2011開題報(bào)告《虛擬終端云的資源動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)研究》.doc

中國移動(dòng)集團(tuán)級重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（含聯(lián)合項(xiàng)目）開題報(bào)告一、項(xiàng)目編號及名稱：2011_jz_32 虛擬終端云的資源動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)研究二、項(xiàng)目組：項(xiàng)目組承擔(dān)子課題題名稱負(fù)責(zé)人及手機(jī)、郵箱管理信息系統(tǒng)部三、課題背景和意義n 課題背景：公司日常辦公終端存儲大量的公司生產(chǎn)經(jīng)營管理數(shù)據(jù)，終端運(yùn)行的軟件和操作系統(tǒng)環(huán)境也復(fù)雜多樣，給企業(yè)辦公帶來信息安全風(fēng)險(xiǎn)大、終端管理和維護(hù)成本高等問題。終端云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展為解決傳統(tǒng)終端面臨的諸多問題提供了可能。虛擬終端云將用戶數(shù)據(jù)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序均儲存在數(shù)據(jù)中心的云端服務(wù)器上。用戶利用pc、瘦終端等，鑒權(quán)認(rèn)證后通過網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)中心云端服務(wù)器和應(yīng)用，本地不保留關(guān)鍵數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)桌面系統(tǒng)的集中存儲、集中控制與集中管理。目前，廣東、湖南、江蘇、浙江等公司均已完成桌面虛擬化試點(diǎn)，采用虛擬化技術(shù)來提供虛擬終端服務(wù)，初步達(dá)到了如下的效果：1. 集中管理公司和個(gè)人信息數(shù)據(jù)，防止信息泄露：公司和個(gè)人數(shù)據(jù)均集中存儲在后臺系統(tǒng)，通過虛擬桌面數(shù)據(jù)拷入拷出控制、網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制及訪問策略控制等技術(shù)手段，可有效保障重要數(shù)據(jù)不被非法外泄；2. 強(qiáng)化安全管理，防止病毒、木馬入侵：通過虛擬桌面，可將物理終端和后臺系統(tǒng)進(jìn)行完全隔離，同時(shí)，通過加強(qiáng)對虛擬桌面的安全管理（如：補(bǔ)丁管理、防病毒、安全策略管理等），有效保障了辦公網(wǎng)絡(luò)和后臺系統(tǒng)的安全性；3. 隨時(shí)隨地辦公：用戶能夠從任何地方隨時(shí)隨地夠訪問虛擬桌面、公司及個(gè)人數(shù)據(jù)，解放了人對系統(tǒng)的依賴，變成系統(tǒng)跟人走，實(shí)現(xiàn)了高度靈活的“移動(dòng)辦公”；4. 簡化日常維護(hù)：虛擬桌面集中存儲在后臺系統(tǒng)，絕大多數(shù)維護(hù)管理工作也均集中在后臺進(jìn)行，現(xiàn)場基本可實(shí)現(xiàn)客戶端零維護(hù)，從而大大減少了日常維護(hù)管理工作；5. 完善辦公環(huán)境，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排：通過瘦終端使用，減低了辦公設(shè)備耗電量，減少了辦公設(shè)備的輻射，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、完善辦公環(huán)境等目標(biāo)；6. 便于日常維護(hù)管理：維護(hù)管理僅和虛機(jī)環(huán)境有關(guān)，物理機(jī)只要能接入虛機(jī)，即可進(jìn)行相關(guān)操作；7. 有效降低成本：有效降低企業(yè)總體的tco，包括采購成本、運(yùn)維成本、維護(hù)成本以及管理成本。但如何實(shí)現(xiàn)從桌面虛擬化向虛擬終端云的過渡，有待著重針對資源動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)進(jìn)行深入的研究。n 研究意義：本課題研究虛擬終端云的資源動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)，根據(jù)不同類型用戶的使用需求實(shí)現(xiàn)平臺資源的合理調(diào)度，實(shí)現(xiàn)通過一個(gè)邏輯虛擬終端云，為辦公終端、維護(hù)操作終端等多種類型用戶提供按需桌面服務(wù)，有效提高數(shù)據(jù)訪問的安全性和系統(tǒng)資源的使用效率，為南方基地、總部以及各省公司的虛擬終端云建設(shè)提供指導(dǎo)作用。