分布式云數(shù)據(jù)中心總體設(shè)計

1、分布式云數(shù)據(jù)中心（DC2）解決方案總體設(shè)計目 錄 TOC h z t 標(biāo)題 1,1,標(biāo)題 2,2,標(biāo)題 3,3,標(biāo)題 7,1,標(biāo)題 8,2,標(biāo)題 9,3,Heading1 No Number,1 HYPERLINK l _Toc523648286 1.1 項目背景及價值 STYLEREF 1 綜述綜述 項目背景及價值項目背景當(dāng)前，由于業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)采用有需求再建設(shè)的模式，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃和運營，導(dǎo)致當(dāng)前系統(tǒng)中出現(xiàn)了很多孤立的節(jié)點，業(yè)務(wù)互聯(lián)及數(shù)據(jù)共享均存在很大的困難。并隨著建設(shè)的不斷深入，對系統(tǒng)功能性要求、整體性要求以及集中化要求日益迫切。同時，現(xiàn)有業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)規(guī)模日益龐大，給建設(shè)和維護(hù)帶來了巨大的

2、壓力。此外，建設(shè)時間周期長，對于突發(fā)性需求難以及時滿足，影響到了整個電信企業(yè)的競爭力。綜合分析現(xiàn)有IT 支撐系統(tǒng)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在以下問題：建設(shè)與運營成本高。數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本高昂，并且由于運營系統(tǒng)按應(yīng)用垂直構(gòu)建，當(dāng)需要支持新建業(yè)務(wù)或擴展已有業(yè)務(wù)能力時，需要不斷對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心擴容。同時大量構(gòu)建的小規(guī)模DC，建設(shè)與維護(hù)成本相比大容量的數(shù)據(jù)中心更高。 資源利用率低。目前的數(shù)據(jù)中心的資源使用理念為應(yīng)用間隔離，資源容量按照應(yīng)用的最大預(yù)期負(fù)荷來設(shè)計。同時，資源為應(yīng)用靜態(tài)分配，大部分時間數(shù)據(jù)中心的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源利用率低下。服務(wù)SLA保證困難。數(shù)據(jù)中心層次過多，使用者訪問應(yīng)用時必然會造成較大時延，尤其是對于

3、處于分層架構(gòu)頂端的應(yīng)用，所需經(jīng)過的數(shù)據(jù)中心站點網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)和層級過多，這就加大了網(wǎng)絡(luò)連接故障或流量擁塞發(fā)生的概率；同時由于數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備均按照應(yīng)用最大峰值流量需求進(jìn)行容量和部署規(guī)劃，缺少對企業(yè)用戶漫游及業(yè)務(wù)熱點變化的感知能力，因此面向最終客戶接入的業(yè)務(wù)體驗優(yōu)化將更加困難。管理復(fù)雜。由于數(shù)據(jù)中心承載的業(yè)務(wù)多種多樣，而不同業(yè)務(wù)對軟硬件系統(tǒng)的要求以及容災(zāi)備份策略各不相同，因此按應(yīng)用縱向構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施的方式造成了協(xié)同管理非常困難。XX移動存在大量的小規(guī)模的增值業(yè)務(wù)系統(tǒng)，存在部署分散、資源利用率低、機房空間占用大的情況，隨著業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心資源的云化整合需求也越來越迫切。項目帶來的價值通過本

4、期項目的建設(shè)以及對現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的進(jìn)一步云化整合，可以帶來如下價值：多數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理調(diào)度提供針對多數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一的運維、運營管理能力。分布式云數(shù)據(jù)中心的管理系統(tǒng)可以集中管理和監(jiān)控各個數(shù)據(jù)中心的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源和使用情況，提供統(tǒng)一的資源管理、跨DC資源部署、運維管理、服務(wù)管理和自助服務(wù)等能力。融合的基礎(chǔ)架構(gòu)從一個中央控制臺下發(fā)業(yè)務(wù)到不同的資源池，支持華為FusionSphere,Vmware Vsphere虛擬化平臺，從而將異構(gòu)的資源池，異構(gòu)的存儲資源作為服務(wù)提供。同時支持將服務(wù)器本地硬盤組織成一個融合架構(gòu)的虛擬化資源池，實現(xiàn)基礎(chǔ)架構(gòu)的高性價高安全性。 靈活的應(yīng)用管理 通過虛機模板、應(yīng)用模板

