中国电信集团云主机资源池四川节点建设工程可行性研究报告.docx
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中国电信集团云主机资源池四川节点建设工程可行性研究报告.docx
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中国电信集团云主机资源池四川节点建设工程可行性研究报告
企业秘密
2011年中国电信集团云主机资源池
四川节点建设工程
可行性研究报告
可研编号:
KY110179
工程信息表
基
本
信
息
信息名称
工程相关信息
工程名称
2011年中国电信集团云主机资源池四川节点建设工程
项目编号
KY110179
委托书编号
中国电信函〔2011〕310号
项目性质
可行性研究报告
工程地点
西部信息中心X区二楼东机房
建设单位
中国电信股份有限公司四川分公司
工程概述
秉承全网集约化运营的管理思路,中国电信在全国统一建设云数据中心,并将成都作为重要节点,为四川、云南、广西和西藏等西部地区用户提供云主机业务,启动2011年中国电信集团云主机资源池四川节点建设工程项目。
本工程总投资为3368万元,提供云主机计算、存储、网络等能力,规模为2560个CPU核(每核配置6G内存)、872TB裸容量的共享存储,满足2012年底集团云主机业务四川节点的1500台虚拟主机、650TB有效存储的业务需求。
主要咨询单位
四川通信科研规划设计有限责任公司
参与单位
中国电信集团公司
完成日期
2011.11
人员信息
信息名称
姓名
职称
工作单位
公司负责人
苏朝阳
高级工程师
四川通信科研规划设计有限责任公司
总工程师
唐伟文
高级工程师
四川通信科研规划设计有限责任公司
部门负责人
谢峰竹
工程师
四川通信科研规划设计有限责任公司
项目总负责人
谌明林
助理工程师
四川通信科研规划设计有限责任公司
编制人
杨长茂
助理工程师
四川通信科研规划设计有限责任公司
何翔
工程师
四川通信科研规划设计有限责任公司
丁静荣
高级工程师
中国电信集团公司网络发展部
于玉海
高级工程师
中国电信集团公司网络发展部
吴跃华
高级工程师
中国电信集团公司网络发展部
伍思源
高级工程师
中国电信网络运行维护事业部
阎国臣
工程师
中国电信集团公司网络发展部
审核人
叶莉
工程师
四川通信科研规划设计有限责任公司
1概述
本文件为:
2011年中国电信集团云主机资源池四川节点建设工程可行性研究报告。
1.1项目背景和必要性
云计算是信息化、互联网、移动互联网对低成本海量数据存储和大规模并行计算需求快速增长的背景下出现的基于互联网的新型IT服务提供架构,将集群计算能力通过互联网向公众提供服务的互联网新业务形式。
云计算与IDC有着天然的密切联系,在IDC引入云计算,利用大规模低成本的IT设备单元,通过网络连接起来,为客户提供弹性的资源服务。
云计算为IDC提供了新的基础技术和业务模式,利用云计算技术,改变传统IDC单一的机房机架出租模式,降低IDC运营成本,弹性的资源分配、动态的资源调度,提供灵活的资源组合和快速的业务提供能力。
当前,云计算技术已经发展到一定的阶段,在部分领域具备商用基础,国内外各大型企包括电信运营商、设备商也都在研究和使用云计算技术来解决当前遇到的问题,取得了一定的效果。
随着政府及各行业对云计算关注度持续增强,中国云计算产业蓬勃发展,各地云计算数据中心和产业园相续落成,2011年上半年各地大型云基地数量已超过20余家,并且下半年依然有持续快速增长的趋势,而在客户市场,云计算在国内已进入应用发展阶段,云主机、云存储等产品逐渐获得市场认可。
中国电信布局和抢占云数据中心市场先机机不可失。
因此,发展云计算对中国电信意义重大:
首先,云计算作为3I交融的代表性领域,是中国电信向综合信息服务提供商成功转型的战略性选择之一;其次,采用云计算技术能有效利用资源,节能减排、降本增效,实现企业效益与社会效益的同步提升;同时,云计算有利于增强应用协同,丰富应用提供,增加用户粘性;最后,发展云计算也是中国电信扩大产业影响力的重要手段。
在此新形势下,将云计算技术引入到IDC,发展基于云计算的新型IDC业务,满足客户对云业务的需求,成为当前一项迫切的任务。
2010年根据集团公司的统一部署,四川公司作为云计算现场试验省公司之一,进行了云计算IaaS技术、云存储技术和PaaS平台技术的相关试验,并取得了预期的效果,积累了建设经验。
中国电信在2011年启动云数据中心建设,尝试引入云IDC业务,为今后在集团内积极稳妥地引入云计算业务,规模建设云计算平台提供参考依据。
根据中国电信工作通报2011[175]号文的指导意见“云计算全网集约化运营的管理思路,全集团将统一开展云计算资源池和云管理平台的规划、部署和运营管理工作,计划在全国统一建设6-8个云计算数据中心,用于承载和向全网提供云主机、云存储等集团级云产品”。
中国电信云主机业务是基于云数据中心基础设施及专业服务能力,向客户提供按需租用的共享或独享的IT基础资源(计算、存储、网络等)租用服务,具有快速部署、按需租用、自助服务、安全可靠的特点。
本期工程将根据云主机业务需求,在四川构建云主机资源池以满足云主机产品的业务发展需要。
本可研报告将针对云主机资源池四川节点建设的可行性进行论证。
1.2编制依据
1)中国电信函〔2011〕310号《关于委托编制2011年集团云主机、云存储资源池四川节点建设工程可行性研究报告的函》;
2)发改投资[2006]1325号《国家发展改革委、建设部关于印发建设项目经济评价方法与参数的通知》及《建设项目经济评价方法与参数》(第三版);
3)《云计算技术白皮书(2010年版)》,中国电信〔2010〕141号;
4)《中国电信云计算IaaS服务技术要求(2010年版)》;
5)《中国电信业务平台、IDC建设引入云计算技术的指导意见》,中国电信〔2010〕985号;
6)《中国电信云计算发展规划思路》,中国电信集团网络发展部,2010年6月9日;
7)《云计算工作汇报》,中国电信集团网络发展部,2011年3月;
8)《中国电信“云计算”技术指导意见》中国电信〔2011〕542号;
9)《中国电信云主机业务规范(试行)》,中国电信集团公司政企客户事业部,中国电信股份有限公司上海研究院,2011年9月;
10)《云主机(标准版)技术规范v1.0(征求意见稿)》,中国电信集团公司;
11)《服务器虚拟化软件采购需求模型v5》,中国电信集团公司网络发展部;
12)《中国电信集团工程建设管理办法(征求意见稿)》
13)中国电信北京研究院、上海研究院、广州研究院提供的相关技术资料;
1.3文件分册
本可研为2011年中国电信集团云主机资源池四川节点建设工程可行性研究报告,全一册。
1.4项目进度计划
将按照集团要求的项目计划表推进项目建设进度,计划在2012年3月底前完成初验,建设进度具体如下:
2011年中国电信集团云主机资源池建设工程进度表
序号
里程碑
完成时间
负责单位
1
可研评审
2011年10年18日
网发部、设计院
2
可研批复
2011年10月28日
网发部
3
完成采购
2011年12月12日
采购部
4
一阶段设计评审
2011年12月19日
网发部、设计院
5
一阶段设计批复
2012年1月9日
网发部
6
软硬件设备到货
2012年1月13日
厂家
7
软硬件部署、联调测试完毕
2012年3月1日
厂家、建设单位(网运部)、网发部、研究院
8
安全验收完毕
2012年3月15日