四、課題研究目標(biāo)針對虛擬終端云的資源動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)，本課題對如下四方面進(jìn)行重點(diǎn)研究：1. 資源分配方案研究：根據(jù)不同用戶的使用特點(diǎn)和實(shí)際需求，研究通過云自動(dòng)管控實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度和按需分配，保證slas的同時(shí)提高資源的利用率；2. 資源保障機(jī)制研究：研究基于負(fù)載策略的消峰填谷，實(shí)現(xiàn)資源的按需取用和負(fù)載均衡；研究基于時(shí)間策略的負(fù)載整合，將不需要的服務(wù)器轉(zhuǎn)為計(jì)算分析節(jié)點(diǎn)或關(guān)機(jī)；3. 資源容錯(cuò)體系設(shè)計(jì)：研究基于son（self-organization network ）的資源使用狀態(tài)監(jiān)控，通過系統(tǒng)引擎觸發(fā)特定策略，實(shí)現(xiàn)當(dāng)計(jì)算或存儲節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)資源的自動(dòng)遷移；4. 多租戶支持研究：研究平臺的多租戶共享，為不同租戶同時(shí)提供運(yùn)營服務(wù)，滿足不同級別的sla要求。同時(shí)，根據(jù)不同用戶不同資源的使用情況，實(shí)現(xiàn)詳細(xì)的計(jì)量統(tǒng)計(jì)與計(jì)費(fèi)管理。五、課題研究內(nèi)容（包括研究總體框架、難點(diǎn)及解決方案、主要技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)等）1. 研究框架包含四個(gè)部分：需求調(diào)研、需求分析、方案設(shè)計(jì)、測試驗(yàn)證和方案修訂完善，具體如下：1) 需求調(diào)研：對總部、十一個(gè)桌面虛擬化試點(diǎn)省進(jìn)行需求調(diào)研，包括：問卷調(diào)查、用戶訪談等，并形成需求調(diào)研報(bào)告；2) 需求分析：針對需求調(diào)研報(bào)告，并結(jié)合本課題研究的重點(diǎn)，形成需求分析報(bào)告；3) 方案設(shè)計(jì)：根據(jù)需求分析報(bào)告，深入細(xì)化，進(jìn)行相關(guān)方案的設(shè)計(jì)；4) 測試驗(yàn)證：針對方案設(shè)計(jì)，選擇其中部分方案關(guān)鍵點(diǎn)，在測試平臺上進(jìn)行測試驗(yàn)證；5) 方案修訂完善：根據(jù)測試驗(yàn)證情況，對方案進(jìn)行優(yōu)化、完善。2. 項(xiàng)目的難點(diǎn)及解決方案：1) 項(xiàng)目難點(diǎn)： 業(yè)界在終端虛擬化方面已有一些成熟的軟件平臺（如：vmware、citrix等），在多類型平臺的統(tǒng)一管理和異構(gòu)融合方面，尚有很多的關(guān)鍵技術(shù)需研究并實(shí)現(xiàn)； 部分省公司雖然開展了終端虛擬化試點(diǎn)，但仍處于摸索階段，成功經(jīng)驗(yàn)相對較少。2) 解決方案： 收集、梳理國內(nèi)外在云計(jì)算方面的技術(shù)資料和成功經(jīng)驗(yàn)，研究可在虛擬終端云上借鑒和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，并提出相應(yīng)的解決方案； 加強(qiáng)和各省公司的溝通協(xié)作，深入挖掘全集團(tuán)業(yè)務(wù)需求，并結(jié)合本課題研究重點(diǎn)，深入分析研究，梳理出適合于中國移動(dòng)的終端云的解決方案。3. 主要技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)：1) 資源分配方案，包括： 虛擬終端規(guī)格分類：根據(jù)不同用戶類型、不同應(yīng)用需求，研究各種虛機(jī)資源規(guī)格（包括：vcpu、內(nèi)存、硬盤等）的定義； 虛擬終端初始分配：根據(jù)虛擬終端規(guī)格、數(shù)量等信息，研究資源分配策略，實(shí)現(xiàn)虛擬終端到物理服務(wù)器的初始分配； 虛擬終端分配變更：根據(jù)虛擬終端的變更需求，包括：虛擬終端的新增、刪除以及虛機(jī)資源變更等，研究資源動(dòng)態(tài)調(diào)整策略，實(shí)現(xiàn)虛擬終端到物理服務(wù)器的分配調(diào)整； 資源分配需在保證服務(wù)水平的同時(shí)，提高資源的利用率。