5、，以及用戶自定義編排等能力，提供應(yīng)用快速、自動化部署的能力。安全可靠的業(yè)務(wù)服務(wù)提供完善的容災(zāi)、備份能力。系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)務(wù)需求定制虛機的備份和恢復(fù)任務(wù)，備份的粒度細(xì)化到VM粒度。靈活的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)采用扁平化的跨站點的大二層，拉通跨數(shù)據(jù)中心的虛擬化，提供靈活的虛擬機遷移能力，從而使得數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)的靈活性， 伸縮性大大提高。項目目標(biāo)【根據(jù)實際情況修改】建設(shè)統(tǒng)一資源池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)所有資源的統(tǒng)一運維與調(diào)度。包括：獨立建設(shè)統(tǒng)一資源池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對IT域、CT域的統(tǒng)一管理。采用模塊化擴展方式，后續(xù)可平滑擴展對公共域資源的管理。在統(tǒng)一資源池管理系統(tǒng)上分權(quán)分域管理。IT域資源池軟硬件擴容及業(yè)務(wù)云化遷移。CT域資

6、源池軟硬件擴容及業(yè)務(wù)云化遷移。方案設(shè)計原則可靠性及可用性系統(tǒng)的可靠性包括整體可靠性、數(shù)據(jù)可靠性和單一設(shè)備可靠性三個方面。云平臺的分布式架構(gòu)，從整體系統(tǒng)上提高可靠性，降低系統(tǒng)對單設(shè)備可靠性的要求。系統(tǒng)的可用性是通過冗余、高可用集群、應(yīng)用與底層設(shè)備松耦合等特性來體現(xiàn)，從硬件設(shè)備冗余、鏈路冗余、應(yīng)用容錯等方面充分保證整體系統(tǒng)的可用性。安全性遵循行業(yè)安全規(guī)范，設(shè)計安全防護(hù)保證客戶數(shù)據(jù)中心安全。重點保障網(wǎng)絡(luò)安全、主機安全、虛擬化安全、數(shù)據(jù)保護(hù)。成熟性從架構(gòu)設(shè)計、軟硬件選型和IT管理三個方面設(shè)計數(shù)據(jù)中心解決方案，采用經(jīng)過大規(guī)模商用實踐檢驗的架構(gòu)方案和軟硬件產(chǎn)品選型，采用符合ITIL規(guī)范的IT管理方案，保障

7、方案的成熟性。先進(jìn)性合理利用云計算的技術(shù)先進(jìn)性和理念先進(jìn)性，突出云計算給客戶帶來的價值。采用虛擬化、資源動態(tài)部署等先進(jìn)技術(shù)與模式，并與業(yè)務(wù)相結(jié)合，確保先進(jìn)技術(shù)與模式應(yīng)用的有效與適用?？蓴U展性支撐數(shù)據(jù)中心的資源需要根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用工作負(fù)荷需求進(jìn)行彈性伸縮，IT基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)松耦合，這樣，在業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行容量擴展時，只需增加相應(yīng)數(shù)量的IT硬件設(shè)備，即可實現(xiàn)系統(tǒng)的靈活擴展。DC2解決方案概述方案總體架構(gòu)圖 STYLEREF 1 s 2 SEQ 圖 * ARABIC s 1 1 DC方案總體架構(gòu)分布式云數(shù)據(jù)中心總體架構(gòu)如上圖所示，由基礎(chǔ)設(shè)施層和云管理層組成。各層都分別向上層提供API接口供上層調(diào)用。分

