云管理系統(tǒng)架構(gòu)分析及在油田私有云的應(yīng)用

李 磊，荊曉娟，張 月

（1.新疆油田公司數(shù)據(jù)公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.新疆油田公司采氣一廠 信息檔案管理站，新疆 克拉瑪依 834000）

云管理系統(tǒng)架構(gòu)分析及在油田私有云的應(yīng)用

李 磊1，荊曉娟2，張 月1

（1.新疆油田公司數(shù)據(jù)公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.新疆油田公司采氣一廠 信息檔案管理站，新疆 克拉瑪依 834000）

本文分析了云管理系統(tǒng)的服務(wù)模型，利用多系統(tǒng)構(gòu)建了油田私有云的運(yùn)營及管理平臺(tái)，然后結(jié)合新疆油田公司云管理系統(tǒng)建設(shè)的指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)理念，闡述了云管理系統(tǒng)的整體架構(gòu)，包括門戶、運(yùn)營、資源和安全集成模塊的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，并提出了利用Agent、BPM、BILLING、MONITOR等系統(tǒng)管理實(shí)現(xiàn)模塊的功能，最后介紹了云管理系統(tǒng)在油田私有云中的應(yīng)用使用情況。以此來探索云管理系統(tǒng)在整體架構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)際應(yīng)用方面的最佳實(shí)踐。

云管理系統(tǒng)；云計(jì)算；運(yùn)營管理；資源管理

0　引 言

云計(jì)算作為一種新的計(jì)算模式，著力改變傳統(tǒng)計(jì)算系統(tǒng)的占有和使用方式，從部署模式上可以分為公有云、私有云和混合云，從層次上可以提供三種不同的服務(wù)模式：SaaS（軟件即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）和IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)），IaaS服務(wù)提供基礎(chǔ)設(shè)施以虛擬機(jī)的方式為用戶提供所需的IT資源。在IaaS層次上，傳統(tǒng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器數(shù)量龐大，但是服務(wù)器利用率卻不理想，有的服務(wù)器平均利用率不到10%，有的服務(wù)器因訪問過量造成擁塞和崩潰。因此，數(shù)據(jù)中心資源遭到嚴(yán)重浪費(fèi)，且難以管理，隨著VMware EXSI、Microsoft Hyper-V和Citrix XenServer等虛擬平臺(tái)的成熟，建立虛擬化的云計(jì)算管理平臺(tái)可很好地解決上面存在的問題。

在國外，以Google、IBM、微軟等代表的云計(jì)算先進(jìn)企業(yè)，在云領(lǐng)域搶占了先機(jī)，并推出了具有代表性的云服務(wù)，國外的云平臺(tái)有CloudStack、OpenStack等，國內(nèi)有天云、華三“聯(lián)通”、華為等。

根據(jù)油田生產(chǎn)信息系統(tǒng)的深化應(yīng)用，油田已經(jīng)建成了私有云環(huán)境，為油田云化辦公提供了運(yùn)行平臺(tái)。系統(tǒng)采用“云組合交付”設(shè)計(jì)構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)油田生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)布的集中交付，降低IT資源總體成本，有效支持了油田生產(chǎn)業(yè)務(wù)。但是，隨著私有云用戶數(shù)量的逐步增加，為滿足統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一維護(hù)、統(tǒng)一管理的需求，需建設(shè)一套統(tǒng)一調(diào)度資源、監(jiān)控運(yùn)行情況、快速定位故障的云管理中心，以保證私有云的各項(xiàng)應(yīng)用更具時(shí)效性、連續(xù)性、安全性和嚴(yán)謹(jǐn)性。

1　云管理系統(tǒng)架構(gòu)

1.1理 念

私有云管理系統(tǒng)是一個(gè)能夠以較低成本運(yùn)營的虛擬化數(shù)據(jù)中心，在保證業(yè)務(wù)連續(xù)性、數(shù)據(jù)安全性和資源橫向擴(kuò)展以及縱向擴(kuò)展的要求下，能夠快速部署與開通業(yè)務(wù)系統(tǒng)到云計(jì)算生產(chǎn)系統(tǒng)域中，提高數(shù)據(jù)中心能源利用效率，逐步建成綠色數(shù)據(jù)中心。將云管理系統(tǒng)持續(xù)研究，逐步形成一個(gè)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一管理、覆蓋面廣、用戶規(guī)模大、技術(shù)架構(gòu)先進(jìn)、應(yīng)用功能強(qiáng)大以及有效支持生產(chǎn)業(yè)務(wù)的綜合性私有云環(huán)境。

