2011開題報(bào)告《跨地域節(jié)點(diǎn)IaaS云計(jì)算研究》.doc

中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)級(jí)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（含聯(lián)合項(xiàng)目）開題報(bào)告一、項(xiàng)目編號(hào)及名稱：2011_lh_23 跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算平臺(tái)研究二、項(xiàng)目組：項(xiàng)目組承擔(dān)課題名稱負(fù)責(zé)人及手機(jī)、郵箱廣東移動(dòng)（牽頭單位）跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算平臺(tái)研究研究院it/云計(jì)算新技術(shù)評(píng)估及集采可行性研究三、課題背景和意義電信行業(yè)傳統(tǒng)的it系統(tǒng)，采用“煙囪式”的建設(shè)模式，即每個(gè)it系統(tǒng)的硬件資源均獨(dú)立規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)和使用。這種系統(tǒng)建設(shè)模式下，it系統(tǒng)的改造和擴(kuò)展都非常復(fù)雜，不利于it系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)。由于機(jī)房能源、制冷和空間條件限制，制約了單個(gè)數(shù)據(jù)中心的規(guī)模擴(kuò)展，從而不能滿足日益增長(zhǎng)的系統(tǒng)擴(kuò)容和建設(shè)需求。數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展已經(jīng)超出了地域界限，it行業(yè)正在轉(zhuǎn)向虛擬數(shù)據(jù)中心的概念?？绲赜蚬?jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算，是云計(jì)算的前沿技術(shù)，在云計(jì)算技術(shù)優(yōu)化it系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資規(guī)劃和資源配置以及系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)上，打破數(shù)據(jù)中心的地域隔閡，將云計(jì)算的資源整合范圍進(jìn)一步擴(kuò)展，多個(gè)數(shù)據(jù)中心的資源整合為統(tǒng)一虛擬化數(shù)據(jù)中心資源進(jìn)行配置、使用和管理?？绲赜蚬?jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算研究具有極其重要的意義：（1）通過建立跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算平臺(tái)，可以使數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)展超出地理界限，整合多個(gè)數(shù)據(jù)中心的資源，進(jìn)行統(tǒng)一管理調(diào)度； （2）跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算平臺(tái)具有資源整合度高、資源分配調(diào)度靈活、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、擴(kuò)展能力強(qiáng)、管理簡(jiǎn)便等顯著特點(diǎn)，可以提高it資源利用率、提速業(yè)務(wù)開展、降低能耗、節(jié)省投資，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益；四、課題研究目標(biāo)通過開展本項(xiàng)目線條的研究實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)目前不同機(jī)房、不同地域、不同線條的數(shù)據(jù)中心資源共享，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)云、支撐云、公眾云內(nèi)部的資源共享。五、課題研究?jī)?nèi)容本課題研究以同步方式進(jìn)行信息共享的跨地域資源共享，數(shù)據(jù)中心距離在100km以內(nèi)，距離上限在項(xiàng)目中測(cè)評(píng)；數(shù)據(jù)中心的個(gè)數(shù)上限取決于關(guān)鍵設(shè)備的配置。5.1 研究總體框架1. 設(shè)計(jì)跨地域節(jié)點(diǎn)的iaas云計(jì)算總體架構(gòu)；2. 系統(tǒng)、全面的測(cè)試評(píng)估市場(chǎng)上主流跨域虛擬化產(chǎn)品的功能、性能情況，包括不同廠家產(chǎn)品的匹配情況，分析多廠家解決方案的優(yōu)劣，為后續(xù)云計(jì)算規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)；3. 