周 蕾

(泰州機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 泰州 225300)

中國電子政務(wù)最領(lǐng)先的城市之一青島利用EMC VMAX 10K整合原有分散的存儲系統(tǒng)作為核心存儲層，建成了中國第一個基于云計算的電子政務(wù)平臺。同時，青島還采用EMC VPLEX Metro，建成了中國第一個超過120公里的雙活容災(zāi)數(shù)據(jù)中心。采用云計算轉(zhuǎn)型IT架構(gòu)，青島極大地提高了電子政務(wù)的服務(wù)能力。電子政務(wù)無疑是打開青島智慧城市之門的一把鑰匙。比如，針對企業(yè)數(shù)字證書，現(xiàn)在青島市電子政務(wù)和信息資源管理辦公室已經(jīng)組織了19個部門225項政府部門的服務(wù)，企業(yè)可以在網(wǎng)上實名制享受服務(wù)。青島市建成了全市統(tǒng)一的網(wǎng)上審批平臺，目前市、區(qū)市兩級合計近4000項審批服務(wù)事項全部納入網(wǎng)上流轉(zhuǎn)辦理，強化了跨部門協(xié)作，規(guī)范了審批流程，提高了服務(wù)效率。以前，一個項目的審批過程大概需要300多個工作日，而現(xiàn)在，通過網(wǎng)上多部門聯(lián)合審批，審批過程已經(jīng)縮短了一半。通過集約化模式的建設(shè)和應(yīng)用發(fā)展，青島市電子政務(wù)取得了低投入建設(shè)、大規(guī)模應(yīng)用，低成本運行、高水平服務(wù)的效果。青島模式多年來為青島市電子政務(wù)建設(shè)的投資節(jié)省了不少成本，每年僅在核心技術(shù)系統(tǒng)的運行維護(hù)費一項上，就能節(jié)省3000多萬元。然而，在云計算中，整合存儲系統(tǒng)的問題是人們面臨急需解決的問題，而處理好這個問題將也會給使用單位帶來許多便利。一是提高效率。若在VMAX 10K支持的虛擬化環(huán)境下，資源配置時間從原來的2小時縮短到20分鐘。二是提高業(yè)務(wù)連續(xù)性，雙活數(shù)據(jù)中心處理性能，讓應(yīng)用的業(yè)務(wù)連續(xù)性大幅提升。三是可用性提高，極大地提高了云信息基礎(chǔ)架構(gòu)的可用性和可靠性。四是集中數(shù)據(jù)保護(hù)。比如，VMAX 10K和VPLEX在青島政務(wù)云中可以進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)備份和保護(hù)。五是節(jié)省成本。通過云計算架構(gòu)實現(xiàn)了IT資源集中管理，提高了資源利用率，極大地降低了管理和運維成本。