8、布式云數(shù)據(jù)中心各層介紹功能分層說明基礎(chǔ)設(shè)施層基礎(chǔ)設(shè)施層提供基礎(chǔ)的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)虛擬化的能力，在資源管理層的管理下，提供統(tǒng)一的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源池。基礎(chǔ)設(shè)施層同時提供本地的基礎(chǔ)運維能力，包括本地基礎(chǔ)設(shè)施的告警、性能、拓?fù)涞谋O(jiān)控等。云管理層云管理層可以分為資源管理和運維中心。資源管理層主要提供數(shù)據(jù)中心內(nèi)鏡像管理、業(yè)務(wù)編排、自動化、彈性及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。運維中心提供對多數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一運維管理能力，包括對監(jiān)控、告警、性能等的統(tǒng)一監(jiān)控運維?；A(chǔ)設(shè)施層基礎(chǔ)設(shè)施層提供基礎(chǔ)的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)虛擬化的能力，在資源管理層的管理下，提供統(tǒng)一的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源池?；A(chǔ)設(shè)施層同時提供本地的基礎(chǔ)運維能力，包括對本地基礎(chǔ)

9、設(shè)施的告警、性能、拓?fù)涞谋O(jiān)控等。云管理層 云管理層可以分為資源管理和運維中心。資源管理層主要提供數(shù)據(jù)中心內(nèi)鏡像管理、業(yè)務(wù)編排、自動化、彈性及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。運維中心提供對多數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一運維管理能力，包括對監(jiān)控、告警、性能等的統(tǒng)一監(jiān)控運維。資源管理支持對不同虛擬化平臺計算資源的統(tǒng)一管理；支持對防火墻、交換機的統(tǒng)一管理；支持對虛擬化平臺使用的塊存儲設(shè)備的統(tǒng)一管理。資源集群管理資源集群由一個或多個計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源組成。一個虛擬化環(huán)境中可以有多個資源集群。資源集群管理包括創(chuàng)建資源集群、刪除資源集群、擴容資源集群、減容資源集群、查詢資源集群、資源集群性能監(jiān)控和資源集群的調(diào)度策略等。通過資源集群管

10、理，可以提高基礎(chǔ)設(shè)施資源的利用率和靈活性，統(tǒng)一虛擬化資源管理的能力，對上層應(yīng)用的發(fā)放屏蔽差異，提升了虛擬資源的管理效率，降低了運維成本。模板管理包括虛機模板的創(chuàng)建，發(fā)布，查詢，修改等。 多數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理調(diào)度。應(yīng)用快速部署，彈性伸縮。運維中心支持對多數(shù)據(jù)中心告警、性能、拓?fù)涞冗\維信息的統(tǒng)一監(jiān)控管理。解決方案概述網(wǎng)絡(luò)方案分布式云數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)采用多租戶隔離設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，將網(wǎng)絡(luò)虛擬化，為每個租戶提供所需虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，如下圖所示：圖 STYLEREF 1 s 2 SEQ 圖 * ARABIC s 1 2 DC2網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)架構(gòu)圖從上圖可以看出，核心交換機上配置VPN VRF和Internet V

11、RF，VPN VRF與匯聚交換機上的VPN VRF對接，internet VRF與匯聚交換機的Global VRF對接，用戶將租戶之間的網(wǎng)絡(luò)邏輯隔離。匯聚交換機上配置一個Global VRF，每個租戶的虛擬防火墻都對接到Global VRF中實現(xiàn)對公網(wǎng)訪問。匯聚交換機上配置多個VRF，用于為每個租戶提供虛擬路由器，提供租戶的業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)路由功能，在VRF下配置三層網(wǎng)關(guān)用于提供業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)（業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)也可以配置在虛擬防火墻上），每個VRF將與租戶的虛擬防火墻對接；實現(xiàn)對租戶業(yè)務(wù)的保護(hù)。租戶如果租用了虛擬負(fù)載均衡將對接到虛擬路由器上，提供服務(wù)器的負(fù)載均衡功能，同時受虛擬防火墻的規(guī)則保護(hù)。虛擬交換機邏輯上接入