系統(tǒng)、全面的測(cè)試評(píng)估市場(chǎng)上主流跨域云管理平臺(tái)產(chǎn)品的功能、性能情況，包括不同廠家產(chǎn)品的匹配情況，分析多廠家解決方案的優(yōu)劣，為后續(xù)云計(jì)算規(guī)劃建設(shè)提供依據(jù)；4. 建立業(yè)務(wù)在物理機(jī)環(huán)境和虛擬機(jī)環(huán)境的性能對(duì)比方法論，并測(cè)試得到對(duì)比量化數(shù)據(jù)。本次試驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容，主要包括網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化、計(jì)算資源虛擬化、存儲(chǔ)資源虛擬化、云計(jì)算管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用五部分。1. 網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化： 包括傳輸網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)； 解決跨地域應(yīng)用的用戶統(tǒng)一接入、數(shù)據(jù)中心間二層網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展問題； 確保滿足跨地域主機(jī)遷移、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)訪問的網(wǎng)絡(luò)性能需求； 保證網(wǎng)絡(luò)性能和安全；2. 計(jì)算資源虛擬化：可以在數(shù)據(jù)中心間進(jìn)行虛擬機(jī)熱遷移，實(shí)現(xiàn)跨地域節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源調(diào)度；3. 存儲(chǔ)資源虛擬化： 整合不同廠商、不同型號(hào)、不同存儲(chǔ)架構(gòu)的異構(gòu)存儲(chǔ)資源，形成統(tǒng)一存儲(chǔ)資源池； 提供包括fc、iscsi、nas在內(nèi)的多種存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持； 在網(wǎng)絡(luò)支持下，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源跨地域遠(yuǎn)程訪問，存儲(chǔ)資源與計(jì)算資源解耦；4. 云計(jì)算管理：統(tǒng)一管理調(diào)度包括網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源在內(nèi)的所有云計(jì)算資源；5. 業(yè)務(wù)應(yīng)用：檢驗(yàn)具體業(yè)務(wù)應(yīng)用在云計(jì)算環(huán)境中的效果；5.2 難點(diǎn)及解決方案本項(xiàng)目的難點(diǎn)在于：l 多數(shù)據(jù)中心間二層網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展：1、擴(kuò)展生成樹可能會(huì)增加風(fēng)險(xiǎn)；2、多個(gè)站點(diǎn)中的信息包廣播或洪泛l 存儲(chǔ)擴(kuò)展：計(jì)算資源跨地域遷移時(shí)，跨地域數(shù)據(jù)中心中主機(jī)需要訪問同一存儲(chǔ)資源。需求確保數(shù)據(jù)可訪問、安全和i/o性能5.3 主要技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)本次的主要技術(shù)方案有如下兩個(gè)解決方案：方案一：采用思科網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的解決方案方案二：采用華三網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的解決方案5.4 采用設(shè)備清單現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)需要的主要設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括思科、華三的防火墻、核心交換機(jī)、接入交換機(jī)等數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，主機(jī)設(shè)備包括思科ucs高速刀片、x86 pc server和ibm小型機(jī)等，存儲(chǔ)設(shè)備包括emc、ibm的存儲(chǔ)盤陣和存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備。