1、中科云计算平台技术白皮书查乾LINGHANGTECHNOLOGIES CO.,LTD中科云计算平台技术白皮书查乾北京领航科技2014年04目录1. 云计算概述 42. 产品介绍 42.1 传统数据中心架构向云基础架构的变革！ 43. 应用领域 53.1云计算应用场景标准 53.2产品应用领域 63.2.1 电子政务领域 63.2.2 教育领域 63.2.3 医药医疗领域 63.2.4 制造领域 63.2.5 金融与能源领域 74. 功能特性 74.1 虚拟计算 74.2 融合存储 84.3 动态拓展 94.4 性能实时监测，故障报警 104.6 网络管理 114.7 在线迁移 114.8 业务
2、连续 124.9 资源调度 124.10 负载均衡 134.11 安全可靠，容灾备份 145. 产品优势 155.1 秒级获取 155.2 融合架构 155.3 定制性能 155.4 高扩展性 165.5 高可用性 165.6 高稳定性 165.7 易管理 165.8 定制镜像，快速部署 165.9 异地灾备 175.10 全面监控 176. 平台模块 176.1 云主机 176.2 云硬盘 186.3 云监控 186.4 云镜像 196.5 云安全 197. 系统硬件要求 207.1 系统总体要求 207.2 中科云计算基础设施设备要求 208. 价值与效益 218.1 价值 218.2 效
3、益 221. 云计算概述云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算能力，存储空间和信息服务，并且动态地分配、配置、部署及回收计算机资源，同时又能自动地管理资源，动态安装软件及应用。 云计算主要包括以下几个层次的服务：IaaS： 软件即服务PaaS：平台即服务SaaS：基础设施即服务云计算数据中心构建要点：云计算数据中心是一种资源调度的全新方式，这种方式是面向云服务进行统一规划设计，实现云计算要求的智能池化调度，需要完成以下目标：整合化：上层业务所需IT资源能够被尽可能多的整合到系统中；虚拟化：被整合的资源通过虚拟化技术构建成资源池，
4、应用多用可多取，少用可少取，用完释放；自动化：智能管理系统最优化的计算和配置资源，自动完成相关物理资源的调度，最经济、最有效的完成服务提供的任务。2. 产品介绍2.1 传统数据中心架构向云基础架构的变革！中科云计算平台具有数据中心物理资源、资源池、虚拟机的3层架构；数据中心的物理设备主要有服务器、存储设备、网络设备等，为虚拟化平台提供了最底层的物理资源。通过中科云计算对硬件设施进行虚拟化处理，形成虚拟层面的资源池系统，该资源池系统可按需为每一套应用系统提供基础IT资源-计算能力、存储能力和网络功能，快速适应动态变化的业务需求，实现“弹性”资源分配能力。通过统一的Web界面，可实现对整个数据中心
5、集中管理，包括虚拟机、资源池、数据中心等，从而为用户提供可靠、优质的计算服务！3. 应用领域3.1云计算应用场景标准要使云计算富有生命力，就必须能够解决用户的实际问题，我们通常称这些问题为业务难点与重点，只有解决了用户的实际问题，才能为用户带来明显价值。根据研究，以下应用模式和业务场景适合于云计算服务。第一类：支持动态组织和业务协同的应用。随着网络社区的出现，更多的松散组织也出现在人们的视野中。这些动态的组织方式，使企业在考虑IT系统时，要求其能够根据组织变化进行按需使用、快速部署和复制，云计算服务的特性正好与之相符。这一类典型的云计算应用包括在线office、协同OA、各类SNS中的协同服务
6、以及移动办公等。第二类：提供集中管理和集成共享的应用。云计算服务的宽带网络接入以及集中部署的特点为大集中管理模式提供了天然支撑，无论企业或组织机构的规模有多大，地点有多分散，其经营的业务都可以一目了然。这一类的典型云计算应用包括：集团ERP、集团财务预算系统、在线供应链管理等;也包括应用虚拟化、桌面虚拟化等IT管控大集中的应用。第三类：基于网络渠道和面向服务的应用。由于云计算服务的基础架构基于网络，是面向广大用户的按需应用，因此云计算服务很容易建立面向服务和互操作的信息平台。这一类典型的云计算应用有：在线CRM、电子商务、企业建站和各类信息查询平台等。第四类：需要大数据计算和存储能力的应用。通
