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基于IDC 的云計算應用研究

2014-01-14 00:43:36原,姜恒,王
吉林大學學報(信息科學版) 2014年4期
關鍵詞:分布式計算數(shù)據量集市

李 原,姜 恒,王 剛

(中國移動通信集團吉林有限公司業(yè)務支撐中心,長春130012)

0 引言

互聯(lián)網數(shù)據中心(IDC:Internet Data Center),是基于Internet網絡的,電信部門利用已有的互聯(lián)網通信線路、帶寬資源,建立標準化的電信專業(yè)級機房環(huán)境,為企業(yè)、政府提供服務器托管、租用以及相關增值等方面的全方位服務。IDC不僅是數(shù)據存儲中心,而且是數(shù)據流通中心,應用于Internet網絡中數(shù)據交換最集中的地方[1]。它是伴隨著人們對主機托管和虛擬主機服務提出了更高要求的狀況而產生的,從某種意義上說,它是由ISP的服務器托管機房演變而來的,企業(yè)將主機、平臺和系統(tǒng)托管等服務相關的一切事物交給專門提供網絡服務的IDC去完成,而將精力集中在增強核心競爭力的實際業(yè)務中。可見,IDC是Internet企業(yè)分工更加細化的產物。

IDC可提供的具體服務分為基礎服務、增值服務和應用服務?;A服務是指直接提供機房空間、網絡資源、供電和空調等基礎資源的服務,包括機房空間出租、主機托管和虛擬主機等服務;增值服務是指客戶根據自己的需求,在IDC的基礎服務之外選購的附加服務,包括網絡監(jiān)控、統(tǒng)計分析、數(shù)據存儲備份和網絡安全等服務;應用服務是指網絡系統(tǒng)和用戶信息系統(tǒng)的應用開發(fā)服務,其中包括企業(yè)電子郵箱服務、電子商務加速服務和專業(yè)咨詢等服務。

目前建設IDC面臨的主要問題。

1)外部環(huán)境條件。在IDC構建以及運營過程中,機房將不斷產生很多熱量,做好相應的冷卻恒溫工作至關重要;同時在系統(tǒng)運行過程中,平穩(wěn)的數(shù)據流通交互不容忽視,具備穩(wěn)定的電源系統(tǒng)同樣重要。處理好上述問題,是未來建設IDC的先決條件。

2)服務器配置。預估IDC每臺服務器,最優(yōu)可承載的業(yè)務量和數(shù)據量,合理配置服務器的中央處理器性能、內存容量和硬盤大小等因素尤為重要。這不僅有利于提高服務器的使用壽命,還可有效降低資源耗費,提高服務器的使用效率。

3)數(shù)據中心建設的虛擬化。大數(shù)據時代虛擬化主機和中間件的能力,可滿足信息化建設不斷發(fā)展的要求,虛擬化技術能有效整合IT資源,減少數(shù)據中心空間不足的問題,極大改善資源的利用率和靈活度。

目前我國移動通信業(yè)務支撐系統(tǒng)在擴容升級過程中面臨的問題。

1)樞紐樓基礎服務設施存在瓶頸。目前,我國移動通信樞紐現(xiàn)有電力機房,接近滿負荷,無法滿足業(yè)務分析支撐系統(tǒng)(BASS:Business Analysis Support System)、業(yè)務運營支撐系統(tǒng)(BOSS:Business&Operation Support System)和客戶關系管理系統(tǒng)(CRM:Customer Relationship Management)擴容升級。存在生產資源用電缺口。

2)樞紐樓機房設備陳舊老化,無法滿足日益增長的業(yè)務量。目前,我國移動通信生產機房服務器等設備,大部分為2004年以前采購使用,相對于如今移動通信飛速增長的業(yè)務量和數(shù)據量,較為落后,業(yè)務支撐系統(tǒng)的承載能力與服務器等設備陳舊老化的矛盾日顯突出,嚴重制約著移動通信業(yè)務發(fā)展。