12、到TOR交換機端口，每個租戶有自己獨立的虛擬交換機。虛擬交換機上有不同的端口組，不同的端口組有不同的網(wǎng)絡(luò)屬性。虛擬機網(wǎng)卡可任意加入不同端口組，用戶不同租戶之間的隔離。不同數(shù)據(jù)中心采用MPLS VPN、GRE、VPLS VPN進(jìn)行互聯(lián)，每個租戶可以獨立申請VPN業(yè)務(wù)，也可以多個用戶在一個VPN中。資源池方案DC2云計算資源池總體架構(gòu)設(shè)計原則是以資源組合形態(tài)來參照，分成物理數(shù)據(jù)中心層、統(tǒng)一資源層、應(yīng)用計算環(huán)境層。其中：物理數(shù)據(jù)中心層：分布式云數(shù)據(jù)中心通常包括多個物理地域分布的數(shù)據(jù)中心。單個物理數(shù)據(jù)中心的形態(tài)和傳統(tǒng)云數(shù)據(jù)中心基本一致，分為物理基礎(chǔ)設(shè)施和物理基礎(chǔ)架構(gòu)。采用扁平化二層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，將數(shù)據(jù)中心

13、IT設(shè)備高速連接到一起。統(tǒng)一資源池層：包括統(tǒng)一的計算資源池、存儲資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池。資源池的劃分和底層物理設(shè)備位置無任何關(guān)聯(lián)，通過華為FusionSphere虛擬化軟件，將物理分散的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備納入統(tǒng)一資源池，供上層業(yè)務(wù)按需調(diào)度。應(yīng)用計算環(huán)境：包括企業(yè)/運營商的各種業(yè)務(wù)部署，以及根據(jù)業(yè)務(wù)需求而劃分的相應(yīng)資源隔離的VDC。安全方案分布式云數(shù)據(jù)中心為企業(yè)及個人提供各種信息資源，其重要性類似于一個人的心臟。作為信息最核心的節(jié)點，DC2包括了網(wǎng)絡(luò)、存儲、服務(wù)器、虛擬機、應(yīng)用等。因此，一個體系化的DC2安全解決方案必然應(yīng)該覆蓋DC2的所有組成元素，而不能單用傳統(tǒng)的技術(shù)手段實現(xiàn)其全部的安全保障。華

14、為DC2（分布式云數(shù)據(jù)中心）安全框架從模塊化、低耦合、端到端及縱深防御思想出發(fā)，根據(jù)層次分為物理設(shè)施安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機安全、應(yīng)用安全、虛擬化安全、數(shù)據(jù)保護(hù)、用戶管理、安全管理等幾個層面，全面滿足用戶的各種安全需求。 分布式云數(shù)據(jù)中心安全方案包含以下安全層面的能力：物理設(shè)施安全：通過門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心環(huán)境、物理訪問控制、設(shè)施層面的安全網(wǎng)絡(luò)安全：從防火墻、IPS、SSL VPN、抗DDoS等技術(shù)手段對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的系統(tǒng)和通信數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，不因偶然的或者惡意的原因而遭受到破壞、更改、泄露，系統(tǒng)連續(xù)可靠正常地運行，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷。主機安全：保護(hù)主機層操作系統(tǒng)的安全，對磁盤的加密

15、，保護(hù)用戶OS層安全和用戶數(shù)據(jù)安全。虛擬化安全：從虛擬層加固、Cloud管理應(yīng)用加固和虛擬機隔離等技術(shù)手段確保虛擬化的安全。應(yīng)用安全：從電子郵件防護(hù)、Web應(yīng)用防護(hù)等技術(shù)手段對應(yīng)用層面的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，保障用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)能夠不受破壞、更改、泄漏、篡改。數(shù)據(jù)安全：從剩余數(shù)據(jù)防護(hù)等技術(shù)手段加強數(shù)據(jù)保護(hù)，包括密鑰管理功能。用戶管理：從特權(quán)用戶訪問審計等加強用戶管理。安全管理：從安全信息與事件管理等技術(shù)手段加強。安全服務(wù)：從安全集成到安全評估、再到安全優(yōu)化，階段性的專業(yè)服務(wù)，為用戶建立更安全的IT信息系統(tǒng)。管理方案管理子系統(tǒng)涉及服務(wù)管理，資源管理，運維與監(jiān)控等功能，其包含的部件如下：IT服務(wù)管理主要包括