7、过云计算技术，可为海量数据提供存储、分析、整理工具，提供数据接口、应用接口，使得各业务模块的数据能够使用海量数据平台的资源，包括存储和计算资源。这一类典型的云计算应用有：基于大数据量和复杂计算的实时数据采集、海量数据存储、建模分析和预测、多媒体服务及搜索服务等。3.2产品应用领域3.2.1 电子政务领域未来，云计算将助力中国各级政府机构“公共服务平台”建设，各级政府机构正在积极开展“公共服务平台”的建设，努力打造“公共服务型政府”的形象，在此期间，需要通过云计算技术来构建高效运营的技术平台，其中包括：利用虚拟化技术建立公共平台服务器集群，利用PAAS技术构建公共服务系统等方面，进而实现公共服务
8、平台内部可靠、稳定的运行，提高平台不间断服务能力。3.2.2 教育领域在未来，云计算将在我国高校与科研领域得到广泛的应用普及，各大高校将根据自身研究领域与技术需求建立云计算平台，并对原来各下属研究所的服务器与存储资源加以有机整合，提供高效可复用的云计算平台，为科研与教学工作提供强大的计算机资源，进而大大提高研发工作效率。3.2.3 医药医疗领域医药企业与医疗单位一直是国内信息化水平较高的行业用户，在“新医改”政策推动下，医药企业与医疗单位将对自身信息化体系进行优化升级，以适应医改业务调整要求，在此影响下，以“云信息平台”为核心的信息化集中应用模式将孕育而生，逐步取代各系统分散为主体的应用模式，
9、进而提高医药企业的内部信息共享能力与医疗信息公共平台的整体服务能力。3.2.4 制造领域随着“后金融危机时代”的到来，制造企业的竞争将日趋激烈，企业在不断进行产品创新、管理改进的同时，也在大力开展内部供应链优化与外部供应链整合工作，进而降低运营成本、缩短产品研发生产周期，未来云计算将在制造企业供应链信息化建设方面得到广泛应用，特别是通过对各类业务系统的有机整合，形成企业云供应链信息平台，加速企业内部“研发-采购-生产-库存-销售”信息一体化进程，进而提升制造企业竞争实力。3.2.5 金融与能源领域金融、能源企业一直是国内信息化建设的“领军性”行业用户，在未来3年里，中石化、中保、农行等行业内企
10、业信息化建设已经进入“IT资源整合集成”阶段，在此期间，需要利用“云计算”模式，搭建基于IAAS的物理集成平台，对各类服务器基础设施应用进行集成，形成能够高度复用与统一管理的IT资源池，对外提供统一硬件资源服务，同时在信息系统整合方面，需要建立基于PAAS的系统整合平台，实现各异构系统间的互联互通。因此，云计算模式将成为金融、能源等大型企业信息化整合的“关键武器”。4. 功能特性4.1 虚拟计算整合多种物理计算资源，通过中科云计算系统对其进行虚拟化处理，以提高整体运算能力和资源利用率，底层采用深度优化和定制的Linux操作系统环境，确保虚拟化平台稳定、高效运行。4.2 融合存储存储与计算融合，
11、充分利用服务器存储和计算资源，在保证数据高可靠性的情况下提供远优于传统SAN架构的扩展性和数据吞吐。存储分层，根据数据热度动态调整数据分布介质，最大化性能并充分利用底层物理资源。统一存储，完美支持块存储，对象存储，文件存储，具有良好通用性和扩展性。4.3 动态拓展支持数据中心资源动态调度，可根据业务压力随时调整虚拟机数量，在创建虚拟机时，系统会将虚拟机调度到有足够资源的主机上，让虚拟机充分、均衡的利用系统的物理资源，并且系统调度时可以将同一个用户下的虚拟机调度到不同的主机上，提高用户业务可靠性。在业务访问高峰时段，通过应用负载均衡，创建多个虚拟机共同承载并发访问量大的业务（如：公共资源平台）；