1 云計算與IDC建設相結合的意義

1)云計算與IDC關系。云計算是IDC的一個應用方向,云計算模式能以按需方式,通過網絡,方便訪問IDC的可配置計算資源共享池(如:網絡,存儲,服務器和應用程序)[2]。在運營過程中,它以合理的管理開銷和最短的時間與供應商進行交互,同時迅速配置提供或釋放資源[3]。

采用云計算的IDC網絡架構建設實現(xiàn)云計算,必須實現(xiàn)以下3種關鍵技術:虛擬化技術、數(shù)據存儲與數(shù)據管理技術、開放式編程模型。借助以上3種技術和其他相關的彈性計算、數(shù)據傳輸?shù)燃夹g,云計算能完成PC和一般服務器無法完成的大批量任務,同時其實現(xiàn)的工作量成本低于巨型計算機[4]。雖然,云計算目前仍然無法實現(xiàn)大規(guī)模緊耦合的任務處理,但對于大批量、松耦合、可分解的中型任務,云計算具有其他方式無法比擬的效能[5]。

2)降低投資成本,提高運營效率。云計算應用于IDC中,可減少企業(yè)前期投資,降低投資風險,企業(yè)不必再進行硬件和操作系統(tǒng)軟件的采購,只需根據業(yè)務需求動態(tài)調整計算的空間和存儲資源,通過云計算技術,實現(xiàn)IDC業(yè)務的服務多元化,可以提高服務器等硬件資源的利用率[6]。以低成本高效率的方式,完成企業(yè)各種IT類業(yè)務需求,并改變了傳統(tǒng)的IT業(yè)務的交付方式[7]。通過IDC建設與云計算技術相結合,解決移動通信電力系統(tǒng)所遇瓶頸,進行改善轉型,提高了移動通信的核心競爭力[8]。

3)基于IDC的云計算應用,實現(xiàn)遷移BASS系統(tǒng)的建設。由于目前我國移動通信樞紐電力機房接近滿負荷,無法繼續(xù)實現(xiàn)BASS系統(tǒng)升級改造等建設,BASS、BOSS、CRM等系統(tǒng)需要足夠電源供應,樞紐電力機房服務器等設備陳舊老化,無法滿足日益飛速增長的業(yè)務量和數(shù)據量。根據某市業(yè)務支撐網各系統(tǒng)占用基礎資源情況,綜合分析,樞紐機房內使用空間有限,BASS和BOSS系統(tǒng)是耗電大戶,若各系統(tǒng)同時遷移,風險多、周期長、投資成本高,通過云計算的分布式計算和虛擬機技術,可完成數(shù)據集市云架構應用改造,建設新節(jié)能高效的BASS系統(tǒng)[9]。

2 云計算在移動通信IDC建設中應用

2.1 BASS系統(tǒng)改造前數(shù)據集市架構現(xiàn)狀

某市業(yè)務支撐網BASS系統(tǒng)數(shù)據集市系統(tǒng)目前采用小機+存儲架構,涉及2對集群數(shù)據庫,有4個主機分區(qū)。分別承載著數(shù)據集市,同時還包含數(shù)據挖掘以及原深運平臺部分應用(前端應用已納入VGOP(Value-add Service General Operation Platform)系統(tǒng));改造前BASS系統(tǒng)數(shù)據集市主要通過數(shù)據庫鏈接方式獲取數(shù)據倉庫數(shù)據源[10]。其工作原理如圖1所示。

圖1 改造前BASS系統(tǒng)數(shù)據集市功能架構Fig.1 Functional structure of the data mart in BASS system before the migration

