私有云计算平台建设解决方案Word格式文档下载.docx
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f）安全体系
在私有云当中，具有完整的安全体系，包括物理资源、虚拟化平台、系统安全、应用安全和用户访问安全，每个层次都有相关的安全监控和控制，确保最终用户的应用运行稳定可靠。
g）集成
私有云当中可以集成其它更多的功能，以达到更好的服务效果。
如服务级别管理，提供更好的服务质量。
容量管理，为私有云的服务能力和扩展趋势作出建议。
计量和收费真，正实现按使用付费。
2.1虚拟化数据中心参考架构
2.1.1虚拟化数据中心蓝图
图-虚拟化数据中心
如图“图-虚拟化数据中心“所示，在整个虚拟化数据中心当中包括了虚拟化平台，虚拟化数据中心管理，虚拟化数据中心备份，虚拟化数据中心运维，虚拟化数据中心安全，总共5个组成部分。
通过对每个组成部分的功能进行详细划分，我们可以得到虚拟化数据中心的参考架构图（图3.8虚拟化数据中心架构图）。
图-虚拟化数据中心架构图
虚拟化平台：
虚拟化数据中心的基础和应用运行平台，实现所有计算资源的池化，能够实现共享、动态、集中监控、集中管理、扩展和高可用的特性。
虚拟化数据中心管理：
虚拟化数据中心的管理平台不但可以实现对底层基础架构的管理，同时也可以实现对虚拟化资源的管理，并且可以在统一的管理平台上实现跨地域，多数据中心的管理。
虚拟化数据中心运维：
虚拟化数据中心运维平台是确保虚拟化数据中心进行自动化操作的关键平台，也是和未来的有云门户进行接口的平台。
虚拟化数据中心备份：
通过虚拟化备份平台的建设，对整个数据中心中的应用、数据实现集中的备份和恢复，确保当出现系统故障、误操作等情况下的应用系统可用性和可恢复。
虚拟化数据中心安全：
集中的虚拟化数据中心安全，根据不同用户、不同管理员的使用
权限和角色，对其能够访问的系统，能够执行的操作进行详细的定义。
2.1.2虚拟化中心计算平台
2.1.2.1虚拟化平台组成
虚拟化数据中心基础架构平台是面向业务系统以虚拟化技术为核心的一体化架构平台。
它主要包含：
统一计算资源层：
无状态的计算资源节点，各个计算节点能够透明的添加，调配，更改或删除，并且不影响应用系统的正常运行；
单个计算节点应具备更好的虚拟化技术支持能力，优化的CPU和MEM配比，充分保证虚拟技术对物理资源的充分利用；
多协议支持能力，要对FC、iSCSI和NFS协议均具备良好的拨接端口和支持能力；
精简的连接架构，网络交换架构要控制在二层之内，做到一次布线的多协议，多链路支持能力；
图形化的管理界面，能实施动态监控和管理各个模块单元；
开放的体系架构，能够连接第三方的统一网络和统一存储及虚拟化资源层。
统一网络资源层：
与虚拟交换机环境一体化的网络交换环境，能实现虚拟机提供的平滑漂移；
端到端的网络QoS保障，能动态调节虚拟机的网络负载；
可支持跨地域的二层网络交换架构，同步状态下能支持100KM的同城数据中心间实现一体化资源池体系；
能与现有的网络结构充分融合，应由业界领导的网络厂商的核心产品构成，充分保障兼容性和用户投
资。
统一存储资源层：
多协议支持能力，要同时具备FC、iSCSI和NFS的稳定支持能力；
动态的I/O资源调整能力，通过分层存储（企业级闪存磁盘，光纤通道磁盘和SATA磁盘）自动化的调度其上的虚拟机所处的位置，使虚拟机在存储资源层具备透明的I/O随需调整能力；
存储级的虚拟环境快照和克隆能力，要能支持虚拟机环境的快照和克隆技术，对虚拟化环境提供高效的保障环境；
针对虚拟化环境的存储消重技术，充分利用虚拟化环境下大量数据重复的特点进行消重支持，更高效的利用存储资源；
与虚拟资源层紧密结合的复制和灾备技术，从数据层充分保障虚拟化环境的备份，复制和灾备体系的稳定和高效实现。
虚拟化资源层：
稳定可靠的虚拟化操作系统，具备安全高效的内核，充分保障虚拟化操作系统层的稳定可靠运行；
极小的性能消耗，最大限度的把物理资源有效的提供给虚拟机进行使用；