厂家、建设单位(网运部)、网发部、研究院
9
初验
2012年3月20日
建设单位(网运部)、网发部
以上进度实际情况可能会有所变动,具体进度将根据项目的开展情况进行适当调整。
1.5分工界面
●集团公司
负责项目总体组织协调,项目的立项,相关规范制定,对相关系统改造需求的确认,可研委托及评审批复,设计委托及评审批复,组织设备采购,联调测试,业务割接,验收评价等工作。
●建设单位
配合可研的方案制定、机房网络现状资料的搜集、相关基础配套的准备工作,负责项目的具体实施、工程建设、配套设备采购,协调施工单位和设备厂家进行设备和材料的安装调测。
●设计单位
负责工程勘察,提供新增设备安装布置,网络组织方案、施工图纸、概预算编制,并根据需要解决相关技术问题并提出配套设备建设方案,提供本次工程整体建设方案,配合建设单位和集成单位完成实施方案。
●集成单位
负责系统的整体集成,提出云主机平台的集成方案,负责云主机平台工程的实施和协调,全网联通测试、端到端的业务联调。
●施工单位
施工单位负责本项目的服务器等硬件设备、机架、列头柜及配套材料的安装、布放。
1.6建设规模与投资
本期工程新建云主机资源池四川节点,新增服务器90台、磁盘阵列6套共872T、汇聚交换机2台、接入交换机14台、光纤交换机6台、防火墙2台、负载均衡器2台、KVM交换机4台、虚拟化软件(满足56台4路PC服务器需求)、服务器虚拟化管理软件1套、操作系统210套。
工程投资3368万元,由股份公司出资。
1.7可行性研究范围
本可行性研究报告包括如下主要内容:
(1)分析、论证项目建设的必要性;
(2)项目的建设背景及本期建设需求分析;
(3)项目的建设目标及建设方案;
(4)工程投资估算及经济分析;
(5)项目进度安排;
(6)人员编制及培训;
1.8研究期
本可行性研究报告基础年为2011年,投产年为2012年,系统规模满足2012年底集团云主机业务四川节点的需求,同时应确保以后能够顺利平滑扩容升级。
1.9可行性研究结论性意见
经过技术和经济分析,本报告认为该项目技术上可行,经济上可行。
2云主机四川节点需求分析
中国电信云主机业务是基于云数据中心基础设施及专业服务能力,向客户提供按需租用的共享或独享的IT基础资源(计算、存储、网络等)租用服务,具有快速部署、按需租用、自助服务、安全可靠的特点。
客户可以通过自服务门户便捷地进行资源申请、资源管理与监控,快速部署应用,并根据需求动态弹性扩展租用资源。
云主机面向的用户群主要是有弹性资源部署需求的客户,包括:
●互联网经营类客户:
包括门户网站、网游、团购网、视频网站等
●应用服务类客户:
包括SaaS应用服务商和应用开发商等
●中小企业类客户:
包括动漫、设计、软件开发公司等
●园区类客户:
包括科技园、软件园、创业园等
●政府类客户:
包括城市管理、医卫、教育等
●金融类客户:
包括城市商行、外资/台资银行等
2.1业务分类
中国电信云主机业务根据业务的服务内容不同,可以分为公有云、私有云和混合云服务:
1)公有云服务
公有云服务是面向多客户开放的云服务模式,提供云计算模式下的虚拟机、存储、网络等IT基础资源租用服务。
一般适用于向中小企业客户提供标准化虚拟机服务。
2)私有云服务
私有云服务是利用中国电信的云资源池为客户单独构建IT基础设施的云服务模式。
一般适用于向大中企业客户提供按需的云资源池,客户自行分配和管理资源。
3)混合云服务
混合云服务是向客户提供公有云和私有云服务的整合体。
2.2业务功能
2.2.1公有云服务功能
2.2.1.1云计算资源租用
云计算资源租用服务提供vCPU、内存、系统存储和预置操作系统的弹性计算资源,客户可灵活选择不同的资源配置,并可根据业务需求变化对资源进行弹性扩展或者收缩。
1)虚拟机配置