1.2功能結(jié)構(gòu)及架構(gòu)

根據(jù)油田私有云整體解決方案的要求，云管理系統(tǒng)應(yīng)覆蓋門戶、運(yùn)營、資源和安全集成模塊，實(shí)現(xiàn)Agent、BPM、Billing、Monitor等多方面的管理?？傮w上說，管理系統(tǒng)具體需要滿足兩大功能，首先，其向下提供對(duì)物理設(shè)備（服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)）、資源（計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、軟件資源）的統(tǒng)一管理，監(jiān)控和部署調(diào)度，向上將抽象出的各類邏輯資源，通過服務(wù)交付的方式提供給不同類型的用戶，圖1為一個(gè)典型的管理系統(tǒng)架構(gòu)，主要由門戶管理、資源訂購管理、訂單管理、變更回收管理、服務(wù)目錄管理、資源管理、日志管理、消息管理、賬單管理、資源監(jiān)控、報(bào)表管理、自動(dòng)化配置管理、資源管理、用戶管理、鏡像管理、業(yè)務(wù)接口管理、安全管理及接口管理等功能服務(wù)組成。管理系統(tǒng)以業(yè)務(wù)網(wǎng)元的形式與BSS（業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通過雙向同步的方式保持用戶和訂購關(guān)系數(shù)據(jù)一致。

2　利用不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)模塊管理

2.1業(yè)務(wù)流程管理

工作流系統(tǒng)管理是運(yùn)營管理的工具，可對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行流程管理，管理員可以指定手動(dòng)節(jié)點(diǎn)、自動(dòng)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)流程服務(wù)于業(yè)務(wù)。

BPM是基于Spring Boot+Activiti 快速搭建的流程引擎，運(yùn)行于Tomcat 8中實(shí)現(xiàn)服務(wù)的聲明，當(dāng)有請(qǐng)求訪問時(shí)，會(huì)進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，業(yè)務(wù)處理時(shí)會(huì)調(diào)用Activiti相關(guān)JAR來進(jìn)行流程管理。通過BPM實(shí)現(xiàn)流程設(shè)計(jì)、部署和運(yùn)行的整個(gè)生命周期。除此之外，BPM提供了常用的接口，包括流程啟動(dòng)接口、任務(wù)查詢接口等。

用戶在云管理系統(tǒng)上填寫申請(qǐng)?jiān)浦鳈C(jī)訂單，確認(rèn)提交后在BPM模塊生成訂單流程，過程如下。

申請(qǐng)→公司管理員審批→云管理員審批→生成資源（系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行），如圖2所示。

2.2服務(wù)目錄管理

管理平臺(tái)將可提供的服務(wù)通過服務(wù)目錄的方式發(fā)布。服務(wù)目錄是一個(gè)重要的溝通工具，可以幫助調(diào)整客戶的期望，從而有助于客戶和服務(wù)提供者之間的流程整合。

圖1　管理系統(tǒng)架構(gòu)

圖2　BPM模塊訂單流程

云管理員通過云管理員門戶中的服務(wù)目錄管理模塊來創(chuàng)建、編輯、刪除服務(wù)目錄中的服務(wù)條款；云用戶通過云用戶門戶瀏覽整個(gè)服務(wù)目錄中的內(nèi)容，并進(jìn)行資源的申請(qǐng)。這不但為用戶提供了方便，同時(shí)也通過規(guī)范的服務(wù)為服務(wù)管理和系統(tǒng)穩(wěn)定帶來好處。

云平臺(tái)提供的服務(wù)目錄有：云主機(jī)、云磁盤、虛擬桌面、虛擬應(yīng)用。

2.2.1云主機(jī)