設(shè)備清單如下：設(shè)備名稱描述配置數(shù)量備注網(wǎng)絡(luò)層h3c s12508核心交換機(jī)虛擬出兩臺(tái)防火墻，兩臺(tái)核心交換機(jī)4華三提供h3c s580060c匯聚交換機(jī)萬(wàn)兆光口上聯(lián)，萬(wàn)兆光口、千兆電口下聯(lián)2華三提供h3c s580032c匯聚交換機(jī)萬(wàn)兆光口上聯(lián)，萬(wàn)兆光口、千兆電口下聯(lián)2華三提供h3c s5820-28c匯聚交換機(jī)萬(wàn)兆光口上聯(lián)，萬(wàn)兆光口下聯(lián)4華三提供asa 5580-20防火墻萬(wàn)兆光口上聯(lián)，萬(wàn)兆光口下聯(lián)4思科提供nexus 7010核心交換機(jī)虛擬出兩臺(tái)防火墻、兩臺(tái)核心交換機(jī)和兩臺(tái)otv交換機(jī)2思科提供catalyst 3750匯聚交換機(jī)萬(wàn)兆光口上聯(lián)，千兆電口下聯(lián)4思科提供nexus 5000匯聚交換機(jī)萬(wàn)兆光口、fc口上聯(lián)，萬(wàn)兆fcoe光口、以太光口下聯(lián)4思科提供主機(jī)層p570power主機(jī)支持powervm虛擬化，千兆電口、萬(wàn)兆光口2it綜合測(cè)試設(shè)備ucs chassis 5108ucs服務(wù)器機(jī)箱萬(wàn)兆fcoe光口2思科提供ucs fabric 6120ucs服務(wù)器機(jī)箱接入交換機(jī)萬(wàn)兆fcoe光口2思科提供ucs blade server b200ucs半寬刀片服務(wù)器萬(wàn)兆fcoe光口4思科提供rh2285x86 pc server萬(wàn)兆光口、千兆電口9華為提供華為刀片服務(wù)器華為刀片服務(wù)器萬(wàn)兆光口、千兆電口4it綜合測(cè)試設(shè)備ibm x3950x86 pc server萬(wàn)兆光口、千兆電口2云平臺(tái)測(cè)試設(shè)備ibm x3950x86 pc server萬(wàn)兆光口、千兆電口2網(wǎng)維設(shè)備ibm x3650x86 pc server萬(wàn)兆光口、千兆電口2網(wǎng)維設(shè)備hp dl580x86 pc server萬(wàn)兆光口、千兆電口2云平臺(tái)測(cè)試設(shè)備oracle數(shù)據(jù)庫(kù)一體機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)一體機(jī)2oracle提供存儲(chǔ)層ibm b24san光纖交換機(jī)8gb接口2云平臺(tái)測(cè)試設(shè)備ibm b80san光纖交換機(jī)8gb接口2it綜合測(cè)試設(shè)備ibm svc存儲(chǔ)虛擬化2對(duì)ibm提供emc vplex存儲(chǔ)虛擬化2對(duì)emc提供ibm ds8300盤陣1it綜合測(cè)試設(shè)備ibm ds4700盤陣1it綜合測(cè)試設(shè)備ibm xiv盤陣1it綜合測(cè)試設(shè)備emc cx4-480盤陣1emc提供emc cx4-240盤陣1emc提供六、專利檢索情況在國(guó)家專利檢索中，針對(duì)“虛擬化”、“云計(jì)算”關(guān)鍵進(jìn)行檢索，其結(jié)果如下：申請(qǐng)人專利所屬國(guó)家專利件數(shù)占本專題專利百分比申請(qǐng)人研發(fā)能力比較活動(dòng)年期發(fā)明人數(shù)平均專利年齡國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司cn4141 26.28%9935.61普安科技股份有限公司cn2828 17.95%6175.25英特爾公司cn2424 15.38%6544.58國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司(美國(guó))091515 9.62%6437.13微軟公司cn1212 7.69%5324.75中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所cn1010 6.41%5235北京航空航天大學(xué)cn99 5.77%3312.22思科技術(shù)公司cn99 5.77%5226.22清華大學(xué)cn88 5.13%3135.25目前，虛擬化、云計(jì)算的相關(guān)的專利絕大部分為將虛擬化、云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到某特定應(yīng)用。其中，暫時(shí)還沒有檢索到關(guān)于跨域、跨節(jié)點(diǎn)虛擬化云計(jì)算技術(shù)方案專利。七、已有的研究工作積累和取得的研究成果本課題目前已經(jīng)進(jìn)行了如下研究工作：1對(duì)目前網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)、存儲(chǔ)虛擬化的技術(shù)進(jìn)行了充分的調(diào)研工作，并分析其優(yōu)劣及其在中國(guó)移動(dòng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中應(yīng)用的可能性；2在分析總結(jié)目前虛擬化技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了iaas跨域云計(jì)算解決方案，并撰寫了iaas跨域測(cè)試規(guī)范、iaas跨域測(cè)試方案等技術(shù)文稿；3結(jié)合中國(guó)移動(dòng)典型的業(yè)務(wù)特征，設(shè)計(jì)了業(yè)務(wù)系統(tǒng)傳統(tǒng)計(jì)算平臺(tái)遷移至iaas云計(jì)算平臺(tái)的方案，并撰寫了相關(guān)的規(guī)范以及方案。