1．云計算促使虛擬化存儲優(yōu)化改革

虛擬化存儲是云計算首要解決的問題?，F(xiàn)在，隨著云計算的廣泛運用，數(shù)據(jù)中心增長速度呈現(xiàn)數(shù)倍增長速度，然而，存儲性能增長速度相比于計算能力的增長，顯然要慢得多。對于虛擬化而言，I/O瓶頸和緩慢的存儲性能成為頭號難題。虛擬化可以讓人們在單個物理硬盤上進(jìn)行頻繁的操作，但這會產(chǎn)生大量的I/O流，所以會加大了磁盤的工作工作負(fù)載，并且緩存越來越難對性能進(jìn)行提升，只是虛擬化能夠讓人們完成比實際計算能力更多的工作。而服務(wù)器虛擬化環(huán)境下對存儲系統(tǒng)所帶來的挑戰(zhàn)也是前所未見，首當(dāng)其沖可能就是服務(wù)器虛擬化后眾多虛機并用引起的存儲性能下降及I/O瓶頸、更復(fù)雜的數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)、難以管理的共享存儲、物理和虛擬環(huán)境下的存儲性能難以有效提升以及如何為虛擬服務(wù)器選擇正確的網(wǎng)絡(luò)存儲等問題。服務(wù)器虛擬化后，各個應(yīng)用程序都在各自的虛擬機上運行，相比于采用虛擬化之前，將產(chǎn)生更多的潛在存儲I/O。相比于運算性能，存儲性能的增長明顯要慢得多，隨著業(yè)務(wù)的種類的增多，獨立運行在虛機上的應(yīng)用程序?qū)a(chǎn)生大量的隨機I/O，這無疑會加大存儲系統(tǒng)的工作負(fù)載?，F(xiàn)實環(huán)境中傳統(tǒng)存儲越來越難于滿足業(yè)務(wù)對性能的增長需求，而且主機端的緩存也越來越難于對性能進(jìn)行提升。不僅如此，傳統(tǒng)的存儲基礎(chǔ)設(shè)施很難適應(yīng)物理和虛擬混合環(huán)境，傳統(tǒng)的備份方式也很難靈活地對虛擬環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行保護(hù)，備份性能將大幅下降。早在幾年前，企業(yè)數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)化為主，但隨著移動辦公設(shè)備(BYOD)普及，復(fù)雜的客戶信息、電商交易記錄、視頻監(jiān)控終端等產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)成為主體，數(shù)據(jù)每時每刻都在爆炸式產(chǎn)生和增長，基于云計算的電子化平臺的存貯系統(tǒng)正在發(fā)生著翻天覆地的變化，因此，云計算企業(yè)在數(shù)據(jù)催化下在尋求著一種新的出路，IT行業(yè)也在悄然發(fā)生著變化。利用大數(shù)據(jù)和快數(shù)據(jù)，讓客戶能夠構(gòu)建一系列全新應(yīng)用程序，并運用云獨立性做到可信IT。

2．客戶挑戰(zhàn)和解決方案

然而，在云計算的實際應(yīng)用實踐中，對于許多單位來說，實現(xiàn)云計算并非就會一步到位。對于客戶來說，往往會因為單位的特殊情況，在某一方面存在諸多需要克服和解決的問題。青島電子政務(wù)建設(shè)就是經(jīng)歷了這樣一個艱難的發(fā)展改革過程。青島電子政務(wù)建設(shè)是中國最領(lǐng)先的城市之一。早在2006年起，青島市電子政務(wù)工程就獲得了中國《計算機世界》集團IT財富年會和CIO年會頒發(fā)“中國信息化建設(shè)項目成就獎”，是14個獲獎項目中唯一的地方政府電子政務(wù)項目。在中國軟件評測中心、人民網(wǎng)、新浪網(wǎng)和百度聯(lián)合組織的五次中國政府網(wǎng)站績效評估中，青島政務(wù)網(wǎng)兩年獲得第一，兩年獲得第二，一年獲得第五。十幾年來，青島市一直實行高度集中統(tǒng)一的管理體制和集約化發(fā)展模式，走出了一條與“云”理念不謀而合的電子政務(wù)發(fā)展道路。電子政務(wù)共享平臺承載著全市機關(guān)的網(wǎng)上辦公、審批、執(zhí)法、公共服務(wù)等十幾種共性信息化應(yīng)用系統(tǒng)和200多項部門專業(yè)信息化應(yīng)用系統(tǒng)，創(chuàng)造了令全國同行矚目的“青島模式”。但是，系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大也帶來了新的挑戰(zhàn):計算、存儲等資源按物理設(shè)備分配，利用率低，靈活性差，擴容困難。特別是落后的災(zāi)備系統(tǒng)使全市機關(guān)的業(yè)務(wù)運行面臨巨大風(fēng)險。

