铁路云平台建设方案

铁路云平台建设方案技术创新，变革未来智慧IT铁路行业信息化建设特点铁路行业信息化建设特点1.重要性——信息系统直接关系到铁路的运输生产和安全，甚至影响到国家经济建设2.统一性——铁路运输组织集中统一的特性，对信息资源的整合和优化提出非常大的要求3.专业性——铁路信息系统应用的要求和实际业务的要求之间的耦合度是非常高的，需要不管是硬件还是软件高度配合才能够达到4.复杂性——铁路信息系统的范围广、工种多、变化快，不断推进的铁路体制改革和生产力布局调整对信息系统的敏捷性、可靠性依赖程度越来越高重要性专业性统一性复杂性某铁路局基础环境情况及面临的业务压力基础环境情况小型机系统平台运行核心应用、数据库•调度系统、十八点系统、客票系统、编组系统等•硬件采用IBMPower6、Power7、Power8，共几十台面临业务压力•投资较大，每个系统都要购买服务器、存储、网络等硬件设备以及相关软件，其次，大量既有信息设备的更新，也是一笔很大的投资。•信息设备数量越来越多，机房设施不堪重负。分项目、分系统建设造成一个系统一套独立设备，设备随着应用系统的增多逐年增加。•计算资源利用率低下，分系统建设的项目，从保证系统安全性出发，都配置了双机系统，每台主机只能独立承担该项应用，这样就造成在正常情况下主机的利用率只有40％左右，造成了较大的资源浪费。•多年形成的多套铁路运输信息系统的信息网（铁路运输调度指挥系统（TDCS）、运输管理信息系统（TIMS）、铁路客票发售和预定系统（PMIS）等形成信息采集及监控的大量数据，使传统的IT离散式布局造成低利用率，管理难度大、资源浪费。•设备更新、迁移时难以保证业务的连续性，设备更新、迁移都需要很长时间的准备，即便是在准备工作很充分的前提下，也仍然需要停机维护，无法保证应用系统的连续使用，给依赖信息系统的运输生产造成了较大的影响。因此，对既有资源的整合和云数据中心的转型成为重要的IT管理突破口！X86服务器运行内部应用、中间件•财务系统、信息集成平台系统、人事系统、办公系统、测试系统、托管系统等•X86服务器共几百台，厂商以华为、浪潮为主某铁路局数据中心优化建设的三个主要阶段第一个阶段：计算资源和存储资源的虚拟化整合•2013年完成•改变原有的资源分散部署模式，通过资源整合，虚拟化技术引进，主要实现计算资源的虚拟化资源建设（PowerVM和Vmware），并结合IBMGPFS软件实现核心业务系统的数据集群、业务系统集群以及服务器本地、存储本地高可用性保护的建设。第二个阶段：计算资源虚拟化池和存储资源虚拟化池的管理平台建设和优化•2016年完成•在原有的基础上，对计算资源池的管理手段进行统一的整合，通过PowerVC实现Power和X86平台虚拟化资源池的统一管理，并对X86服务器资源池进行存储资源VVOL管理方式的优化改造；特别是搭建了存储资源池(通过SVC实现），实现了存储资源的统一虚拟化资源池管理，并通过SVC和GPFS结合实现了块存储和文件存储的融合架构，大大优化和提升了存储管理效率，业务的高可用保护机制也获得了更大的提升，并为后续双活中心的建设奠定了基础。第三阶段：双活数据中心的建设•2017年完成•随着新数据中心的建设完毕，完成从旧中心到新中心的数据迁移工作，在加强本地中心高可用资源的前提下，同时实现双活数据中心的建设。SAN应用系统--虚拟化集群数据库应用平台--“3+2”的GPFS集群模式Vmware虚拟化集群某铁路局原有设备都位于一个数据中心，实现了Power服务器和X86服务器的虚拟计算池的建设，并实现了核心数据的集群建设第一阶段建设基础—原有系统架构存储资源池Power服务器资源池X86服务器资源池NIMServerTPCServerHMCSystemTPCVCenterSANLAN存储整合利用IBMpowerVM实现Power虚拟化利用VMWare实现x86服务器虚拟化；第一阶段—核心服务器和存储整合实施方案一期主要实现了如下架构上的设计：Power和X86计算资源虚拟化GPFS下的XIV存储资源整合和池化整体利用率极大提升架构简化，易管理核心数据库集群模式提升了数据库的可用性数据的高可用确保系统高可用实现了良好的线性扩展能力第一阶段—实施完毕后系统架构总结一期项目实施完之后，Power服务器和X86服务器都实现了虚拟化的管理，同时存储通过集中化的整合，实现了资源的集中管理，整体上相对原有的“烟筒”式孤岛架构进行很大优化。架构还是面临如下一些问题需要进行优化提升：Power和X86虚拟化资源池还需要一个统一管理平台实现高效率管理面对云的存储整合资源池没有建立起来新数据中心建立之后的两个数据中心定位块存储和文件存储的融合平台建设需要加强非结构化数据的生命周期管理存储的统一管理平台，特别是容量和性能管理PowerVC实现虚拟化管理IBMSVC实现存储虚拟化第二阶段—实现虚拟化统一管理用户访问服务虚拟或物理服务器池App1App2App3App4App5App6App7App8云管理员用户访问服务Unix计算云Systemp,xzApp1App2App3App4App5App6App7App8用户访问服务虚拟存储池云管理员用户访问服务存储云存储计算云:通过互联网或内部网提供给云用户的是一个可扩展的弹性的服务器(物理或虚拟),服务器对用户是透明的。存储云:通过互联网或内部网提供给云用户的是一个可扩展的弹性的存储或数据服务，物理存储设备对用户是透明的。