个体封装，各个虚拟机之间独立运行，互不影响；
高可用的支持支持能力，保障虚拟化的业务应用系统可以按需实现容错，漂移，冷备等不同层次的高可用能力；
开放性的支持能力，对统一计算平台、统一网络平台和统一存储平台的第三方环境具备良好的兼容性和支持能力，并得到充分的测试认证。
在各个统一资源层的基础上通过开放的API接口，构建一体化的监控部署工具进行统一管理，其目标就是构建一套有机结合在一起的，可以快速灵活部署和调用的虚拟化数据中心基础架构体系。
图-虚拟化数据中心基础架构平台组成图
2.1.2.2虚拟化平台功能特性
虚拟化数据中心基础架构平台要求整个平台能够端到端的灵活调整资源部署，能够按照
业务部署的要求快速的添加和调用资源部署；
在这个平台上运行的应用业务系统能够实时调节计算、网络和存储资源配置，而且对应用用户完全透明没有影响；
因此该平台应该具备以下功能特点：
Ø
为应用业务系统提供可快速部署、调配的资源池体系，满足虚拟机的部署和资源灵活调整需求；
与虚拟化层技术紧密结合在一起，使虚拟化层的管理工具可以直接快速的调用底层资源；
一体化的监控和部署环境，能够对统一计算平台、统一网络平台和统一存储存储的各个层资源进行一体化的监控和快速部署及调整；
统一计算平台的各个计算单元应具备无状态的属性特点，满足透明的实时变更、添加和调整计算资源的需要；
统一网络平台应具备多协议的稳定支持能力，具备面向虚拟化层的QoS保障能力，具备一致的网络性能和安全规则部署能力；
统一存储平台应具备稳定的多协议支持能力，具备面向虚拟化层的I/O实时调节能力，具备完整的与虚拟化技术紧密结合的存储备份、复制与恢复技术能力；
经过严格测试认证和预先集成的体系架构，有效避免各个层面的潜在风险，并最大限度的发挥虚拟化平台的优势；
在空间、能耗和维护成本上应比传统的物理架构具备明显的优势；
能够提供面向SLA的服务级别保障，使用户的整个IT资源平滑的向ITaaS架构过渡；
提供统一的支持服务体系，帮助用户快速准确的解决问题。
2.1.2.3虚拟化平台扩展性
虚拟化数据中心基础架构平台要能够满足用户业务应用系统实施变更和快速增长的需求，因此要求整个平台能够具有非常灵活和高效的扩展能力：
模块化的快速部署能力，可一体化的添加计算、网络和存储资源，并与原有虚拟化基础平台能够形成统一的资源体系；
按需独立横向扩展计算资源、网络资源或存储资源的能力，满足各个层面资源扩展的需求；
具备跨地域的资源融合能力，可以将位于不同地理位置的虚拟化基础架构平台融合为统一的虚拟资源池架构，满足用户构建双活或多活数据中心及未来云架构数据中心的需求。
2.1.2.4虚拟化平台性能
虚拟化数据中心基础架构平台必须能够充分发挥虚拟化技术的性能，支持业界领先的虚拟化技术软件所需要的各种功能，并能够在最大程度上发挥虚拟化技术的优势。
在稳定可靠的前提条件下，整个统一虚拟化基础架构平台应具备足够的灵活性以满足用户业务应用系统对不同规模和性能的要求。
例如：
应具备小型、中型、大型的平台建设规模，它们之间的性能和容量不同，但又在一定的范围内灵活可调，同时具备统一在一起融合管理的能力。
按照目前用户的普遍规律来划分：
小型规模应满足50 个左右的业务应用系统或500个左右的虚拟桌面环境；
中型规模应满足200个左右的业务应用系统或1000个左右的虚拟桌面环境；
大型规模应满足800个左右的业务应用系统或3000个左右的虚拟桌面环境。
2.1.2.5与现有环境融合
虚拟化数据中心基础架构平台是用户今后部署和运维业务应用系统的主要资源平台，同时它又是全面面向虚拟化技术紧密集成的资源平台，所以它需要完善的支持好虚拟化技术所需的各种支撑，而虚拟化资源层则需要尽量丰富的支持用户现有的应用部署环境。
以用户现有环境为例，Intel平台上的Windows环境和Linux环境的支持是十分必要的。
另外还应该提供有效的工具和服务能够为用户提供所需的从物理环境到虚拟化环境下的应用迁移服务。