虚拟机资源配置包括vCPU、内存和系统存储等,系统提供资源配置模板和自定义两种方式供客户选择。
•资源配置模板:
提供了几类常用的虚拟机规格供客户选择,具体如下:
云主机规格系列
型号
vCPU(个)
内存(G)
系统存储(GB)
标准系列
小型
1
2
30
中型
2
4
40
大型
4
8
50
高内存系列
中型
2
12
40
大型
4
16
50
高计算系列
中型
8
8
40
大型
12
12
50
备注:
1个vCPU处理能力相当于2.0GHzx86CPU的1个物理核的处理能力。
•自定义资源配置:
提供vCPU、内存和系统存储的规格列表供客户选择,具体如下:
⏹vCPU可选规格:
1、2、4、8、12
⏹内存可选规格:
1G、2G、4G、8G、12G、16G
⏹系统存储可选规格:
30G、40G、50G
2)预置操作系统
提供以下预置操作系统供客户选择:
Windows
(32/64位)
WindowsServer2003
WindowsServer2008
Windows7
Linux
(32/64位)
RedHatEnterpriseLinux
OracleEnterpriseLinux
OpenSUSELinux
UbuntuLinux
CenterOS
3)虚拟机配置弹性扩展
提供按需的资源弹性扩展,包括CPU和内存的弹性扩充和弹性缩减,及系统存储的弹性扩充。
2.2.1.2云存储资源租用
云存储资源租用为客户虚拟机提供系统存储之外的额外存储资源,适用于虚拟机上应用系统的数据存储,及数据和文件归档、备份等。
具体功能包括:
1)额外存储空间
客户按需选择额外存储空间大小。
中国电信后台云存储系统应支持不同类型客户对存储性能的不同需求。
2)逻辑卷管理
客户租用的存储资源可划分多个逻辑卷,提供逻辑卷的格式化、挂载、卸载等管理功能。
一个逻辑卷在同一时刻只能挂载到一台虚拟机,一台虚拟机在同一时刻可以挂载多个逻辑卷。
3)快照
提供对虚拟机的在线快照功能,能够记录快照的时间点和描述,客户可根据需要恢复快照或删除快照点。
4)备份
提供对虚拟机的备份功能。
客户可选备份方式(包括差分备份、完全备份)和备份周期(包括天、周等)。
2.2.1.3智能云网络
智能云网络为虚拟机供所需的虚拟网卡、IP地址、VLAN、内外网部署、虚拟负载均衡和虚拟防火墙等网络服务,包括:
1)虚拟网卡:
针对虚拟机需要连接多个网络的需求,可为每台虚拟机提供多个虚拟网卡(1-7)。
2)公网IP:
针对虚拟机需要连接多个网络的需求,可配合多虚拟网卡,为每台虚拟机提供多个公网IP(1-7)。
3)VLAN:
针对客户为多个虚拟机组建多个子网需求,可提供多个VLAN。
4)内外网部署:
针对客户的互联网应用系统,提供虚拟机的外网部署服务;针对客户的内部应用系统,提供虚拟机的内网部署服务(一般通过VPN专线连接)。
内外网之间逻辑隔离。
5)虚拟负载均衡:
提供多客户模式的虚拟负载均衡服务,不同客户虚拟负载均衡之间安全隔离,不相互影响;可为每个虚拟负载均衡设置独立、可定制的负载均衡策略。
客户可通过自服务门户,对租用的负载均衡设备进行管理和配置;也可通过Telnet、SSH或图形化管理工具等手段实现远程操作。
6)虚拟防火墙:
提供多客户模式的虚拟防火墙服务,不同客户虚拟防火墙之间安全隔离,不相互影响。
可为每个虚拟防火墙设置独立、可定制的安全策略。
客户可通过自服务门户,对租用的防火墙设备进行管理和配置;也可通过Telnet、SSH或图形化管理工具等手段实现远程操作。
7)互联网接入:
虚拟机在使用过程中需要互联网接入或VPN专线等网络产品配合才能正常使用,互联网接入可提供共享带宽和独享带宽两种方式。
