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1、中国移动集团级重点研发项目结题汇报报告,xx年x月x日,项目名称：基于云计算平台的虚拟化资源 全生命周期管理的研究,一.课题目标实现情况,目 录,二、主要研究成果（整合后）,1.1 研究背景及目标（开题报告）,云计算是最热门的IT技术和理念，也是实现IT系统集中化建设的重要手段为提高IT系统的利用率，降低建设成本，加快业务上线速度，北京公司于2010年展开了虚拟化实践服务器虚拟化实际业务应用的迁移虚拟化架构下，初步形成了资源和应用的松耦合10年技术部组织的联合项目IT支撑系统云计算技术方案与规范，北京公司参与其中，重点进行云资源全生命周期管理的研究。同时北京公司借由云计算项目的实施，对云计算的
2、研究方向进行了实际的落地实践，为研究项目提供了理论依据与数据支撑。,1.1 研究背景及目标（开题报告）,研究方向：在众多的企业私有云计算平台运营管理中，资源管理是一个非常重要的方面。特别是在实施云计算以后，传统的资源使用模式得到了很大的改变。通过对云计算下的虚拟资源全生命周期的研究，一方面可以根据其规律性辅助地反映相关业务的推出、成长、黄金期、衰落期、退出的生命周期，为业务决策做出贡献；另一方面可以以虚拟资源生命周期规律性为依据来控制用户实际使用的IT资源，从而达到“开源节流”中节流的目的，实现云计算环境的初衷：更敏捷、更省钱以及资源的高度优化。,1.1 研究背景及目标（开题报告）,研究目标：
3、结合云计算资源池环境，全面研究资源的生命周期流程和自动化部署，以及资源的预警调度和风险控制等；研究云计算管理功能框架，用户的角色权限管理等；形成云资源的生命周期管理流程，对资源的部署上线形成规范要求；研究云计算资源预警和调配、风险控制；课题研究观点注意采用现网运行数据进行支撑。,1.2 主要研究内容（开题报告）,说明：即开题评审后，确定的主要研究内容、主要解决方案、难点、总体思路、达到效果及各研究单位的分工。主要研究内容云计算平台提供的是一个供众多业务系统共同使用的资源池，业务系统不再独占物理资源而是面向虚拟资源，业务系统之间的资源共享与资源灵活调配也成为常态。而一套业务系统从规划、设计、试运
4、行、运营、更替甚至销毁的完整生命周期也和以往的依赖纯物理资源的建设模式有了非常大的变化，如何有效地对云计算平台提供的虚拟资源进行全生命周期管理，成为云计算资源管理中一个重要的课题，针对云计算的技术特点，如何为业务系统制定新的建设和管理策略，如何为物理和虚拟资源制定全方位、有效、长期的管理策略，成为能充分发挥云计算平台的优势和特点的重要研究方向。研究基于X86的解决方案由于在众多的企业私有云构建方案中，基于X86体系虚拟化技术构建IaaS层面的企业私有云成为许多企业的优先选择，因此本文选择基于X86体系虚拟化技术构建的IaaS层面企业私有云计算平台作为主要研究对象，对云计算（IaaS）虚拟资源全
5、生命周期进行分析与讨论,1.2 主要研究内容（开题报告）,研究总结云计算平台中虚拟资源的定期回顾和弹性管理，是在云计算环境下，业务监控和运营流程以及资源运营流程中一个非常显著的变化，研究云计算中虚拟资源的全生命周期，一方面能够实现最高效的资源管理，一方面能够为业务的生命周期提供有力的数据支撑。IT部门实现了建立在对虚拟资源生命周期研究透彻基础上的云计算平台后，能够达到以下目标：降低总拥有成本降低基础设施投入成本降低运维管理成本转变IT部门的角色从提供资源到提供服务从资源管理到服务管理从成本中心到效益中心找到新的业务增长点云计算作为一种新的模式可以成为企业新的业务以及利润的增长点，从搭建成熟生命