2) 資源保障方案，包括： 服務(wù)器負(fù)載消峰填谷：研究對各虛擬終端、服務(wù)器資源使用情況的統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)分析情況自動(dòng)實(shí)現(xiàn)虛擬終端到物理服務(wù)器的分配調(diào)整，達(dá)到負(fù)載的均衡； 服務(wù)器分時(shí)復(fù)用：研究服務(wù)器資源的分時(shí)復(fù)用，提高資源利用率，如：在正常工作日上班期間，系統(tǒng)用于終端云使用，在其它時(shí)間，系統(tǒng)自動(dòng)將一定數(shù)量的虛擬終端關(guān)停，空出資源供其它計(jì)算任務(wù)使用； 服務(wù)器負(fù)載整合：研究服務(wù)器資源的負(fù)載整合，當(dāng)服務(wù)器資源空閑時(shí)，可將負(fù)載集中到部分服務(wù)器，并將其它服務(wù)器用作他用或關(guān)停。3) 資源容錯(cuò)方案，包括： 資源集中監(jiān)控：研究對各種物理資源，包括：服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)，以及各虛擬終端使用情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控； 資源自動(dòng)遷移：根據(jù)監(jiān)控情況，研究資源動(dòng)態(tài)遷移策略，一旦發(fā)現(xiàn)物理資源或虛擬終端故障時(shí)，則自動(dòng)遷移，且遷移時(shí)需盡可能縮短服務(wù)中斷時(shí)間。4) 多租戶支持方案，包括： 研究多租戶共享方案，以支撐不同企業(yè)、機(jī)構(gòu)的同時(shí)使用。且在同一企業(yè)、機(jī)構(gòu)內(nèi)部，還可根據(jù)不同的業(yè)務(wù)劃分不同的分區(qū)，且分區(qū)間相互隔離，同時(shí)，也可基于虛擬桌面承載信息資產(chǎn)的重要程度和保護(hù)需求，劃分多個(gè)分區(qū)，對應(yīng)不同的信息安全管理等級，且分區(qū)間相互隔離，以承載對應(yīng)安全級別的信息資產(chǎn)和業(yè)務(wù)活動(dòng)數(shù)據(jù)； 研究基于多租戶的資源分配調(diào)度策略，可根據(jù)各租戶的用戶種類、資源需求和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)靈活的資源分配調(diào)度； 在多租戶情況下，研究資源使用情況（如：計(jì)算能力，網(wǎng)絡(luò)流量，存儲使用等）的計(jì)量統(tǒng)計(jì)與計(jì)費(fèi)管理。六、專利檢索情況無。七、已有的研究工作積累和取得的研究成果1. 制訂并完善管理信息系統(tǒng)桌面虛擬化總體技術(shù)要求；2. 2010年6月，給江蘇、浙江等十一省公司下發(fā)關(guān)于委托開展管理信息系統(tǒng)桌面虛擬化試點(diǎn)建設(shè)的通知，組織各試點(diǎn)省按總體技術(shù)要求，開展桌面虛擬化試點(diǎn)工作。八、本課題的創(chuàng)新點(diǎn)和專利點(diǎn)1. 本課題創(chuàng)新點(diǎn)：從用戶需求出發(fā)，結(jié)合終端云在云計(jì)算方面的相關(guān)特性，從資源分配、資源保障、資源容錯(cuò)、多租戶支持等四個(gè)方面展開研究，并提出適合于中國移動(dòng)的解決方案，以實(shí)現(xiàn)從終端虛擬化向云計(jì)算（終端云）的過渡。九、外部合作伙伴委托方案外部合作伙伴將選擇虛擬終端云領(lǐng)域的it研究機(jī)構(gòu)，知識產(chǎn)權(quán)歸移動(dòng)方所有。十、預(yù)期研究產(chǎn)出1. 研究成果（研究報(bào)告、形成的軟硬件平臺）：虛擬終端云的資源動(dòng)態(tài)調(diào)度技術(shù)研究報(bào)告2. 標(biāo)準(zhǔn)成果（形成的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化組織成果）：無3. 專利成果（專利申請計(jì)劃）：無4. 試驗(yàn)成果（開展的相關(guān)試驗(yàn)室及外場測試工作中形成的試驗(yàn)報(bào)告）：無十一、課題研究分工無。十二、項(xiàng)目研究計(jì)劃進(jìn)度1. 2011.6-7：資料收集和整理，完成需求調(diào)研和需求分析；2. 2011.8-9：根據(jù)需求分析報(bào)告，深入細(xì)化，完成相關(guān)方案的設(shè)計(jì)；3. 2011