八、本課題的創(chuàng)新點(diǎn)和專利點(diǎn)本課題的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于創(chuàng)造性設(shè)計(jì)了跨地域節(jié)點(diǎn)的iaas云計(jì)算基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，充分利用虛擬化、云計(jì)算的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供全新模式的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺(tái)。在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)將多個(gè)不同地域的數(shù)據(jù)中心整合成一個(gè)虛擬數(shù)據(jù)中心。同時(shí)，本課題也集成了目前業(yè)界通用的虛擬化、云計(jì)算產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，其容納產(chǎn)品范圍、系統(tǒng)復(fù)雜度，都將為以后的項(xiàng)目平臺(tái)建設(shè)提供全面的參考意義。本課題涉及到外部合作伙伴委托，本課題中所采用的軟、硬件均為第三方產(chǎn)品，但是項(xiàng)目組研究過程中將嚴(yán)格按照集團(tuán)公司知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)規(guī)定，對(duì)項(xiàng)目整體方案、項(xiàng)目產(chǎn)出的成果，進(jìn)行及時(shí)、有效地知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，有效控制項(xiàng)目知識(shí)產(chǎn)權(quán)風(fēng)險(xiǎn)。明確各合作伙伴的責(zé)任義務(wù)以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬。九、外部合作伙伴委托方案本項(xiàng)目對(duì)目前業(yè)界虛擬化技術(shù)進(jìn)行調(diào)研、分析與評(píng)估，選擇典型的虛擬化軟件/硬件設(shè)備，設(shè)計(jì)跨域iaas虛擬化平臺(tái)測(cè)試方案，對(duì)虛擬化設(shè)備、軟件的功能、性能進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證（其中參與的軟硬件廠商包括華為、ibm、華三、思科、emc、微軟、思杰、vmware、hp等）；針對(duì)廣東移動(dòng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)遷移至云計(jì)算平臺(tái)的準(zhǔn)則、測(cè)試方法，摸索和建立一套衡量業(yè)務(wù)系統(tǒng)是否能夠遷移以及如何遷移至云計(jì)算平臺(tái)的規(guī)范 同時(shí)選擇有豐富集成經(jīng)營(yíng)、云計(jì)算及虛擬化實(shí)施成功案例、獨(dú)立公正的咨詢測(cè)試機(jī)構(gòu)承擔(dān)此項(xiàng)目，以有效指導(dǎo)公司it系統(tǒng)云計(jì)算及虛擬化的建設(shè)實(shí)施工作 十、 預(yù)期研究產(chǎn)出10.1 研究成果（研究報(bào)告、形成的軟硬件平臺(tái)）：跨域測(cè)試云平臺(tái) 10.2 標(biāo)準(zhǔn)成果（形成的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)化組織成果）：暫無企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化組織成果；10.3 專利成果（專利申請(qǐng)計(jì)劃）：暫無專利申請(qǐng)計(jì)劃10.4 試驗(yàn)成果（開展的相關(guān)試驗(yàn)室及外場(chǎng)測(cè)試工作中形成的試驗(yàn)報(bào)告）：跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算測(cè)試報(bào)告基于跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算平臺(tái)業(yè)務(wù)應(yīng)用測(cè)試報(bào)告跨地域iaas云管理平臺(tái)測(cè)試報(bào)告十一、課題研究分工單位分工內(nèi)容輸出成果負(fù)責(zé)人廣東公司牽頭單位跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算測(cè)試方案跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算測(cè)試報(bào)告跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算建設(shè)方案基于跨地域節(jié)點(diǎn)iaas云計(jì)算平臺(tái)業(yè)務(wù)應(yīng)用測(cè)試報(bào)告跨地域iaas云管理平臺(tái)測(cè)試報(bào)告研究院技術(shù)研究十二、項(xiàng)目研究計(jì)劃進(jìn)度工作細(xì)項(xiàng)子項(xiàng)細(xì