基于數(shù)據(jù)中心管理技術(shù)的分布式云平臺(tái)系統(tǒng)的架構(gòu)與建設(shè)研究

唐 茂

(黑龍江省科技資源共享服務(wù)中心，哈爾濱 150001)

云計(jì)算是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要組成部分，而云計(jì)算程序一般都存在于單個(gè)的云數(shù)據(jù)中心，程序只能處理一部分?jǐn)?shù)據(jù)的計(jì)算，一旦需要有多個(gè)數(shù)據(jù)中心之間的信息傳輸與數(shù)據(jù)分享、管理等，云計(jì)算程序的完成度并不高，且運(yùn)算效率低下，對(duì)能源的消耗較大。因此，分布式云平臺(tái)系統(tǒng)的架構(gòu)與建設(shè)已成為當(dāng)前云計(jì)算技術(shù)發(fā)展的重中之重。良好的數(shù)據(jù)中心管理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)、不同時(shí)間內(nèi)的信息數(shù)據(jù)資源的整合，將數(shù)據(jù)與信息統(tǒng)一化管理，有利于提高云計(jì)算的工作效率，節(jié)約社會(huì)資源。

1 數(shù)據(jù)中心的發(fā)展歷程

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，包含了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及相關(guān)配套、通信鏈接、設(shè)備管控、設(shè)備安裝維護(hù)等。上世紀(jì)90年代，數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)僅為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，到了21世紀(jì)初期就發(fā)展成為云數(shù)據(jù)中心了，而由云計(jì)算發(fā)展而來(lái)的分布式云平臺(tái)便已在以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)的系統(tǒng)上開(kāi)始發(fā)展了。

1.1 單體云數(shù)據(jù)平臺(tái)優(yōu)勢(shì)

單體云數(shù)據(jù)平臺(tái)是一種新型數(shù)據(jù)平臺(tái)，相比于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，單體云數(shù)據(jù)有別于傳統(tǒng)模式，是一種全新的管理框架模式。單體云數(shù)據(jù)平臺(tái)的能源利用率相比于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心具有優(yōu)勢(shì)，其可以應(yīng)對(duì)大規(guī)模的信息處理任務(wù)。云計(jì)算相比較來(lái)說(shuō)更加安全有效，而單體云數(shù)據(jù)平臺(tái)的操作與管理模式更加方便，用戶(hù)不但可以在短時(shí)間內(nèi)獲取大量數(shù)據(jù)信息，更能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一調(diào)配與管理，大大節(jié)約了數(shù)據(jù)中心的能源開(kāi)支與人工開(kāi)支。

1.2 單點(diǎn)云平臺(tái)服務(wù)缺陷

過(guò)去，云平臺(tái)服務(wù)都是針對(duì)單個(gè)區(qū)域或群體進(jìn)行服務(wù)的，但是隨著經(jīng)濟(jì)、信息全球化的深入發(fā)展，單點(diǎn)云平臺(tái)服務(wù)的缺陷也正在逐漸顯露出來(lái)。由于單點(diǎn)云平臺(tái)使用的網(wǎng)絡(luò)寬帶費(fèi)用較高，當(dāng)各個(gè)區(qū)域、平臺(tái)的數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的數(shù)據(jù)集中在一起后，平臺(tái)的數(shù)據(jù)量大量增加，難以降低運(yùn)行成本和費(fèi)用。另一方面，大量的數(shù)據(jù)匯合，使得平臺(tái)很難保證為用戶(hù)提供高效便捷的服務(wù)，甚至在一些內(nèi)容的傳輸方面會(huì)大大降低用戶(hù)的體驗(yàn)。而且，在大量數(shù)據(jù)涌入平臺(tái)后，形成繁雜的工作量需要大量的人工成本投入進(jìn)行管理與維護(hù)，變相增加了運(yùn)營(yíng)成本。在這種情況，分布式云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。不同層級(jí)的數(shù)據(jù)如果不能進(jìn)行統(tǒng)一的管理與運(yùn)營(yíng)，數(shù)據(jù)之間的傳輸與調(diào)用就無(wú)法進(jìn)行協(xié)調(diào)，這大大影響了平臺(tái)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。而分布式云平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息管理與調(diào)度的統(tǒng)一，提高數(shù)據(jù)的綜合利用率，同時(shí)也可以提高管理工作的效率。

