云计算资源池在电力信息化中的应用

2018-04-16国家电网有限公司于晓辉

电子世界 2018年22期

关键词：小型机计算资源虚拟化

国家电网有限公司于晓辉

国网辽宁省电力有限公司大连供电公司吴江宁姜学朴阎德武

云计算是IT产业发展的大趋势，对于电力信息化发展的影响日益突出。随着发展，云计算资源池的概念兴起。本文对云计算资源池做简要的介绍，针对云计算资源池在电力信息化中的应用进行探讨。

随着云计算概念的到来，信息技术行业受到了较大的冲击，云计算在企业私有云环境的影响下落地也成为了企业共同面对的难题。随着发展，云计算资源池逐步成为了第一个能在企业私有云环境中完整落地的新型应用方式。

电力企业的主要业务是建设运营电网，保证电力供应的安全化、经济化、清洁化、可持续化，发展方向日益趋向于标准化、集团化以及产业化。集团化要求企业在生产、销售和售后等环节达到较高的要求。所以，数据能够及时被分析和储存越来越重要。

一、资源池在云计算中的定义

云计算服务可以划分为基础设施级、平台级和软件级这三个级别的服务类型。大型的企业主要是以虚拟化的技术组建资源池，通过资源池满足所有业务的资源需要来体现云计算的应用，体现出灵活分配和扩展富有弹性的特征，能够提高资源的应用效率。

二、电力信息化建设中建设云计算资源池的目的

电力企业在初步尝试云计算资源池建设时，是以互联网企业云计算资源池建设为参考的。但是通过实践发现大型电力企业与互联网云计算资源池的建设是存在较大区别的。主要原因是互联网企业的规模较大但是模式单一，而大型电力企业的IT基础设施的环境具有复杂性，在云计算资源池建设过程中不得不充分考虑结构问题。因此，大型电力企业不能按照单一的X86虚拟化概念进行云计算资源池的建设。大型电力企业建设资源池并不是一蹴而就的，它的复杂性决定了资源池建设需要经历长时间的考验。

三、云计算技术在电力信息化发展中的运用

由于电力企业数据具有复杂性，云计算资源管理系统能通过运用虚拟化技术将物理设备转换为能够实现高度共享的资源池，从而能够对资源有一个高效的统一管理，提供给企业提供资源、管理虚拟机、动态调配资源、计算分析资源使用的服务。电力企业提供云计算资源管理平台，能够实现自主按照业务应用需求提供资源、镜像管理统一化、运行环境具有弹性等。

建设云计算资源池能够对资源进行统一的管理，按照实际需求调度和分配资源，有效的提高了资源的利用率，软件和硬件的整合也得到优化。镜像管理的统一化提高了镜像文件的存储效率、定位速度、和管理版本的性能，使得复杂的镜像管理简单化，支撑应用复制过程。利用云计算技术还可以加快部署速度，为各类业务应用做资源供给的服务，支撑灾备演练、灾备切换等重要流程。云计算资源管理系统可以根据实际业务应用的负载状况，做出业务应用集群的弹性收缩，使得业务应用有一个安全可靠的运行环境，从而大幅度提高接管灵活性。并且，云计算资源管理平台能为电力企业提供一个在虚拟环境下的监控数据，主要体现为发现虚拟化构架，监控物理资源、虚拟化资源和配置等。

四、电力企业云计算资源池的建设

因为电力信息化发展中建设云计算资源池具有复杂性，所以无法用一个指标来评价资源池的优劣。本文通过资源池五个组成部分对其整体进行分析。

（一）X86虚拟化

我们以X86虚拟技术中的VMware为例，它能够将X86物理机转变为虚拟机，虚拟化平台实现了业务中涉及的软件和硬件不需要直接绑定，并且虚拟机的创建、销毁以及变更更为方便，X86虚拟化技术一定程度上体现了X86结构的柔韧性。

但是，X86虚拟化绝对不能代表整个云计算资源池建设，它只是整个建设过程中跨出的第一步。在建设中建设者往往会遇见各种各样的问题，主要体现为硬件与虚拟化软件的不兼容、储存设备发生故障、X86虚拟化环境下业务应用效果不佳等。从技术方面来看，X86技术提高虚拟机的适用性主要是通过共享储存实现的，储存资源的开销量直接影响计算资源的效率，IT基础设施引入虚拟化平台会舍得真个构架变得复杂，所以，存储器、网络、服务器以及软件之间的联系尤为紧密。从运用资源方面来看，较多的电力企业通过X86虚拟化平台建设之后只是以独占虚拟主机的方式代替独占物理主机的方式，而资源的流转并没有得到改善。并且，物理机在X86虚拟机中的运用具有较高要求，较多单位通过采购服务器进行资源池建设，这导致无法高效率的运用遗留的软件、硬件资产，这一问题突出体现在大型电力企业中。