需要支持在云主机业务订购中允许同时选择需要的互联网接入(VPN专线需单独开通),即客户可以在自服务门户订购云主机业
8)务时,允许选择互联网接入(带宽、类型),实现与客户租用的云主机资源的统一开通。
2.2.1.4自助服务
云主机产品通过统一的自助服务界面向客户提供自助服务功能,包括服务目录浏览、资源订购/变更/退订、资源操作和资源监控等功能。
2.2.1.5其他功能
1)预装系统软件
提供多种系统软件供客户选择,包括常用数据库、常用Web和应用服务器和常用应用环境等:
数据库类
Oracle
MicrosoftSQLServer
MySQL
Web和应用服务器类
ApacheServer
IIS
Tomcat
应用环境
J2EE
PHP
Asp.Net
2)重装操作系统
为客户提供虚拟机重装操作系统功能,执行该功能时提醒客户自行备份虚拟机上的应用系统和数据。
2.2.2私有云/混合云业务功能
2.2.2.1云资源池租用
基于独享物理资源的云资源池主要适用于私有云客户,基于共享物理资源的云资源池主要适用于分销商。
客户租用云资源池后,自主定义虚拟机规格,自行创建和管理虚拟机。
客户通过合同约定租用的云资源池规格、数量和资费等信息,由云管理平台实现云资源池的开通和交付。
客户可通过自服务门户管理和使用云资源池,包括虚拟机的创建、使用、监控和操作等。
2.2.2.2自助服务
私有云/混合云客户通过自服务门户,对其租用的私有云资源池进行自主管理、分配和使用。
混合云客户通过自服务门户对其租用的公有云资源(虚拟机)进行资源订购、监控和使用。
2.2.2.3资源管理接口
云管理平台提供资源管理接口供客户调用。
客户通过自建的云管理系统调用电信资源管理接口,实现对客户自建云资源池和租用电信的云资源池的统一管理和调配。
资源管理接口提供对电信云资源池的管理和使用功能,包括虚拟机创建、虚拟机资源动态增减、虚拟机生命周期管理、虚拟机批量部署、模板管理、资源迁移、备份和恢复等功能。
2.3业务规模
根据前端提供业务需求,本期工程各节点(上海、四川、广东)各节点客户规模如下所示:
其中四川节点根据本期需求配置云主机数为1500台(其中30%折合为物理机方式提供);存储采用raid5方式,有效存储容量为650T,公有云和私用云用户按4:
6的比例部署。
2.4需求分析
本期云主机平台主要的客户类型包括政府、金融、园区、中小企业、应用服务类、互联网经营类客户,根据业务需求,云主机平台需同时提供公有云业务、私有云业务,公有云和私有云在物理层面分开部署;公有云、私有云各占云资源池的40%和60%;同时能根据实际业务发展情况在公有云和私有云两个区之间调配云资源池。
3云主机四川节点建设方案
3.1总体技术架构
云主机技术体系包括资源池和云管理平台两部分构成。
资源池为用户提供计算、存储和网络资源。
云管理平台统筹运营管理云资源池,实现云资源对云产品的按需分配,提供自服务门户和管理接口,并实现云主机“一点接入,全网服务,统一管理”。
云管理平台与云资源池是松耦合关系,管理平台能管理多种虚拟化软件构建的资源池。
本工程负责云主机资源池四川节点的建设,包括资源池的构建以及适配层的硬件。
3.2资源池建设方案
3.2.1总体方案
本期在西部信息中心新建云主机资源池四川节点,部署服务器、存储、网络、虚拟化软件、操作系统等软硬件设备(包括适配层硬件),提供1500个虚机、650T存储及相应的网络能力,通过适配层实现集团云管理平台对四川节点的统一管理,满足本期目标客户的云主机业务需求。
四川节点实现架构:
四川节点由基础设施、资源、节点管理层、适配层组成。
基础设施:
提供承载云主机设备的基础,如机房场地、电源、空调、机架、网络设施等。
资源层:
提供计算、存储、网络能力的软硬件设备,如存储设备、服务器、交换机、防火墙、负载均衡器等硬件设备,虚拟化软件、操作系统等软件设备。