在用户今后的使用过程中还应提供相应的规划、部署、运维等方面的最佳实践建议。
2.1.2.6虚拟化平台高可用
虚拟化数据中心基础架构平台至少需要具备“5个9”或更高的高可用性，还应该能够用户需求扩展相应的保护和安全手段，满足用户迈向“永不停顿”的云计算数据中心的需求。
至少应该从以下层面综合考虑：
产品层次的高可用性：
冗余的产品模块和结构，在发生局部硬件故障时不影响产品正常使用或可以实时更换修复；
架构层次的高可用性：
计算，网络和存储控制节点都是冗余的体系架构，充分保障整个系统的高可用性；
管理层次的高可用性：
管理控制节点和路径均有冗余保障，充分实现管理架构的高可用性；
提供不同层级的应用和数据保护能力：
根据用户的SLA模型，结合备份恢复，快照，克隆，归档，压缩，消重，同步异步复制，灾备技术，多路径负载均衡技术，等等方面的技术保障，来实现不同级别，比如：
小时级别、分钟级别或秒级别的高可用业务保护能力；
提供不同层级的安全访问控制能力：
能实现针对不同需求用户的功能分层管理，在虚拟化的动态数据中心中也要实时保障整个系统认证的稳定可靠，保障权限分配系统的安全和高效运行，实时监控异常状态，并能够进行处理和恢复。
2.1.3虚拟化数据中心管理
2.1.3.1虚拟化数据中心管理挑战
随着虚拟化技术在数据中心的实现，虚拟化数据中心到私有云以及公有云的过程中，传统的IT管理方式已经被彻底改变。
虚拟化转变了IT基础架构的管理方式。
服务器成了动态软件文件，网络成为了可以灵活调度的资源，存储由单一的阵列和磁盘变成了透明共享的存储空间。
IT管理者可按需使用基础架构资源池以更高的速度和效率加以配置、管理和保护。
企业可以按最高的可用性和服务级别无缝交付应用程序，而没有传统IT解决方案的高昂成本和复杂性。
图-虚拟化数据中心管理挑战：
但是伴随着数据中心虚拟化程度的深入，用户将会面临越来越多的管理瓶颈（如图-虚拟化数据中心管理挑战）：
IT架构复杂度提高
随着IT系统虚拟化程度越来越高，面临的虚拟化管理也越来越复杂；
基于虚拟化平台的企业内部应用系统越来越多，使得虚拟数据平台的压力变的多样化，同时多样的应用对虚拟化平台资源的交付要求也有差异；
业务系统的发展使得对分布式虚拟数据中心的需求也提上了日程；
用户将要面对的是私有云和公有云的转变，如何保证目前虚拟化数据中心可以平滑的过渡到未来发展的私有云到公有云，这种转变要求目前的架构具有可靠地弹性管理。
IT管理成本增加的趋势
毫无疑问，虚拟化将用户从传统的管理方式过渡到虚拟化之后，面对大量的虚拟资源，虚拟服务器，虚拟存储，要求数据中心管理成本必须得到控制，不能够随着虚拟机数量的增多以
及其他要控制的虚拟对象的增多而无谓的增加管理人员的开支，管理软件的购买等成本消耗上。
虚拟化管理的TCO要达到更高的水平，就必须依赖于虚拟化架构上的管理手段，而不能依赖于将虚拟化平台甚至私有云架构放到第三方昂贵的管理软件产品中去。
IT管理效率
业务应用系统对IT服务的交付要求越来越高，同时虚拟化数据中心的业务流程亟待完善，面对提高IT管理效率压力的同时，还要保障IT管理服务的级别。
2.1.3.2虚拟化数据中心管理参考架构
图-虚拟化数据中心管理参考架构
虚拟化数据中心的管理系统建立包含多个方面的内容，从上图（图-虚拟化数据中心管理参考架构）可以看出，虚拟化数据中心管理虚拟化数据中心面对的管理主要关注以上五个部分的内容：
虚拟化数据中心资源池管理：
针对虚拟化数据中心当中基础架构的管理，能够实现对服务器、网络、存储的统一和融合管理，能够实现对异构资源的管理。
虚拟化资源管理：
在虚拟化数据中心当中，所有的计算资源都是虚拟化的方式体现，以逻辑单元的模式对应用提供服务，虚拟化数据中心管理系统应当实现对虚拟化资源的集中管理，包括自动发现，统一监控，自动化配置，资源调配，虚拟服务器部署等。
高可用性管理：
关键性业务在虚拟化平台上的运行必须要有高可用平台的保证，虚拟化
中心管理平台需要能够为应用提供数据迁移、复制和容灾等方面的管理功能。