)分工作細(xì)項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容階段性目標(biāo)時(shí)間計(jì)劃（完成時(shí)間）一、研究需求調(diào)研及方案設(shè)計(jì)1研究需求調(diào)研完成方案編寫feb-112總體方案及子方案編寫討論3方案整合定稿二、環(huán)境搭建1機(jī)房設(shè)計(jì)與配套建設(shè)完成測(cè)試環(huán)境的搭建apr-112測(cè)試設(shè)備的安裝和調(diào)測(cè)3虛擬化軟件的安裝及配置4部署測(cè)試應(yīng)用三、功能性能測(cè)試1網(wǎng)絡(luò)虛擬化測(cè)試實(shí)現(xiàn)跨域節(jié)點(diǎn)云計(jì)算測(cè)試sep-112主機(jī)虛擬化測(cè)試3存儲(chǔ)虛擬化測(cè)試4云計(jì)算管理平臺(tái)測(cè)試5業(yè)務(wù)測(cè)試四、總結(jié)分析1測(cè)試總結(jié)完成分析總結(jié)報(bào)告oct-11十三、項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)決策點(diǎn)及完成時(shí)間計(jì)劃項(xiàng)目關(guān)鍵決策點(diǎn)決策點(diǎn)簡(jiǎn)要描述研究完成時(shí)間計(jì)劃跨地域節(jié)點(diǎn)之間各種網(wǎng)絡(luò)采用何種擴(kuò)展方式？目前有多種擴(kuò)展方式，其中典型有二層物理擴(kuò)展方式、三層網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展等2011年9月虛擬存儲(chǔ)采用帶內(nèi)方式還是帶外方式？帶內(nèi)、帶外虛擬存儲(chǔ)是目前通用的兩種方式，各有優(yōu)劣。前者重管理、輕性能，后者重性能、輕管理2011年9月十四、項(xiàng)目企業(yè)績(jī)效貢獻(xiàn)情況預(yù)測(cè)項(xiàng)目對(duì)企業(yè)績(jī)效貢獻(xiàn)的量化路徑圖項(xiàng)目特征指標(biāo)（pav）指標(biāo)名稱項(xiàng)目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值：pavc項(xiàng)目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值：pave1此項(xiàng)目帶來的指標(biāo)變動(dòng)量：pav系統(tǒng)資源利用率50%70%20%企業(yè)特征指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)及生產(chǎn)類（eav-ps）指標(biāo)名稱項(xiàng)目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值（eavc）項(xiàng)目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值（eave）此項(xiàng)目應(yīng)用帶來的指標(biāo)變動(dòng)量（eav）系統(tǒng)利用率能耗企業(yè)特征指標(biāo)市場(chǎng)及財(cái)務(wù)類（eav-mf）指標(biāo)名稱項(xiàng)目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值（eavc）項(xiàng)目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值（eave）此項(xiàng)目應(yīng)用帶來的指標(biāo)變動(dòng)量（eav）capexopex企業(yè)績(jī)效指標(biāo)（epv）指標(biāo)名稱項(xiàng)目應(yīng)用前指標(biāo)現(xiàn)狀值：eavc項(xiàng)目應(yīng)用1年后指標(biāo)預(yù)期值：eave此項(xiàng)目應(yīng)用帶來的指標(biāo)變動(dòng)量：eav營(yíng)運(yùn)收入營(yíng)運(yùn)支出資本開支注：1） 填寫各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值時(shí)，請(qǐng)?jiān)跀?shù)值后一并填寫指標(biāo)數(shù)值的度量單位（如rmb萬(wàn)元、萬(wàn)人、%等）和指標(biāo)數(shù)值對(duì)應(yīng)的應(yīng)用范圍（如xx地市、x省全省、31省全網(wǎng)等）。2） 項(xiàng)目特征指標(biāo)是本項(xiàng)目應(yīng)用后產(chǎn)生的主要可量化成效，最多不超過3個(gè)。如傳輸災(zāi)難性設(shè)備故障搶修系統(tǒng)項(xiàng)目應(yīng)用的可量化直接成效表現(xiàn)為“縮短故障處理時(shí)間”，此即項(xiàng)目特征指標(biāo)。其eavc為小時(shí)，其eave為分鐘，其eav=eave eavc。3） 企業(yè)特征指標(biāo)是本項(xiàng)目應(yīng)用后對(duì)企業(yè)生產(chǎn)（產(chǎn)品及服務(wù)）和經(jīng)營(yíng)（市場(chǎng)及財(cái)務(wù)）帶來的可量化成效，分