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云计算数据中心的建设及监理工作要点
中国软件评测中心 赵万 吴兰英
云计算数据中心是支撑云服务实现用户转变到客户的数据中心，是一系列新技术集中应用和面向业务服务运营管理的集中体现.云计算数据中心采用虚拟化、自动化、并行计算、安全策略以及能源管理等新技术，解决目前数据中心存在的成本增加过快和能源消耗过度等问题；通过标准化、模块化、动态弹性部署和自助服务的架构方式实现对业务服务的敏捷响应和服务的按需获取。
1、云计算数据中心的构成
云计算数据中心本质上由云计算平台和云计算服务构成。云计算服务包括通过各种通信手段提供给用户的应用、软件、工具以及计算资源服务等；云计算平台包括用来支撑这些服务的安全可靠和高效运营的软硬件平台。通过云计算平台将一个或多个数据中心的软硬件整合起来,形成一种分层的虚拟计算资源池，并提供可动态调配和平滑扩展的计算、存储和网络通信能力，用以支撑云计算服务的实现.
云计算服务是云计算中心的外在实现，包括互联网（Internet）、应用软件(SaaS）、系统平台（PaaS）和计算资源（IaaS）等服务，其特点是无需前期投资、按需租用服务、获取方式简单以及使用安全可靠等,可以满足不同规模的用户根据需要动态地扩展其服务内容.
云计算平台是云计算中心的内部支撑，处于云计算技术体系的核心.它以数据为中心，以虚拟化和调度技术为手段，通过建立物理的、可缩放的、可调配的、可绑定的计算资源池,整合分布在网络上的服务器集群、存储群等，结合可动态分配和平滑扩展资源的能力，提供安全可靠的各种应用数据服务.
2、云计算数据中心的实施过程
云计算数据中心的实施不是一个简单的软硬件集成项目,在实施之前需要谨慎评估和整体规划,充分考虑云计算数据中心的管理模式，并将未来的运营模式纳入到整体规划中，这样才可以充分发挥云计算平台作用。
结合对云计算中心用户需求的调研和国外的实施经验，目前云计算数据中心基础架构实施主要分为以下5个阶段:
1)规划阶段:要将云计算中心建设作为战略问题来对待，管理高层要给予极大的重视和支持，并明确每一阶段所要实现的目标，从业务创新和IT服务转型的高度进行规划和部署。
2) 准备阶段：根据本行业特性，充分了解用户采用云计算数据中心想要获得的服务与应用需求,并对云计算平台进行充分的评估，选择合适的技术架构。同时充分考虑系统扩展和迁移的可操作性,保证基础设施平台技术的连续性和核心业务的连续性。
3) 实施阶段：资源虚拟化是云计算中心的基础，通过构建支持异构平台的虚拟化平台，可以满足安全性、可靠性、扩展性和灵活性等各方面的服务要求。
4） 深化阶段：在实现平台架构虚拟化的基础上,还要实现各种资源调度和分配的自动化，为全面管理和自助服务打好基础。
5） 应用和管理阶段：云计算的基本特征是开放性，云计算平台应能提供标准的API实现与现有应用兼容.所有的应用移植是渐进过程，云计算基础架构要很好的支撑核心应用,而并不仅仅是新增的需求.同时,云计算平台建设是个闭环的过程,需要进行不断地改进。
3、云计算数据中心的关键技术
云计算数据中心的建设融合了很多新的技术，主要包括以下几个方面。
1） 虚拟化技术
虚拟化技术的应用领域涉及服务器、存储、网络、应用和桌面等多个方面，不同类型的虚拟化技术从不同角度解决不同的系统性能问题.
服务器虚拟化对服务器资源进行快速划分和动态部署，从而降低了系统的复杂度，消除了设备无序蔓延，并达到减少运营成本、提高资产利用率的目的。
存储虚拟化将存储资源集中到一个大容量的资源池并进行统一管理，实现无需中断应用即可改变存储系统和数据迁移，提高了整个系统的动态适应能力。
网络虚拟化通过将一个物理网络节点虚拟成多个节点以及将多台交换机整合成一台虚拟的交换机来增加连接数量并降低网络复杂度，实现网络的容量优化。
应用虚拟化通过将资源动态分配到最需要的地方来帮助改进服务交付能力，并提高了应用的可用性和性能。
云计算数据中心基于上述虚拟化技术实现了跨越IT架构的全系统虚拟化，对所有资源进行统一管理、调配和监控，在无需扩展重要物理资源的前提下，简单而有效地将大量分散的、没有得到充分利用的物理资源整合成单一的大型虚拟资源,并使其能长时间高效运行，从而能源效率和资源利用率达到最大化。
2） 弹性伸缩和动态调配
弹性伸缩可以从纵向和横向两个方面考虑.纵向伸缩性是指在同一个逻辑单元内增加资源来提高处理能力,如:在现有服务器上增加CPU或在现有的RAID/SAN存储中增加硬盘等;横向伸缩性是指增加更多逻辑单元的资源，并整合成如同一个单元在工作。
动态调配是根据需求的变化,对计算资源自动地进行分配和管理,实现高度“弹性”的缩放和优化使用,而使用者不介入具体操作流程.
