采用选择一站式还是开放式的架构?

其实这跟企业策略有关。首先,开放式要有足够的研发能力;其次,有没有做好持续投入的准备,在这个平台上随着业务越来越多,随着需求越来越大,研发费用需要不断的投入,开放式的架构才能支撑这样一个项目。

当然我们还有其他的选择,就是在一个超融合架构上进行二次开发,这样要求超融合架构具有足够的开放性,能够开放几乎所有的API给这些用户,这样可以在上面做很深度的二次开发,投入会更小一些。

第二,如何融合以前的存量的设备?

我看过青云的资料,发现他们可以通过系统集成的方式来整合。未来他们还会开放相应的API接口来对接传统的软硬件平台,这点非常重要。我认为整个数据中心最后全要纳入到软件定义框架中来,才算是完整。

第三,如何聚合计算能力?

所有的云平台都是将基础资源虚拟化,整个资源打散给大家用,这解决了计算能力过剩的问题,如何解决计算能力强制性的要求?目前我们看到的公有云、私有云的解决方案里并没有很好的答案,这并不仅仅是说在IaaS层面解决的问题,其实是要靠集群的技术,包括分布式数据库,Hadoop等分布式算法这样的技术实现聚合。

第四,如何规避政策壁垒。

IT政策要与时俱进,传统的政策是90年代建立起来的,我们有必要对IT政策进行修正,这是领导层面对的问题。同时对物理隔离的概念需要打破,如果抱着物理隔离来拥抱云是不可能的。

建立属于自己的软件定义数据中心

在数据库方面基于开源技术开发了四款解决方案,NBase数据库是由南京南瑞集成公司自主研制的数据库系列产品,其数据库产品包括高可用数据库集群(NBase-E)产品、分布式数据库集群(NBase-D)产品、分析型数据库集群(NBase-C)产品、NoSQL平台(NBase-H)产品。

软件定义数据中心在国家电网的应用实践

另外还有瑞腾(Return)高性能计算平台,它是为国网核心业务系统量身打造的一个高性能、可扩展的计算平台,利用目前前沿的高性能计算组件,使用自主的定制化服务器、IB交换机、分布式存储系统整合。如上图,瑞腾高性能计算平台,上面是计算的节点,我们可以使用四路的PC服务器,插上SSD的卡,SSD容量是有限的,我们后面有一个层,是分布式存储,标准配置是9060的存储,随着需要可以进行扩展。

写在最后

文章最后分享两句话,第一句1984年 John Gage说的:“网络就是计算机”,第二句吕健院士说的:“应用场景就是计算机”,1984年说出网络就是计算机的时候大部分人都不明白,因为当时大部分人不知道网络是什么。第二句话应用场景就切合了“按需定制,深度集成”,我觉得后续其他的传统企业按照这8个字来做文章,应该是一个比较正确的道路。

作者简介:徐戟,南瑞信息系统集成公司CTO,网名白鳝,《DBA的思想天空:感悟Oracle数据库本质》、《Oracle优化日记》、《Oracle Rac日记》等畅销书作者。1992年开始从事系统集成行业,曾供职于DEC、赛格计算机、长天集团、联想金融事业部等,担任过技术总监、应用体系总监。

来源:CSDN

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