服务级别管理：
虚拟化数据中心的资源将通过标准化服务的模式提供，管理系统应当能够提供流程自动化管理，ITIL管理和CMDB联合。
丰富的API接口：
虚拟化数据中心管理平台需要具有丰富的API接口，为用户提供标准化的、开放的用户业务系统开发接口，实现与用户现有系统的对接和扩展。
2.1.3.3资源池管理
对于虚拟化数据中心的基础部分，是由基础平台的计算资源，网络资源和存储资源共同组成的，对于不同的资源，管理员必须实现统一的资源管理才能够对各种资源做更好的调度和分配。
统一的基础架构管理平台应当提供了对于资源池的统一管理和资源的自动化灵活配置等多种有效的虚拟数据中心管理功能。
包括：
统一的对各组成元素的管理，减少多个服务器，网络和存储配置的管理工具
从单个管理点管理单个的虚拟化中心计算平台和跨地域的计算平台，实现变更的合规性管理
整合的控制面板
基于策略的配置和更改管理
深度可见性，可以从虚拟层到物理层的深度定位
可以对整个系统的硬件和应用进行监控
可与第三方企业管理解决方案集成
2.1.3.4虚拟化资源管理
通过采用虚拟化资源的管理平台，IT管理员可大幅改进对虚拟环境的控制：
提供集中的虚拟资源控制和实现虚拟基础架构各个级别的可视性。
通过前瞻性的资源管理更好的发挥每个物理资源的性能。
能够实现资源清单搜索，使得包括虚拟机、主机、数据存储区和网络在内的整个虚拟化资源在虚拟化中心中的任何位置唾手可得。
存储映射和报告可传达有关存储使用、连接和配置的信息。
可定制的拓扑视图为您提供存储基础架构的可视性，并可帮助进行存储问题的诊断和故障排除。
性能图表通过可实时或按指定时间间隔查看的更详细统计数据和图表，监视虚拟机、资源池和服务器的利用率及可用性。
主机配置文件标准化并简化您配置和管理虚拟主机配置的方式。
捕获经过验证的已知配置（包括网络、存储和安全设置）的蓝图，并将其应用于多台主机以简化设置。
主机配置文件策略还可以监视遵从性。
能效完全支持资源动态调度，可持续监视同一个个资源群集中的利用率，并在群集只需较少资源时将主机置于备用状态以减少能耗。
提供一个功能强大的编排引擎，使您可以使用即时可用的工作流来自动执行多个任务，或使用轻松的拖放式界面来组装工作流，从而简化管理。
具有资源整合指导功能，可指导您逐步完成整合过程，包括自动发现多台服务器、执行性能分析、转换，以及智能化地在适当主机上放置虚拟机。
虚拟资源管理可以实现大规模管理，随着用户虚拟化的不断深入，和应用的不断增多，单台管理服务器需要管理成百上千台服务器，而且虚拟资源管理服务器应当可以通过链接模式进行扩展，可以跨越多个数据中心进行管理，并管理更多的虚拟资源。
虚拟资源管理服务器的链接模式应当利用在整个基础架构中复制的角色、权限和许可证，实现可扩展的体系结构和跨多个虚拟化数据中心实例的可视性，使您可以同时登录、查看和搜索所有虚拟化数据中心的资源清单。
虚拟机的资源管理。
将处理器和内存资源分配给运行于同一物理服务器上的多个虚拟机。
建立针对CPU、内存、磁盘和网络带宽的最小、最大和按比例的资源份额。
在虚拟机运行的同时修改分配。
使应用程序能够动态获得更多资源以适应峰值性能需要。
动态资源分配。
实现跨资源池的持续监视利用率，并根据业务需要和不断变化的优先事务的预定义规则，在多个虚拟机之间智能地分配可用资源。
高能效的资源优化。
持续地监视整个虚拟资源池群集中的资源需求和能耗。
当群集只需较少的资源时，它将整合工作负载并将主机置于备用模式以减少能耗。
当工作负载的资源需求增加时，将已关闭的主机恢复在线，以确保满足服务级别要求。
与标准化目录管理系统集成。
实现基于现有的身份验证机制实现访问控制。
定制角色和权限。
利用用户定义的角色增强安全性和灵活性。
拥有适当权限的用户可以创建定制角色，如夜班操作员或备份管理员。
通过为用户分配这些定制角色，可限制对由虚拟机、资源池和服务器组成的整个资源库的访问权限。
审核跟踪。
保留对重大配置更改和发起这些更改的管理员的记录。