云主機(jī)套餐方案參數(shù)包含：CPU、內(nèi)存、可用性等級(jí)、價(jià)格等。其他參數(shù)包含：操作系統(tǒng)模板、使用期限、購買數(shù)量等?？蔀樵浦鳈C(jī)購買用戶提供不同平臺(tái)及版本的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、中間件等應(yīng)用環(huán)境可選項(xiàng)。

2.2.2云磁盤

云磁盤套餐方案參數(shù)包含：待掛載的云主機(jī)名稱、價(jià)格、數(shù)量（GB為最小單位）等。

2.2.3虛擬應(yīng)用和虛擬桌面

向用戶展示云平臺(tái)所提供的虛擬桌面和虛擬應(yīng)用，方便用戶按需選擇服務(wù)項(xiàng)目。用戶可選擇申請(qǐng)數(shù)量、申請(qǐng)應(yīng)用的類型，提交購買申請(qǐng)后，服務(wù)自動(dòng)交付或者經(jīng)由審批后自動(dòng)或手動(dòng)交付服務(wù)。

2.3企業(yè)計(jì)費(fèi)管理

計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是系統(tǒng)價(jià)值的體現(xiàn)工具，它幫助用戶詳細(xì)地了解自己的消費(fèi)情況，幫助管理員靈活制訂收費(fèi)方案。平臺(tái)可以按IT基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用資源的實(shí)際使用進(jìn)行計(jì)提費(fèi)用，計(jì)費(fèi)可以按照多種方式，如圖3所示。同時(shí)計(jì)費(fèi)也體現(xiàn)整個(gè)平臺(tái)的收益和價(jià)值。

圖3　企業(yè)計(jì)費(fèi)管理

IT管理可根據(jù)企業(yè)內(nèi)部IT成本及運(yùn)營核算模型對(duì)云資源池內(nèi)各用戶和公司進(jìn)行配額、產(chǎn)品服務(wù)目錄進(jìn)行定價(jià)等。通過計(jì)費(fèi)功能的使用，一方面體現(xiàn)IT部門的工作價(jià)值，另一方面為用戶提供資源服務(wù)的同時(shí)，提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量計(jì)費(fèi)服務(wù)。

2.4監(jiān)控告警管理

監(jiān)控系統(tǒng)是用戶和管理員的眼睛，它幫助用戶隨時(shí)查看資源的狀態(tài)，合理使用資源，幫助管理員在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題，并為解決問題提供支持。資源的整個(gè)生命周期都需要監(jiān)控，資源創(chuàng)建時(shí)就會(huì)加入監(jiān)控。

云平臺(tái)可根據(jù)運(yùn)維管理要求，預(yù)設(shè)各個(gè)監(jiān)控參數(shù)告警閥值?？蔀樵破脚_(tái)運(yùn)維人員提供虛擬機(jī)的故障報(bào)警、容量告警、存儲(chǔ)告警，提供事件的告警信息；可根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，分析系統(tǒng)的健康狀態(tài)，通過郵件、短信接口，及時(shí)反饋給運(yùn)維人員。

2.5傳感、效應(yīng)、代理管理管理

管理系統(tǒng)集成封裝了部分Studio和Director的功能。使用Agent提供的RESTful風(fēng)格API實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢計(jì)算機(jī)目錄、交付組和交付的應(yīng)用；為用戶分配桌面和應(yīng)用；取消用戶的應(yīng)用和桌面；查看會(huì)話狀態(tài)和記錄等功能。

通過在DDC服務(wù)器上執(zhí)行PowerShell腳本，調(diào)用Citrix提供的SDK和OData接口來執(zhí)行任務(wù)和獲取數(shù)據(jù)。然后通過SpringBoot框架整合數(shù)據(jù)并返回JSON格式的結(jié)果。

3　結(jié) 語

通過云管理平臺(tái)的建設(shè)對(duì)設(shè)備資源的池化進(jìn)行統(tǒng)一運(yùn)營管理，為應(yīng)用系統(tǒng)按需分配基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行更為專業(yè)地管理和優(yōu)化，更有利于資源的充分利用，從而提高整體資源利用率，降低信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施整體的運(yùn)行費(fèi)用。

主要參考文獻(xiàn)

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10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.18.029

TP393.09

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1673-0194（2016）18-0044-03

2016-08-02