因此，X86虚拟化的建设阶段仅仅为电力企业云计算资源池建设最基础的阶段。

（二）通过硬件池支撑的硬件资源交付

对于电力企业来讲，X86虚拟化只是做到X86服务器池化，但是因为电力企业业务具有复杂性，一次性将业务全部转移到X86虚拟池是不科学的，并且建设过程中遗留的物理服务器和小型机等仍然需要有一个较长时间的存在。因此，电力企业在云计算资源池建设过程中还要做到物理机和小型机的池化。

电力企业云计算资源池建设的第二阶段与第一阶段相比，主要突出体现于硬件设施的柔韧性。

在大型电力企业中，物理机池与小型机池是必不可少的。在安装网络和主机实现自动化技术成熟的条件下，X86物理服务器能够根据用户的具体需求进行安装，使得X86物理服务器的管理效果相似于虚拟机池；对于小型机，可以通过小型机自主的虚拟化技术达到动态分配的目的。不过，因为X86物理服务器受到自动化能力不强的局限以及小型机具有封闭性的特征，物理机和小型机的池化无法达到X86虚拟池的同一水平。

资源的配比是储存、服务器以及网络的关联设计最关键的考虑方向。做到服务器池化是资源池建设工程中的一个新挑战。比如，由于存储的开销量在X86虚拟池中变大，计算资源与储存资源的配比要尤其注意。在实际中，可以实现由一台集中式储存设备支持一百五十台物理机进行虚拟化工作，因为储存性能不够高而引起虚拟化性能下降的案例很多。另外，云计算资源池中，虚拟机会在物理主机之间迁移，这就需要有一个具备较高的适应动态能力的网络环境为虚拟机间网络联通能不中断做保障。为了实现电力信息化发展工程中大规模的云计算资源池建设，必须要充分考虑存储、服务器和网络之间的关联问题。

在第二阶段的云计算虚拟池建设，硬件设备变得尤其复杂，因此必须要建立一个统一的管理系统。这一阶段的虚拟池管理系统要做到能够管理混合的环境和硬件装备的交付。比如，业务1需要两台预装VMware系统的虚拟机和两台预装AIX系统的小型机，它们必须存在在同一个WLAN环境中，并且小型机必须有储存卷挂载，这样的环境具有复杂性，需要云计算资源池管理系统自行组建。并且，云计算资源池管理系统要求具有一定调度能力，为资源能够充分运用做保障。在第二阶段的云计算资源池，能够做到对所有的硬件服务实现交付。

（三）面向运用的硬件、软件资源装配

云计算资源池建设第三阶段与第二阶段相比，第三阶段增加了软件安装与交付的能力。云计算资源池管理系统能够实现对指定的软件或者硬件交付。例如，业务1交付预装了Linux系统与WebLogic中间件的两台虚拟机，并且集群配置两个WebLogic；交付两个预装AIX系统与Oracle数据库的小型机，并且以RAC模式配置Oracle数据库。这一阶段扩充了云计算资源池的服务范围。

虽然此阶段相比于第二阶段的提升幅度较小，但是此阶段是根据企业平台软件建设标准化建设的。平台软件通常是通过脚本实现安装交付的，一旦出现平台软件不标准的问题，极易引发脚本泛滥从而导致管理失控的严重现象。因此，平台软件做到标准化是实现平台软件服务化的重要前提。

第三阶段是当先允许的技术条件下，电力企业能够在云计算资源池建设中达到的最高级别。

（四）通过软件池支撑的硬件、软件资源交付

第四阶段实现了软件资源的池化，强化了平台软件的柔韧性。在上一阶段，软件的交付还是依赖于安装脚本，这一阶段的主题则是达到平台软件自主实现调度。比如说数据库池能够同时通过给多个业务数据服务，并且按照不同业务的负载实况自动调配数据资源，软件资源实现具有流动性的特征。平台软件在软件池中能够实现彻底的服务化，用户可以直接受到平台软件的服务。

（五）富有弹性的应用软件交付

电力企业云计算资源池建设的第五阶段主要目标彻底实现软件和硬件结构的弹性。资源弹性这一概念较难实现，在电力企业云计算资源池建设过程中经过长时间的数据累计以及大量的实践经验，才能做到调度资源弹性化以及在生产中高效应用。

并且，大型电力企业实现业务应用标准化并非易事，需要电力企业做长时间建设，而业务应用实现标准化又是在实现资源流动过程中尤其重要的阶段。在第四阶段，云计算资源池的建设基本完成，企业的经济收益水平能够到达一个新高度；数据库基本上可以实现自动管理，运行维护成本大幅度降低。从而电力企业的业务创新能力、竞争能力都有显著的提升。