1.3 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的不足

數(shù)據(jù)中心是一個(gè)為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┗A(chǔ)設(shè)施和相關(guān)服務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng)，其提供了巨大的便利性，加快了人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程。但是，近年來(lái)，數(shù)據(jù)中心的發(fā)展并沒(méi)有隨著社會(huì)的飛速發(fā)展而進(jìn)步，其明顯存在一些弊端和不足。數(shù)據(jù)中心對(duì)能源需求高，但對(duì)資源的利用率沒(méi)有得到優(yōu)化，能源消耗較大。數(shù)據(jù)中心的維護(hù)費(fèi)用和成本較高，使用時(shí)間越長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用就越多，且平臺(tái)的的支撐性較差。這些傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的弊端，嚴(yán)重影響了其業(yè)務(wù)的發(fā)展和進(jìn)步。

2 基于專(zhuān)業(yè)角度對(duì)分布式云平臺(tái)架構(gòu)的闡述

分布式云平臺(tái)的架構(gòu)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的單體式架構(gòu)不同，這是一種由多個(gè)單體的數(shù)據(jù)中心組成的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。這種新型結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)不在于單個(gè)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)信息處理能力和運(yùn)行效率，而在于將所有單個(gè)數(shù)據(jù)中心進(jìn)行科學(xué)、合理、高效地資源配置，將多個(gè)數(shù)據(jù)中心結(jié)合起來(lái)。在管理方面，分布式云平臺(tái)采用的是中心管理模式，采用跨數(shù)據(jù)中心管理將所有數(shù)據(jù)資源進(jìn)行處理，維持系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)這樣的方式，多個(gè)數(shù)據(jù)中心的信息可以得到優(yōu)化管理配置，一方面提高了信息數(shù)據(jù)傳輸交換效率，讓用戶(hù)得到了更好的體驗(yàn)，另一方面也解決了數(shù)據(jù)的延遲問(wèn)題，整體提高了平臺(tái)的運(yùn)行效率。使用分布式云平臺(tái)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的管理，可以高效深入地分析出單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行成本及開(kāi)支，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、整理、備份等工作。

3 分布式云平臺(tái)DCaaS服務(wù)的發(fā)展

云數(shù)據(jù)中心的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)與要求在不斷提高，越來(lái)越多的用戶(hù)希望得到多種管理和平臺(tái)的良好服務(wù)，而分布式云平臺(tái)就可以提供全新的服務(wù)模式。相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)模式，分布式云平臺(tái)可以突破單體云數(shù)據(jù)的制約，同時(shí)提供多種服務(wù)內(nèi)容。DCaas可以實(shí)現(xiàn)資源的合理分配和利用，可以將差異化架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)與管理。

4 分布式云平臺(tái)管理技術(shù)探討

4.1 以MaaS為基礎(chǔ)的管理技術(shù)

從DCaas服務(wù)出發(fā)，需要一種可以將多種服務(wù)集中于一體的管理體系，這就是以MaaS為基礎(chǔ)的管理技術(shù)存在的意義。這種服務(wù)管理技術(shù)可以將系統(tǒng)中分散的信息和系統(tǒng)進(jìn)行整合，將多系統(tǒng)統(tǒng)一為一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一化管理。在運(yùn)用這種技術(shù)后，分布式云平臺(tái)的服務(wù)管理效率將大大提高，而且服務(wù)的功能更加集中。系統(tǒng)運(yùn)行邏輯包含兩個(gè)方面，一方面是要滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行的分權(quán)分區(qū)域高效管理，另一方面是將平臺(tái)中所有能夠收集的資源與數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整理與管理，提供運(yùn)行和維護(hù)方面的基礎(chǔ)支持。傳統(tǒng)云平臺(tái)在運(yùn)營(yíng)時(shí)如果需要提供對(duì)外方面的服務(wù)，就需要對(duì)整個(gè)運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行調(diào)整來(lái)保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和流暢性，因此平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)時(shí)需要使用良好的構(gòu)建方式。