12、当高峰时段过后，释放其虚拟机资源运行其他业务，按需调整资源利用。当系统物理资源池出现资源不够时，可以动态的添加物理服务器，及时的补充计算，存储和网络资源，不影响已经运行的虚拟机。4.4 性能实时监测，故障报警主机、虚拟机资源（CPU、内存、磁盘、网络）运行状态进行实时监控，任何故障和警告（如：CPU达到临界值）都会通知管理员及时处理。4.6 网络管理可自定义虚拟机网络拓扑结构，动态绑定与释放IP资源。提供一个集中管理的虚拟网络，可自定义虚拟主机的专用网络或VLAN，提供私有云所需的各种网络配置，如子网、路由设置等。4.7 在线迁移多个节点间虚拟机在线迁移，且迁移过程中应用不间断，避免服务器故障
13、对业务产生影响。4.8 业务连续高可用性：故障主机上的虚拟机可在线迁移至另一台物理服务器；冗余网络：提供网络链路聚合功能，包括主/主、主/备等多种模式，可充分利用网络带宽，并确保业务连续性和网络可靠性。4.9 资源调度对CPU资源细粒度控制,可指定占用虚拟CPU核心数量，在操作系统支持的前提下可在线动态增减CPU核数；对虚拟机生命周期管理，包括新建、添加、删除、启动、停止、重启、资源释放和回收；对服务器内存的优化使用，可在有限的服务器内存资源中运行更多的虚拟机，避免因内存不足导致虚拟机无法运行。4.10 负载均衡可对多台云主机进行流量分发，扩展应用系统对外的服务能力，通过消除单点故障提升应用系
14、统的可用性。我们提供4层（TCP协议）和7层（HTTP协议）的负载均衡服务，您只需要点击鼠标便可拥有高性能的应用系统！4.11 安全可靠，容灾备份提供过安全可靠的备份机制，可保存虚拟机镜像文件进行集中存储，或者创建快照备份虚拟机业务数据，当虚拟机故障、失效影响业务正常运行时，可快速恢复到正常工作状态，当使用块存储（FC,ISCSI等）为虚拟磁盘存储时，支持对运行中的虚拟机创建快照，且恢复后的状态与创建快照时的状态完全一致。5. 产品优势5.1 秒级获取秒级启动速度，无论同时创建多少台虚拟主机，都可以在几十秒内完成。5.2 融合架构充分利用服务器上的计算，存储，网络资源，用户不用区分存储服务器和
15、计算服务器，不用单独购买存储服务器，整个系统通过中科分布式存储系统将服务器上的存储设备组成一个高性能，高扩展，高并发的分布式块存储池，有效的降低用户的部署成本，与此同时，由于降低云主机的I/O网络开销，显著的提升云主机的读写性能。5.3 定制性能可以根据用户的需求定制云主机的I/O读写性能，云主机的I/O读写性能高达20W I/OPS。5.4 高扩展性整个云计算系统可以根据用户的需求添加物理服务器，动态扩展计算，存储和网络资源，不会影响现有云主机使用。用户可以根据业务压力需求，动态的调整云主机数量，动态的删除和创建云主机。5.5 高可用性支持在线热迁移 (Live Migration) 技术，
16、在不中断业务的情况下完成故障转移，避免因物理主机故障或维护导致用户业务故障。实时备份功能允许用户随时对正在运行业务的云主机和云硬盘做快照操作。 5.6 高稳定性虚拟化基于中科云操作系统，中科云操作系统对开源操作系统Linux进行了大量的定制优化和问题修复，云主机I/O和网络性能较开源版本能够提升50%的性能，云主机能够以安全可靠的方式长期稳定运行。5.7 易管理通过基于浏览器的自服务界面，远程集中管理分布在不同数据中心的云主机，省心省力，可以随时进行创建，修改，重启，删除云主机等操作，查看云主机的状态，监控系统资源的使用情况。5.8 定制镜像，快速部署根据用户的需要定制云主机的镜像，镜像中可以
17、包含用户需要的软件和安装包，通过定制镜像启动后的云主机，用户无需再花费时间进行软件安装和配置。5.9 异地灾备用户可以根据需求，将云主机数据备份到同城或者异地数据中心去，最大程度的保护用户的数据。5.10 全面监控历史和实时监控主机CPU、内存、硬盘读写、网络流量等重要数据6. 平台模块6.1 云主机相当于现实世界的服务器，在云平台中，我们利用虚拟化技术，将大批服务器资源池化，您只需点击鼠标，选择期望的硬件配置、操作系统和网络配置，在短短几分钟内便可获得你需要的任意数量的云主机。您的云主机还可以实现在线升级、热迁移、重启、暂停、创建快照等多种功能，让您畅爽体验自助服务、弹性计算、动态扩容等云上