16、事件管理、問題管理、變更管理、配置管理、 發(fā)布管理、服務(wù)水平管理、 知識庫、CMDB等。運營商通過統(tǒng)一管理門戶的運維管理平臺能夠高效的管理數(shù)據(jù)中心的運營運維，查看Dashboard、報表、知識庫的各種統(tǒng)計信息指導(dǎo)數(shù)據(jù)中心管理優(yōu)化，同時還能夠靈活構(gòu)建客戶化定制。統(tǒng)一資源管理提供在多種虛擬化平臺下的云主機、云存儲、云網(wǎng)絡(luò)、云安全等云資源的自動化發(fā)放和配置能力。資源池是一組合理規(guī)劃、有效組織的可用資源分區(qū)（Available Zone）的組合，是資源彈性調(diào)度的最大邊界，由一個資源池管理系統(tǒng)管理?；谫Y源池管理系統(tǒng)提供云資源數(shù)據(jù)中心服務(wù)統(tǒng)一編排和自動化管理的能力，包括異構(gòu)以及多資源池的策略編排，簡化管

17、理，提升效率。運維中心面向數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)，進(jìn)行場景化運維操作和可視化的狀態(tài)/風(fēng)險/效率分析，基于分析能力提供主動和可預(yù)見的運維中心。運維子系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)中心運維層和專業(yè)設(shè)備監(jiān)控管理運維層。監(jiān)控管理面向設(shè)備的統(tǒng)一運維管理系統(tǒng)，包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提供了對這些設(shè)備的告警、性能、拓?fù)涞葦?shù)據(jù)的采集能力，同時支持將這些數(shù)據(jù)傳遞給OC。通常對應(yīng)主體是華為的設(shè)備進(jìn)行開局的時候，采用eSight作為基礎(chǔ)架構(gòu)的運維管理系統(tǒng)，這時可支持部分第三方設(shè)備，如IBM、H3C、思科等。容災(zāi)備份方案分布式云數(shù)據(jù)中心支持容災(zāi)備份管理，通過災(zāi)備軟件與系統(tǒng)架構(gòu)結(jié)合，實現(xiàn)多層次的災(zāi)備能力。基于IaaS層的容災(zāi)方案，主要采用存儲陣

18、列復(fù)制和虛擬化層復(fù)制技術(shù)；容災(zāi)管理軟件ReplicationDirector提供容災(zāi)服務(wù)、容災(zāi)策略、主備資源管理能力，ReplicationDirector根據(jù)前期配置的容災(zāi)策略，主備資源關(guān)系，通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)從主用生產(chǎn)中心到容災(zāi)中心的數(shù)據(jù)容災(zāi)；通過管理網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)從主用生產(chǎn)中心到容災(zāi)中心的虛擬機，存儲、網(wǎng)絡(luò)、資源池等的信息同步；當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時，ReplicationDirector可以根據(jù)管理平臺中定義好的容災(zāi)恢復(fù)計劃，實現(xiàn)容災(zāi)站點的業(yè)務(wù)切換，快速恢復(fù)業(yè)務(wù)；備份子系統(tǒng)主要包含本地備份+異地備份保護(hù)；其中，本地備份功能由HypderDP、FusionManager組成；異步備份保護(hù)通過NAS的遠(yuǎn)程復(fù)制，將數(shù)據(jù)備份到異地或者第三方的云存儲;虛擬機備份采用無代理備份方式工作；綠色節(jié)能方案綠色數(shù)據(jù)中心是數(shù)據(jù)中心發(fā)展的必然，建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心必須從機房、IT硬件、虛擬化軟件、數(shù)據(jù)中心管理多方面考慮。圖 STYLEREF 1 s 2 SEQ 圖 * ARABIC s 1 3綠色節(jié)能方案全景圖綠色機房：DC2數(shù)據(jù)中心機房