2.2 IDC云計算系統(tǒng)架構中分布式與虛擬化技術

IDC云計算系統(tǒng)是向用戶提供各種業(yè)務的分布式計算系統(tǒng),系統(tǒng)對用戶是透明的,其過程先把整體業(yè)務數(shù)據量分布式計算,再對每個分布式計算的數(shù)據量進行虛擬化計算。服務器和存儲等資源進行動態(tài)部署、動態(tài)分配,以最合理的資源開銷和最短的時間進行各種業(yè)務數(shù)據交互,同時迅速配置提供或釋放資源。從而向用戶提供滿足QoS要求的業(yè)務服務、數(shù)據存儲服務以及各種平臺服務。云計算平臺是運行在一個多層虛擬化協(xié)議棧上的高度抽象系統(tǒng),虛擬化技術是云計算平臺的核心基礎技術。IDC云平臺系統(tǒng)架構見圖2。

如圖2所示,IDC云計算平臺系統(tǒng),在底層業(yè)務支撐網IDC基礎上,先對業(yè)務支撐系統(tǒng)進行分布式計算,把整體業(yè)務數(shù)據量分成若干部分業(yè)務數(shù)據量,再對每部分業(yè)務數(shù)據量進行虛擬化計算。即將虛擬化網絡、虛擬化服務器、虛擬化存儲等資源,通過云計算的分布式計算和虛擬化技術抽象形成的一個復合化的平臺架構,使業(yè)務支撐網各系統(tǒng)在運營過程中,具有降低電力能源消耗,提高資源使用效率的作用。

圖2 IDC云平臺系統(tǒng)架構圖Fig.2 The system architecture on IDC Cloud platform

2.3 基于IDC與云計算相結合BASS系統(tǒng)改造后數(shù)據集市架構

圖3 改造后BASS系統(tǒng)數(shù)據集市功能架構Fig.3 Functional structure of the data mart in BASS system after the migration

綜合考慮改造風險、改造周期、投資成本等因素,BASS系統(tǒng)遷移改造后新數(shù)據集市架構,是在底層IDC基礎上,對原數(shù)據集市系統(tǒng)進行分布式計算。原數(shù)據集市獲取數(shù)據源采用DB-LINK方式,改造后數(shù)據集市采用ETL(Extraction-Transformation-Loading)方式獲取數(shù)據倉庫數(shù)據源,不同的數(shù)據源需要經過數(shù)據提取、轉換和加載,到達存放的指定位置。改造數(shù)據集市的同時,也對外圍的增值業(yè)務綜合運營平臺(VGOP:Value-added Service General Operation Platform)系統(tǒng)和經分Portal系統(tǒng)進行了修改,使平臺系統(tǒng)數(shù)據源交互,通過ETL方式對不同的數(shù)據源進行處理[11]。新數(shù)據集市系統(tǒng),在生產中心底層IDC基礎上,通過云計算的分布式計算、虛擬化技術和ETL工具形成一個復合化的平臺架構(見圖3)。

在實際系統(tǒng)運行中,基于IDC云化后數(shù)據集市系統(tǒng)架構比原數(shù)據集市架構,在數(shù)據提取、轉換和加載方面,更加精細化;在業(yè)務數(shù)據量交互計算方面,更具有均衡性、高效性和穩(wěn)定性。在IDC基礎上,通過云計算的分布式計算、虛擬化技術和ETL工具等方法改造,解決了樞紐電力機房接近滿負荷運行狀態(tài);服務器等設備陳舊老化,滿足不了日益飛速增長的業(yè)務量和數(shù)據量等問題,還減少了BASS系統(tǒng)改造后運營成本,節(jié)約了電力能源,提高了基礎資源利用率。

3 結語

筆者通過云計算的分布式計算、虛擬化技術和ETL工具等方法,對BASS系統(tǒng)中數(shù)據集市云架構進行升級改造,不僅緩解了移動通信樞紐電力資源緊張,設備資源陳舊老化,滿足不了日益增長業(yè)務量和數(shù)據量問題,而且還通過BASS系統(tǒng)數(shù)據集市云架構的改造升級,在實際數(shù)據處理方面,更加精細化;數(shù)據量交互計算方面,更加均衡、穩(wěn)定、高效;同時,也降低了BASS系統(tǒng)遷移改造后整體運營成本,提高了基礎資源利用率。

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