為了解決這些問題，青島市決心建設(shè)云計算與容災(zāi)一體化平臺。選擇了EMCVMAX 10K建設(shè)集中的分級存儲資源池，支撐所有應(yīng)用;并選擇EMC VPLEX在100多公里的距離建立容災(zāi)雙活數(shù)據(jù)中心，利用虛擬化實現(xiàn)了資源整合與利用。青島市云計算與容災(zāi)一體化平臺于2012年9月建成，目前已經(jīng)遷入并支撐運行電子政務(wù)項目80余個。平臺采用“兩地三中心”的模式實現(xiàn):通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化、服務(wù)器虛擬化和存儲虛擬化，構(gòu)建了全國首例城際間直線距離達(dá)120公里的容災(zāi)雙活云計算中心，實現(xiàn)對兩地數(shù)據(jù)中心的資源統(tǒng)一調(diào)度、應(yīng)用自動漂移和系統(tǒng)異地災(zāi)備。青島市云計算與容災(zāi)一體化最大的特點是集容災(zāi)與雙活為一體。其利用EMC VPLEX的metro技術(shù)，在青島、萊西兩地構(gòu)建了兩個數(shù)據(jù)中心，可以實現(xiàn)同步提供應(yīng)用服務(wù)，確保了業(yè)務(wù)的不間斷性，又有效的利用了資源。存儲層采用了EMC VMAX 10K構(gòu)建集中的分級存儲系統(tǒng)，可以集中管理、動態(tài)分配存儲資源，提高了利用率，大大地簡化了存儲資源的管理。把所有應(yīng)用的數(shù)據(jù)都同時存儲在兩個數(shù)據(jù)中心的VMAX 10K上，也有利于進(jìn)行集中的數(shù)據(jù)備份和保護(hù)。采用云平臺，把所有的政務(wù)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)全部都集中在一個大的存儲池中進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保存、保護(hù)、管理。實現(xiàn)了工作程序簡化、數(shù)據(jù)安全高效管理。同時，雙活數(shù)據(jù)中心的的數(shù)據(jù)是同步的，當(dāng)一個數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障時，另一個數(shù)據(jù)中心可以自動替換接管，保障對市民服務(wù)不停頓、無宕機。實踐證明，將應(yīng)用從一個數(shù)據(jù)中心停機時，在1分鐘內(nèi)，應(yīng)用在另一個數(shù)據(jù)中心自動重啟，不需要人工干預(yù)。如果按照傳統(tǒng)的災(zāi)備數(shù)據(jù)中心模式，需要經(jīng)過存儲切換、服務(wù)識別存儲、應(yīng)用重啟幾個環(huán)節(jié)，至少需要1小時。業(yè)務(wù)連續(xù)服務(wù)能力大幅提升。

云計算與容災(zāi)一體化平臺的建設(shè)為青島市市機關(guān)提供了更加靈活、更高性能、更高可靠性和更加豐富的IT服務(wù)，進(jìn)一步提高了青島是電子政務(wù)的集約化水平和統(tǒng)籌整合能力，為建設(shè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的一體化服務(wù)型政府做出更大貢獻(xiàn)。然而，對于我國基于云計算的政務(wù)電子平臺并非都是如此。由于我國早期的電子政務(wù)系統(tǒng)建設(shè)很多應(yīng)用是從中央部門到地方部門垂直管理和建設(shè)，在地方政府的層面形成了眾多分散、獨立的系統(tǒng)，不利于軟硬件資源和信息資源的共享。只是青島市政府創(chuàng)造了一個很好的范例，利用云計算平臺整合多個部門的軟硬件資源和應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)了資源的動態(tài)分配，提高了基礎(chǔ)架構(gòu)的連續(xù)服務(wù)能力，降低了管理和運維成本。這種青島政務(wù)云的建設(shè)模式，理所當(dāng)然成為我國更多地方政府的電子政務(wù)建設(shè)起到借鑒作用。