3) 高效、可靠的数据传输交换和事件处理
数据传输交换和事件处理系统是云计算中心的消息和数据传输交换枢纽,不能仅采用组播协议来追求速度，也不能仅采用TCP来追求可靠性，而需要结合多种协议的优势，有效控制分布在网络上的众多组件之间的数据流向，保证数据通道的畅通性、信息交换的可靠性和安全性.同时，为了满足系统应用的多样性和业务实时性要求，设计中也要考虑点对点、点对多点、多点对多点等多种连接方式。
4） 海量数据的存储、处理和访问
分布式海量数据存储系统包括分别用来处理结构化和非结构化数据的分布式数据库和分布式文件存储两个子系统，以及一系列兼容传统数据库和存储产品的适配工具，保证在不同环境下实现海量数据的存储、访问、同步以及实时迁移、复制、备份等功能.
5）智能化管理监控和“即插即用"式的部署应用
智能管理监控系统结合事件驱动及协同合作机制，实现对大规模计算机集群进行自动化智能的管理,它不仅负责对所有服务器上运行的软件服务提供自动部署、自动升级、自动配置、可视化管理和实时状态监控,而且还会根据环境和需求的变化或异常情况的出现,对其进行动态调度和自动迁移。同时在系统层面上对整个分布式集群的每个组成部分，无论硬件还是软件，真正实现实时的、全自动化的“即插即用”式管理。
6） 并行计算框架
并行计算框架就是在整合大规模服务器集群的基础上，结合设计完整的网格计算框架,保证不同节点及单个节点不同进程间的协同工作能力，从而把分散的IT基础设施用结构化的方式整合在一起，实现高可靠、高性能的强大数据处理和计算分析能力。系统根据计算任务需求和相关的数据，自动安排和处理支撑分布式计算所需的复杂工作，解决诸如商业智能、经营分析、日志分析等各种需要强大计算能力的复杂IT问题。
7）多租赁与按需计费
多租赁就是采用SLA设置手段,根据实际业务特点和需求，通过自定义策略对整个系统的性能和安全性进行优化配置，从而在不同的粒度上对系统所提供的资源进行处理，形成面向不同用户、不同使用目的、表现形态各异的特性服务.
按需计费是在资源统一调配基础上，通过监控管理机制保持对用户资源使用情况的跟踪和记录并实时反馈，以此实现用户资源使用的计量和服务的付费,节省大量的建设费用和运维管理成本。
4、云计算数据中心建设中监理工作要点
作为信息工程的监理,在云计算数据中心建设项目的监理过程中,云计算平台基础设施构架体系、产品选择、技术实现和评价指标体系等是需要考虑的重要内容。我们不仅要对实施过程进行跟踪，更要发挥信息化咨询顾问的角色,对云计算数据中心的资源运行效能、监控管理机制和服务交付流程等关键指标，给出相应的验收标准和规范.
监理在云计算数据中心建设项目应重点关注一下内容:
1）基础架构体系的转变
云计算数据中心与传统数据中心的基础架构体系有较大的不同，它可能是多个数据中心的整合，形成一个统一的云计算中心；同时数据中心内部也不仅仅是独立物理硬件和软件系统的简单集成，而是各组件整合形成统一的分层的虚拟化资源池，实现设备资源更高的利用率。同时,采用面向服务的体系结构，将应用程序的不同功能单元（服务）以统一和通用的方式进行交互，使信息系统的使用和管理更加细化。
2）产品的变化
云计算数据中心的产品构成不仅仅是网络设备、服务器、存储系统、操作系统、中间件等,还需要各类平台下的虚拟化软件、自动化迁移/调度系统、资源监控/分配系统、计量/计费系统以及自服务系统等相关产品,同时部分功能还需要进行定制化开发。
3）多种技术的融合
云计算数据中心的建设涉及云网络、虚拟化、网格技术、并行计算、存储技术、资源监控/计量、自动化部署/迁移以及自服务门户等技术领域，按照传统的集成实施项目进行监理工作，难以把握项目的整体完成度和应用效果，必须对项目所采用的技术全面了解，才能达到实质性监理的目的。
综上所述，我们只要充分理解云计算数据中心的建设思路、总体构架、关键技术以及核心产品，就可以在项目建设的各个阶段，掌控主要的建设内容和指标,发挥实质性监理的作用,辅助建设方实现项目目标。
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