第二阶段—计算资源+存储资源PowerVC实现Power私有云关键组件软件：PowerVC硬件：Power服务器+SVC（可选）特点实现快速供给、快速部署具弹性、易扩展易资源回收支持异构存储适合开发测试、准生产环境、生产环境优点全部自动化管理简单能够通过维保转嫁风险VMwareVC实现X86私有云关键组件软件：VMwareVC硬件：任何x86服务器特点实时统一集中监控可进行大规模部署可动态分配资源可进行大规模扩展易资源回收缺点仅仅适用于X86平台License按CPU颗数卖，昂贵非OpenStack私有云，二次开发困难能够通过维保转嫁风险关键组件软件：开源OpenStack云管平台硬件：异构服务器（Power,PowerLinux,x86)+支持OpenStack的各类存储特点自行开发，安全可控紧密结合企业实际需求物理机也可纳入管理功能丰富和强大支持异构计算资源和存储资源缺点开发周期较长，落地时间久财务、人力有较高需要OpenStack更新迭代较快，升级频繁无第三方风险转嫁PowerVC+StartCloud实现异构私有云关键组件软件：PowerVC+StartCloud硬件：异构服务器（Power，PowerLinux，x86）+SVC（可选）特点实现快速供给、快速部署具弹性、易扩展易资源回收支持x86平台支持异构虚拟化支持异构虚拟化管理平台支持异构存储适合开发测试、准生产环境、生产环境优点全部自动化管理简单能够通过维保转嫁风险方案一方案二方案三第二阶段—资源池管理可以选择的方案比较开源openstack的虚拟化管理平台实现异构私有云方案四第二阶段—利用PowerVC建立统一的IBMPower云化管理HMCFlex/BladePOWER6/7/8serversHMC平台管理SVCDS8KV5K/V7KXIVCiscoSANBrocade未认证的SAN存储高级虚拟化管理UpwardIntegration&ServiceManagementSoftwareServiceManagementServiceManagementEndtoEndManagementOpenStack云服务管理IBMCloudManager已经认证的OpenStack兼容SAN存储VMAXVNXMore…HDSVSP块存储服务区其它块存储应用。。。数据库OA。。。文件应用1文件应用2其它文件存储应用。。。块应用数据库应用其它块+文件存储应用。。。文件存储服务区统一文件命名空间。。IP网络闪存存储(推荐)SAN网络XIV高可用未来扩展存储设备SVC8node集群服务器资源池PowerVC+VC存储资源池SVC+GPFSGPFS节点扩展GPFS节点第二阶段—优化后的块存储和文件存储融合平台SystemStorageLAN-FreeTier2/Tier3：大容量资源池存储资源池Tier4:备份系统资源池利旧数据自动流动数据自动流动192318221721162011159131014812371526402498-B24192318221721162011159131014812371526402498-B24HA冗余OpenPowerOpenPowerOpenPowerOpenPowerVMVMOpenPowerOpenPowerOpenPowerVDIVDIOpenPowerOpenPower本地磁盘数据库文件系统本地磁盘OpenPowerOpenPower文件共享块设备文件系统123456782SANVolumeController1123456782SANVolumeController1123456782SANVolumeController1123456782SANVolumeController1GPFSSVCLanFCOpenPowerOpenPowerOpenPowerSpectrumControl监控管理OpenPowerOpenPowerOpenPower备份服务器TSM123456782SANVolumeController1123456782SANVolumeController1123456782SANVolumeController1123456782SANVolumeController1LAN网盘虚拟化服务器池OpenPowerHA高可用TSM管理LTFS管理物理带库SVC+GPFS融合统一存储123456782SANVolumeController1123456782SANVolumeController1存储交换机存储交换机XIVXIVTier1：高性能资源池闪存存储闪存存储未来待建第二阶段—完成后架构图V7000XIVV7000SVC存储资源池第二阶段—未来计算云的建设目标--StartCloud同城双活用户所有的业务系统同时在同城的两个数据中心运行，同时为用户提供服务，当某个数据中心的应用系统出现问题时，有另一个数据中心的应用来持续的提供服务。好处是服务能力是双倍的，且对用户来说不可感知。网络双活将同一个网络扩展到多个数据中心，并且实现服务器和应用的虚拟化数据中心互联技术：随着高可用远程集群技术以及虚拟机迁移技术在数据中心容灾以及计算资源调配方面的广泛应用，在数据中心间需要大二层网络连接。存储双活是一种独特的存储技术，使信息能在数据中心内部以及数据中心之间共享、存取或移动，从而将各种不同的存储系统联合成为单一资源。它允许位于地理上分离站点的存储系统同时进行数据存取，对客户透明，且保证了数据的可靠性和可用性。数据库双活指两个数据库系统可以在相隔比较远的情况下同时运行、支持相同的应用负载，并且在一方出现故障时能够迅速切换到另一方（分钟级），保证业务高可用性。应用双活在应用处理层面上实现了完全冗余，交易通过负载均衡自动路由到不同的应用服务器，但是，数据库层面上还是依赖在某一个数据库。第三阶段—同城双活数据中心建设思路两个双活数据中心各部署4个SVC节点，共8个SVC节点组成集群，通过SVC实现两个数据中心的存储双活；结合OracleRAC和应用集群实现数据库层面和应用层面的分中心运行，并互为备份，负载均衡IO运行；本地中心通过SVCVMD实现两个存储的高可用，屏蔽本地中心存储的单点故障；重要数据保存四份，每个中心各两份，屏蔽了本地设备单点故障，数据中心单点故障第三阶段—双活中心整体架构