导出报告以进行事件跟踪。
2.1.3.5高可用管理
虚拟化数据中心管理平台的高可用性管理包括对管理服务器本身的高可用管理和对管理资源中的应用高可用。
虚拟化资源高可用管理可扩展数据中心的可用性，虚拟化资源高可用管理能深入了解所有数据中心的服务器组件，并且非常易于配置和部署。
能够自动重启虚拟机。
提供一个易于使用、经济高效的故障切换解决方案。
精确的访问控制，利用可配置、分层的组定义和精确的权限来保护环境。
集成硬件监视可在硬件的主要组件（如风扇、主板和电源）发生故障时发出警报，从而提供物理和虚拟服务器运行情况的综合视图，预防和快速解决问题。
警报和通知支持新的实体、指标和事件，如特定于数据存储区及虚拟机的警报。
这些警报可触发新的自动化工作流以补救和防范问题。
2.1.3.6服务流程管理
客户业务的快速变化对IT部门提出了更高的要求，如何能快速响应业务推出新的IT系统；
如何保证IT系统安全、稳定的运行；
如何提高服务效率和服务质量等问题成为目前IT部门主要面临的压力。
而服务流程管理和自动化服务可以使用户更好地使用动态资源池中的资源，使管理方更好地管理动态资源，提供服务。
服务流程管理系统应当从两个部分来进行功能建设，一个是面向服务使用用户，另一个是面向服务的管理功能，主要包括以下内容：
面向服务用户：
VDC管理：
创建、配置、调整、删除VDC，支持对虚拟设备管理；
资源申请：
通过Web界面申请资源环境、时间周期、SLA要求、环境配置等；
计费管理：
根据VDC查询得到分配资源的使用情况、计费、结算管理等；
监控管理：
查询VDC的运行状态，实施监控资源状态；
用户管理：
建立用户、授权管理、密码管理等；
日志管理：
运行日志的查询、分析和审计管理等
面向服务管理：
客户管理：
多租户管理，服务满意度、服务投诉、SLA/OLA管理；
费率、服务包、折扣等定义，结算、收费、提醒等管理；
VDC、虚拟设备、物理设备监控；
报表管理：
固定报表、动态报表、统计分析、仪表盘等；
平台管理：
资产配置管理、资源分配管理、服务交付管理等；
系统日志：
系统日志、安全日志、自定义日志管理；
服务流程管理系统的系统架构应该考虑到其核心组件的驱动、扩展和组件扩充能力，同时，整体系统应该有分层设计的特点，具体内容如下：
核心组件能力
驱动管理组件：
具有统一驱动知识库管理功能，可支持多厂家虚拟化技术及管理平台接入；
（目前完成VmwareApi、Vizioncore管理平台接入）
采控服务组件：
完成服务项运行状态信息采集、实现服务项操作控制功能；
策略控制组件：
可设定规则、设定性能指标阈值，触发不同任务及工作流；
利用该组件可实现资源池预警、服务项资源动态分配、服务等级保障等
工作流引擎：
图形化方式预定义工作流，可实现自动或人工任务单流转。
平台分层设计
资产管理：
对物理设备资产信息进行信息手工录入、自动采集，信息变更采集对比提醒；
资源池管理：
资源池分类管理、资源池容量及性能管理
服务管理：
完成服务目录、服务项定义，服务模版包括配置模版、部署模版、SLA模版
交付管理：
对服务用户VDC及其服务项实例进行管理，完成基础架构云服务交付
通过服务流程管理系统，业务部门和用户可以方便的进行计算资源的申请、交付、维护
和运行、回收及再利用（如图-资源申请流程）。
图-资源服务流程
资源的申请
确保业务部门和用户可以方便地申请IT服务和资源，通过将服务目录与资源请求管理流程集成在一起来实现，服务目录作为一个工具在创建、管理、服务定价和与IT工作整合方面变得越来越重要。
应该让业务部门和用户可以基于他们的业务需求和预算情况从服务目录中选择合适的服务和对应的成本。
对于每个产品和服务，保证恰当的服务级别，审批流程以及相关的成本。
通过从一开始就为客户设定好期望可以减少IT与业务部门之间的不一致，这些期望包括实现请求的时间，
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