近年来,大庆油田各级领导十分重视油田信息化建设,加大了信息化建设投入力度,除A1、A2、A4、ERP等中国石油天然气集团公司统建项目外,还自建了很多业务应用系统,这些应用系统在油田生产管理、科研和现代化办公中发挥了很大作用,使油田信息化程度不断深入,水平逐年提高。与此同时,传统的硬件设施与应用系统一对一的静态部署模式, 自建自用的信息资源提供服务模式,导致了信息资源的极大浪费。而云计算为油田信息化建设提供了一个新的技术和管理模式,有助于解决这些问题。
1 云计算基础环境设计与实现
云计算是一种模型,它可以实现随时随地,便捷地、随需应变地从可配置计算资源共享池中获取所需的资源,快速供应并释放,使管理资源的工作量和与服务提供商的交互减小到最低限度。
由于整个企业云计算环境的搭建规模较大,涉及范围较广,从后台的存储、服务器到前端的桌面都进行了彻底的改变,具体包括群集可扩展的存储系统、虚拟服务器群集系统和云桌面及配套管理系统。
1.1群集可扩展的存储系统
本项目采用IBM XIV集群存储,IBM XIV被业内称为革命性的新一代存储架构,它是采用了大规模并行的分布式网格存储技术,使用了“Scale Out” (横向扩展)的存储架构,利用多路网格模块并行分担存储负荷,并通过细粒度数据分布算法保证数据的恒定均衡分布,它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展。
本项目采用两台32口SAN交换机与两台XIV存储交叉冗余连接方式,满配xiv存储连出12条4G光纤,每台SAN交换机上连6条,这6条是冗余及负载均衡的,半配I存储连出8条4G光纤,每台SAN交换机上连4条,服务器根据需要连接到SAN交换机,一般应用采用单条链路,核心重要应用采用两条链路分别连接到两台SAN交换机,实现链路冗余及负载均衡。
1.2虚拟服务器群集系统
在服务器虚拟化方面,建立虚拟服务器集群及配套管理系统,将现有应用逐步迁移到虚拟环境,确保核心应用的高可用及应用异地故障快速切换,提高各应用服务水平,提高物理主机的利用率,本项目采用了VMware公司的vSphere。
根据应用需求对服务器进行分类,云桌面服务中虚拟桌面由于需要在一台服务器上运行多个桌面,因此配置四台128G内存的4路服务器,而Windows远程桌面服务采用两台32G内存4路服务器,在生产用虚拟化部署了一台64G内存、四台48G内存的4路服务器和两台16G内存2路服务器,测试用虚拟化则利用原有服务器,包括一台64G内存、一台48G内存4路服务器及三台32G内存2路服务器。
服务器虚拟化采用群集模式,一个群集相当于一个实体,并可作为单个实体进行管理。它表示共享相同网络和存储阵列的一组物理x86服务器的聚合计算和内存资源。利用群集技术可将服务器资源有效地整合在一起,避免了以往服务器资源的浪费,充分发挥合并后多CPU和大内存的优势,方便服务器的统一管理,另外我们还采用了HA和DRS,实现了服务器容灾及负载均衡,从而为虚拟化实施提供更有利的后台保障。
1.3云桌面及配套管理系统
在云桌面方面,建立远程桌面服务及配套管理系统,利用VDI、Terminal Server建立用户远程使用桌面工作模式,通过建立标准桌面镜像快速部署用户桌面,通过文件服务为用户提供统一数据存储空间,采用高效传输协议及优化终端软件等方法提高流媒体、三维图形远程显示效果,本项目采用了VMware View。在客户端方面,云计算服务的展现层可以通过云桌面客户端设备来接入,并通过AD认证系统集成提高系统的安全性。
考虑到用户使用习惯不尽相同,在用户桌面上为用户提供了多种选择,一是通过Windows Server 2003、Windows 2008 R2提供的Terminal Server远程桌面,二是用VMware虚拟机提供的Windows XP、Windows 7虚拟桌面,用户可根据个人习惯任意选择桌面系统。为保证给用户提供的各类桌面在使用上的统一,分别对2003、2008、XP、Win7桌面进行定制,为各系统安装常用软件并进行配置,应用组策略实现用户权限、用户界面的控制。
2 应用情况
大庆油田云计算环境为用户提供了4种云服务模式,具体包括云模式办公桌面环境应用、云模式培训环境应用、云模式软件工程环境应用和云模式专业软件远程可视化应用,各种云服务模式的应用改变了用户的使用方式,改变了系统运维人员、应用系统管理人员对系统和应用软件的部署方式。其中云模式办公桌面环境应用、云模式培训环境应用、云模式软件工程环境应用已得到了普及,下面着重阐述云模式专业软件远程可视化应用。
通过实施云计算环境,充分利用服务器资源、存储资源以及网络资源,实现石油专业应用软件许可统一管理,集中管理各类软件50余种,用户通过网络随时随地获取系统、软件、数据资源,同时通过软件和数据共享技术,节约大量重复的软件和数据占用的存储资源,减少软件部署及数据提供时间,让信息服务更加快捷和灵活。
石油专业软件多以三维图形显示为主,并且主要配置的是图形工作站,其显卡资源无法共享,主要软件有以Windows系统为主的Petrel地址建模软件和sMT综合地震解释软件,以Linux系统为主的Geoprobe(兰德马克公司)、Geoviz(斯伦贝谢公司)等地球物理专业软件,以上这些软件都需要进行三维渲染,都是基于OpenGL或其之上的API开发的。通过远程桌面(Windows系统)或x仿真服务器(Linux系统)都无法获得真实的图形显示,或这些应用程序根本就无法执行,这也是导致工作站无法集中部署和共享的直接原因。
为此本项目采用了DCV(Desktop Cloud Visualization)、VirtualGL和RealVNC等技术,通过集成这些技术彻底解决了三维图形远程可视化问题,从而也解决了工作站集中部署问题。
通过云计算虚拟化技术、云桌面可视化技术、云计算可扩展集群存储技术、云计算应用软件集中部署技术等,逐渐整合了企业现有资源,将最大化发挥服务器效率,并提供优质的服务。表1从生产率、业务连续性、数据安全性、培训高效性、软件工程化以及投资和运维费用等6个方面概括了大庆油田云计算所带来的社会效益。
表1大庆油田云计算所带来的社会效益
综上分析,大庆油田云计算环境给我们带来IT革命,取得了良好的效果,为我们带来了巨大的经济效益和社会效益,充分说明了云计算模式的应用系统集中管理的实用性和先进性。除此之外。将为国家节约巨大的电能,并且也推进了系统安全和数据安全,其社会效益也将是巨大的。
3 结束语
大庆油田云计算环境是采用先进、适用、标准化技术和产品,进行最优系统集成设计,建立虚拟化、标准化、动态可扩展的公共存储池、服务器池、应用软件池和桌面系统池,支持各类硬件、软件的集中部署,最终以云服务的方式与服务模式,为各类管理和专业人员提供信息和软件远程到桌面服务,从而建立按需提供、动态扩展、集中、集成、简化、优化、经济、安全的新一代信息化基础架构。通过云计算虚拟化技术、云桌面可视化技术、云计算可扩展集群存储技术、云计算应用软件集中部署技术等,逐渐整合了企业现有资源,将最大化发挥服务器效率,并提供优质的服务。通过近一年来的生产化应用,取得了良好的效果和巨大的经济效益,充分说明了云计算模式的应用系统集中管理的实用性和先进性。
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