节点管理层:
实现在节点内直接对资源层的软硬件设备进行管理的功能,如虚拟化管理软件、网络管理软件、设备管理软件等。
云管理平台通过云资源适配层实现对四川节点资源池的管理,适配层将管理平台的管理指令翻译成节点管理层系统能识别的指令,并将节点管理层的反馈结果返回给云管理平台。
系统采用3层网络架构,即接入层、汇聚层和核心层;存储采用FCSAN网络方式部署,根据业务类型和规模,计算资源按公、私有云独立部署的原则,划分为6个集群,其中公有云2个,私有云4个。
3.2.2主机方案
参考《云计算虚机资源需求分析方法和换算模型》,根据标准化的虚机资源需求分析方法和典型的虚机需求换算模型,确定资源池物理机建设规模。
(1)选择原则
服务器的选择综合考虑业务需求、机房空间、机房供电、计算能力、采购成本、管理成本、耗电等因素。
•业务需求
根据云主机业务需要,选型应便于从物理上划分服务器,能较好地满足不同虚机规格的需求。
•投资成本
服务器处理能力按摩尔定律发展,不建议采购最新、性能最强的处理器,因其性价比最低。
CPU处理能力发展快之外,考虑到X86服务器的CPU、内存等扩容成本高、实施代价也大,因此建议不考虑后续对服务器部件扩容。
有利于充分利用资源、尽量减少资源碎片的出现。
•机架建设
由于IDC机房机架等基础配套建设成本较高,在满足本期处理能力需求的同时,需尽量考虑节省机架空间。
•技术特点
由于不同CPU对应的虚机之间目前不能迁移,因此在一个集群内选择一种CPU,最好是同一系列。
综合考虑以上因素,本期工程选择4路8核的PC服务器。
(2)选型计算
根据CPU选型:
类型
名称
值
参数
虚机数量需求
1500
参数
每虚机的vCPU数
4
参数
每虚机实际的vCPU平均占用率
0.3
计算值
每虚机实际平均占用处理能力(以vCPU处理能力计)
1.2
参数
单vCPU能力与本期建议的单CPU核处理能力比值
1
计算值
每虚机实际占用处理能力(以本期建议的单CPU核处理能力计)
1.2
参数
预留处理能力比例(系统消耗+冗余)
0.4
计算值
总核心数需求(以本期建议的单CPU核处理能力计)
2520
计算值
对应4路8核服务器(台)
78.75
计算能力需求(CPU核数)=虚机数量需求*每虚机vCPU数*每虚机实际的vCPU平均占用率*单vCPU能力与本期建议的单CPU核处理能力比值*(1+预留处理能力比例)根据内存选型:
类型
名称
值
参数
虚机数量需求
1500
参数
每虚机的内存数量(G)
8
参数
每虚机内存平均使用率
1
计算值
每虚机实际占用内存容量
8
参数
单虚拟内存能力与本期建议的内存能力比值
1
计算值
每虚机实际占用内存能力
8
参数
预留处理能力比例(系统消耗+冗余)
0.3
计算值
总内存数需求(G)
15600
参数
单台服务器每Core对应内存量(G)
8
计算值
对应4路8核服务器(台)
61
按就高原则,本期配备4路8核的服务器80台,合计2560个CPU核,平均单虚机的物理资源为1.7核、10G内存。
3.2.3存储方案
(1)服务器自带存储
服务器自带存储主要用于存储底层操作系统、虚拟化服务器软件、其他基础软件所需的存储空间,以及其他临时数据存储所需空间,配备2个450G以上磁盘即可。
(2)共享存储
云主机需采用共享存储作为虚机存储,并为客户提供额外存储空间租用服务。
共享存储结构主要有网络连接存储NAS、存储区域网络SAN、IPSAN等几种类型。
其中SAN存储结构的性能最好,扩展性也较好,且成熟稳定,目前各种类型的磁盘均能安装到SAN存储
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