4.2 MaaS服務(wù)的關(guān)鍵性技術(shù)

MaaS服務(wù)的關(guān)鍵性技術(shù)就是系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化，因?yàn)樵诜植际皆朴?jì)算中心進(jìn)行運(yùn)行是數(shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)功能越來(lái)越重要。為了應(yīng)對(duì)繁多的數(shù)據(jù)和用戶(hù)需求，MaaS服務(wù)需要發(fā)展其關(guān)鍵性的技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)云平臺(tái)面臨的挑戰(zhàn)。分布式云數(shù)據(jù)中心內(nèi)包含了繁雜的數(shù)據(jù)信息與服務(wù)請(qǐng)求，也擁有著眾多的服務(wù)資源，這些資源中的絕大部分都規(guī)模不小，且都是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，在系統(tǒng)維護(hù)過(guò)程中很難使用人工方式進(jìn)行作業(yè)，而且人工篩選數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)工作的效率也很難得到提高。因此，在分布式云平臺(tái)維護(hù)與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，必須使用自動(dòng)化技術(shù)。自動(dòng)化技術(shù)主要包含兩個(gè)方面，一方面是服務(wù)器自動(dòng)化，這方面的自動(dòng)化技術(shù)也由幾個(gè)部分組成。首先，要對(duì)服務(wù)器硬件設(shè)施進(jìn)行統(tǒng)一的管理。在系統(tǒng)上安裝相應(yīng)的軟件便于統(tǒng)一管理與操作，尤其是對(duì)于一些跨操作系統(tǒng)的服務(wù)器，只有安裝了相應(yīng)的軟件才能展開(kāi)統(tǒng)一、高效的管理工作。此外，在軟件安裝時(shí)還要對(duì)服務(wù)器進(jìn)行檢查，查看是否存在基線(xiàn)偏移和網(wǎng)絡(luò)方面的配置問(wèn)題。另一方面，數(shù)字中心的自動(dòng)化就是網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化，這部分也包含了幾個(gè)內(nèi)容：①首先要對(duì)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行信息收集和系統(tǒng)檢查，做好前提的準(zhǔn)備工作是各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)；②下發(fā)自動(dòng)型的防火墻策略，一旦出現(xiàn)問(wèn)題自動(dòng)報(bào)警；③服務(wù)器設(shè)備變更后，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行修正和信息的收集，確保信息的準(zhǔn)確性；④在每部服務(wù)器設(shè)定一個(gè)安全回退機(jī)制；⑤在設(shè)備設(shè)立好后整體對(duì)所有服務(wù)器設(shè)備進(jìn)行檢查。

5 結(jié)語(yǔ)

分布式云平臺(tái)架構(gòu)的發(fā)展影響了很多相關(guān)行業(yè)和企業(yè)的發(fā)展，如工業(yè)4.0達(dá)到了電氣領(lǐng)域的一次革命。分布式云平臺(tái)的架構(gòu)發(fā)展促進(jìn)了智能工廠(chǎng)領(lǐng)域的快速發(fā)展，在更加科學(xué)與便捷的技術(shù)管理與運(yùn)行下，智能生產(chǎn)與加工行業(yè)可以達(dá)到完全的智能化，這種技術(shù)可以大大降低人力成本，同時(shí)加快生產(chǎn)進(jìn)程，節(jié)約時(shí)間成本，促進(jìn)社會(huì)資源的合理配置，加速社會(huì)發(fā)展與變革。同時(shí)，在運(yùn)用了分布式云平臺(tái)技術(shù)后，企業(yè)的數(shù)據(jù)分析與管理工作將會(huì)得到大幅度的提高，通過(guò)云數(shù)據(jù)計(jì)算，企業(yè)可以得到最佳的資源配置方案，大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，直接增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，造福社會(huì)。