18、优势！6.2 云硬盘相当于物理世界的硬盘，在云平台中，我们利用存储虚拟化技术，为云主机按需提供多个块存储设备，他们独立于云主机的生命周期而存在，可挂载到任意运行中的云主机上，并可为这些云硬盘创建快照。6.3 云监控中科云提供最全面的云监控服务，您无需安装第三方监控平台便可轻松掌控整个云平台的资源使用情况，如CPU、内存、硬盘、网络等，无论是云主机、物理服务器还是云平台功能节点，只要出现任何异常情况，都将及时通知到您，让您免去后顾之忧！6.4 云镜像类似于物理世界的操作系统光盘，云镜像是带有各类操作系统的主机模板，云主机启动时就是利用这些云镜像。不管是Windows还是Linux，无论是32位还
19、是64位，我们统统支持；我们还可以协助您创建符合自身业务需求的定制化镜像。6.5 云安全类似于现实世界的防火墙，可为云主机提供额外的安全保障，支持TCP/UDP/ICMP 等多种协议，并可设定来源IP和端口范围，让您的云主机安全真正做到无懈可击！7. 系统硬件要求7.1 系统总体要求1. 支持多种操作系统：支持Windows、Linux操作系统；2. 网络接口：支持千兆及万兆以太网技术；3. 节能减排：符合中国环境标志认证和中国节能标志认证。7.2 中科云计算基础设施设备要求 CPU:1. 支持基于Intel VT /AMD-V以上X86指令集架构的处理器；2. 板内扩展能力：在同一主板上支持
20、多个CPU插槽，且在提供多个CPU插槽的同时支持用户选配CPU个数。 内存：1. 服务器的内存需要支持ECC纠错能力。可以使用UDIMM/RDIMM/LRDIMM三种类型；2. 单条内存容量为：4GB、8GB、16GB、32GB；可选通用接口标准：DDR3。3. 更多的内存有利于系统性能的提高，物理服务器中设定的虚拟机数量越多，需要的内存越多。 硬盘：1. 必须支持SATA或SAS等硬盘接口：硬盘控制器应为集成单通道SAS控制器或存储速度在每秒300M以上的控制器；服务器，特别是存储密集型服务器的实配硬盘个数应在2个以上，硬盘配置应在300GB/10000转以上，硬盘种类建议应为SAS硬盘，从
21、而保证服务器的磁盘性能。2. 支持RAID卡（内置或外插）可将硬盘组织为冗余磁盘阵列，提高服务器可用性。配置缓存的RAID卡可同时提高冗余磁盘阵列性能。支持RAID 0/1/5/6/10，缓存容量512M以上，支持电池保护或超级电容保护。 网络：1. 支持1Gbps/10Gbps带宽；2. 支持基于网络芯片硬件的数据传输或交换加速功能，例如TOE、SR-IOV等技术；3. 网络端口聚合功能，满足系统对于网络带宽的需求，同时可以提高系统可用性；4. 网络端口故障切换功能，满足系统高可用性需要。8. 价值与效益8.1 价值通过云计算可将IT资源进行集中化和标准化，这样就为政府、企事业单位、教育等多
22、领域的IT运行环境带来了无法估量的价值，具体表现在：1） 通过整合服务器、动态调整资源及虚拟化存储技术，就可使信息化部门用小规模的硬件部署来完成同级别或更高级别的服务，从而大大提升业务价值，同时提升服务器效力。2） 用云计算来构建IT运行环境后，系统运行环境会更加集中简洁，再加上存储、网络及服务器的自动化操作，将大幅度减少运行时的人为差错。3） 通过购买更少的硬件设备及软件许可，大大降低采购成本，通过自动化管理迅速降低系统管理员的工作负荷，这就意味着降低了IT环境构建时的投入及运维成本。总之，“云计算”通过技术手段把计算和存储作为服务加以提供，提供了高附加值的服务；“云计算”打破现有机房的空间局限，在更小的空间内提供了更多的服务能力；同时，“云计算”带给用户更好的交互体验，降低了用户使用成本，提升了用户满意度及忠诚度。总结价值如下： 1)提高数据中心服务器资源整体利用率 2)保障各业务访问的连续性和高可用性，以及数据安全 3)新信息化应用快速部署上线，提高对外应用服务质量 4)简化管理，方便日常维护 5)减少数据中心长期运营维护成本 6)建立高弹性的IT架构，适用未来新应用的扩展和变化需求8.2 效益