3．整合存儲系統(tǒng)需要處理好相關(guān)配套工程

其實，整合存儲系統(tǒng)也必須處理好云計算、大數(shù)據(jù)等問題，做好信息基礎(chǔ)架構(gòu)、軟件定義數(shù)據(jù)中心和大數(shù)據(jù)等，只有這樣，使用客戶才會應(yīng)對行業(yè)轉(zhuǎn)型。幾年前，企業(yè)數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)化為主，但隨著移動辦公設(shè)備(BYOD)普及，復(fù)雜的客戶信息、電商交易記錄、視頻監(jiān)控終端等產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)成為主體，數(shù)據(jù)每時每刻都在爆炸式產(chǎn)生和增長，同時企業(yè)在數(shù)據(jù)催化下在尋求改革，IT行業(yè)也在第一代、第二代、第三代等持續(xù)不斷的悄然發(fā)生著變化。尤其是云計算帶來大數(shù)據(jù)，迫切需要整合存儲系統(tǒng)?，F(xiàn)在，人們已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代，海量數(shù)據(jù)每時每刻都在爆發(fā)與增長，企業(yè)面臨挑戰(zhàn)和機遇，這就要求企業(yè)從IT實踐和信息基礎(chǔ)架構(gòu)兩方面的變革。所有企業(yè)都在力求監(jiān)控、分析、存儲、保全日益增長的數(shù)據(jù)，確保相關(guān)的數(shù)據(jù)實時可用，對市場、客戶和競爭對手了如指掌。目前，隨著移動計算和大數(shù)據(jù)發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)存儲和計算方式已經(jīng)改變。而就客戶角度上來說，低成本、高靈活、易管理成為企業(yè)首選平臺。在實現(xiàn)云計算過程中，第一企業(yè)將在私有云上進(jìn)行自我建設(shè)，第二將通過公有云利用外界共有的云平臺，第三企業(yè)如何將擁有云和私有云合在一起充分利用。其次就是大數(shù)據(jù)的改變，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)將成為企業(yè)大部分商業(yè)決策的依據(jù)，未來如何分析數(shù)據(jù)，怎樣從中挖掘商機。第三方面則是自動化的改變，企業(yè)如何將優(yōu)化平臺混合在一起，怎樣虛擬化，如何將數(shù)據(jù)中心自動化。由此實現(xiàn)云計算，完善大數(shù)據(jù)領(lǐng)域與整合存儲系統(tǒng)的生態(tài)鏈。

現(xiàn)在，云計算不再是一臺單純的存儲產(chǎn)品，而是一種性能能夠隨存儲容量增長而線性增長、對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動化管理、簡化人工管理、能夠整合物理與虛擬環(huán)境以及能夠無縫擴展的存儲架構(gòu)。而在單位使用過程中，通常有很多不同的工作負(fù)載存儲在存儲系統(tǒng)中，對于管理員而言，存儲卷、每卷支持的工作負(fù)載、對每卷的要求以及什么占用容量之間并不存在明確的關(guān)聯(lián)性。與備份和恢復(fù)困境相似，很多管理者很難將其存儲基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)于傳統(tǒng)和虛擬混合環(huán)境。如果選擇正確的話，網(wǎng)絡(luò)存儲可以帶來很多好處，你可以獲得更好的性能，更簡化的流程。IT管理者首要任務(wù)不是虛擬環(huán)境的全天候中的可用性，而是更快的恢復(fù)時間，如果系統(tǒng)崩潰的話，管理者在不造成巨大性能損失的情況下，虛擬化存儲密集型服務(wù)器需要一定水平的存儲性能，而在數(shù)千兆位速率的網(wǎng)絡(luò)中這種存儲技術(shù)很難得到實現(xiàn)。

4．對存儲虛擬化的建議

管理者一般對服務(wù)器有著極大關(guān)注，但是成功的虛擬化部署有賴于存儲。存儲可以保護(hù)虛擬機的狀態(tài)、保留快照和幫助用戶訪問、共享應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)。由于這些特性、可用性和性能因素，對于存儲基礎(chǔ)設(shè)施要求很高。所以，管理員對數(shù)據(jù)中心存儲虛擬化必須考慮到如下幾點:

4．1 優(yōu)化存儲性能

在存儲性能方面，管理者可以從多個不同的存儲平臺中進(jìn)行選擇，比如光纖通道、網(wǎng)絡(luò)附加存儲和以太網(wǎng)光纖通道等平臺都可以適用于虛擬環(huán)境下提供完全不同的可擴展性、性能表現(xiàn)、可用性和容量特性。存儲性能作為首要考慮因素，因為位于同一個主機上的多個虛擬機對于存儲帶寬有很高的需求。如果一個虛擬服務(wù)器上運行了10個虛擬機，就需要從存儲中加載所有這些虛擬機、周期性的以快照的形式保存每個虛擬機當(dāng)前的狀態(tài)并且為用戶提供虛擬機數(shù)據(jù)。存儲性能必須能夠滿足這些不斷增加的需求，選擇一個可以滿足公司需求的平臺最為緊要。比如iSCSI存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)，可以滿足小型和中型公司的需求，但是大型公司就需要光纖通道SAN。

4．2 備份及災(zāi)難計劃集成

存儲系統(tǒng)需要進(jìn)行備份并且通過災(zāi)難恢復(fù)(DR)計劃中的一些方式進(jìn)行保護(hù)。任何新添加的存儲都必須和現(xiàn)有的備份及DR軟件完全兼容。如果不能完全兼容，新添加的存儲可能需要被強制進(jìn)行，可能導(dǎo)致錯誤。

4．3 確保冗余存儲訪問

在虛擬化環(huán)境中，存儲系統(tǒng)、SAN(或者其他網(wǎng)絡(luò))交換機和虛擬服務(wù)器的冗余存儲鏈路必須保持可用。這就需要在每個服務(wù)器和存儲系統(tǒng)上都安裝冗余存儲控制器，并且擁有一個通過周密設(shè)計的SAN架構(gòu)。但是不論使用哪種存儲架構(gòu)，定期驗證存儲可用性也應(yīng)該作為災(zāi)難恢復(fù)測試的一部分。

4．4 節(jié)能存儲

運行大容量和高性能的存儲系統(tǒng)需要大量的能源消耗，對于系統(tǒng)的擁有者來說，可以考慮更加節(jié)能的存儲系統(tǒng)，其可以提供更高的每秒輸入/輸出操作、每瓦特能量可以為活動數(shù)據(jù)提供更高的帶寬。節(jié)能存儲同樣可以用每瓦特為非活動(比如歸檔的)數(shù)據(jù)提供更多的容量。在節(jié)能存儲上進(jìn)行歸檔通常通過控制器設(shè)計和磁盤的容量及性能權(quán)衡來實現(xiàn)。

4．5 支持高級存儲特性

一些虛擬化平臺可以使用一些高級存儲特性，比如精簡配合和重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)。一般情況下，支持這些特性的存儲系統(tǒng)可以被虛擬化平臺更加高效地使用，其相互支持通?？梢院喕鎯υO(shè)置和管理需求。類似虛擬化平臺中的新存儲系統(tǒng)能支持遷移特性也十分重要。比如，將虛擬機從光纖通道遷移到iSCSI，再到一個網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。這可能會限制公司對于存儲系統(tǒng)的潛在選擇。但是其他的虛擬化平臺，比如VMware vSphere 4，可以在三種存儲協(xié)議之間進(jìn)行虛擬機的任意移動，這樣可以讓你不再擔(dān)心底層存儲系統(tǒng)。

總之，整合存儲虛擬化可以實現(xiàn)多種功能整合，可以應(yīng)用在多個場景之下。需要對現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境的存儲網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，同時增加新的設(shè)備，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)環(huán)境，對存儲虛擬化產(chǎn)品評估，并進(jìn)行全面的功能和性能測試，量力而行。

[1]封滿樓．青島政務(wù)云開啟節(jié)約高效政府新途[N]．青島財經(jīng)日報，2013－11－27(A15)．

[2]非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)時代，EMC引領(lǐng)行業(yè)IT變革[EB/OL]．http://www．enet．com．cn /article/2013 /0608 /A20130608289608．shtml，2013－06－09．

[3]實施存儲虛擬化時需要注意的十大問題[DB/OL]．http://www．docin．com/p－503173497．htm l，2012－10－20．