6、周期管理体系的私有云开始往公有云转变，我们完全可以凭借自己特有的优势在云服务提供商的群体中占有一席之地。这样云服务将会成为业务的一部分，成为全新的业务和利润的增长点。,在该项目工作中1）解决了 2 项公司在市场发展和生产运营中存在的关键问题（如何解决，解决到了什么程度）解决了业务发展中存在的IT规划问题，确立了以云计算为主的系统建设发展路线。解决了设备采购成本高、能力无法充分发挥问题，对IT系统进行了统筹管理，提高设备利用率，降低硬件投资成本。2）研究和提出了1项关键技术点的决策建议。虚拟资源全生命周期管理模型及规范3）挖掘了国内专利申请 0 项。,1.3 目标完成情况总结,4）输出企业标准
7、1 个。管理支撑云计算平台资源服务申请使用规范5）完成新技术试验 2 项 云计算（IaaS）虚拟资源全生命周期管理模型及其实现 基于服务理念的管理支撑云团平台6）初步估计对企业绩效的贡献情况为（开放式回答）。北京公司成功建设管理支撑云，集成了超过40%的MSS域IT系统，经过估算，对于服务器设备的投资节省达55%，设备能耗降低74%，大大降低了系统投入。通过对虚拟资源生命周期的研究，制定并实现了资源服务模式和管理架构，并以服务的理念建设云团管理平台，实现一站式部署和自助管理，可被其它省市公司进行推广和引入。,1.3 目标完成情况总结,项目对企业绩效贡献的量化路径图（北京公司贡献）,1.4 项目
8、企业绩效贡献和特征指标,1.4 项目企业绩效贡献和特征指标,项目特征指标的年度预期数值表,一.课题目标实现情况,目 录,二、主要研究成果（整合后）,2 主要研究成果,虚拟资源虚拟资源是云计算（IaaS）的核心元素。所谓虚拟资源，云计算平台对构建在其上的业务系统分配、提供与管理的能满足业务系统自身的业务需要的能力，如果某种能力存在缺失，那么业务系统对其最终用户提供的服务内容或者服务质量可能会受到损害，这些能力也共同构成了业务系统在云计算平台上的基础生存环境。虚拟资源集虚拟资源集是虚拟资源的集合。出于不同的目的，可以构造出不同的虚拟资源集，全部虚拟资源的虚拟资源集，构成云计算平台的虚拟资源池。,虚
9、拟资源使用模型在云计算平台中，业务系统使用的是针对该业务系统需求而定制的虚拟资源集。该虚拟资源集为云计算虚拟资源池的一个子集，云计算平台根据业务系统的实际需求，把资源池里可以提供的虚拟资源加入到业务系统的虚拟资源集中，或者根据业务系统对虚拟资源的实际使用情况，把虚拟资源集中的某些虚拟资源取出，重新放回到虚拟资源池中。如图所示：,2 主要研究成果,虚拟资源生命周期管理虚拟资源服务的生命周期可以划分为服务规划、服务设计、服务订阅和开通、服务维护、运营和变更管理、服务运营情况评估等阶段。而虚拟资源管理的生命周期可以划分为资源规划、云平台建设、资源部署、资源维护、运营和变更管理、资源运营情况评估等阶段
10、。,由于资源服务生命周期管理流程的引入，单个业务资源的申请已经由资源服务订阅所取代，而云平台资源的申请和实施则主要通过资源规划和云平台建设来实现。资源服务和资源管理在生命周期的各个阶段都有紧密的交互，尤其是资源和资源服务的维护、运营和变更往往会相互影响和转变，因此将这两个生命周期管理流程在一个二级流程中展现，并将资源维护、运营、变更和回顾与资源服务,2 主要研究成果,2 主要研究成果,资源日历科学的管理工作离不开基础数据的支持，资源日历是进行虚拟资源管理的核心数据结构。为了进行较为完善的管理，则在资源日历里最好能够记录尽可能多的资源信息，如物理资源信息、虚拟资源信息、虚拟资源集信息；配置信息、
11、使用信息、运行信息、质量信息；历史信息、当前信息、甚至趋势分析信息等。而一个较为完备的管理体系，则可以把虚拟资源管理划分为多个核心管理域。这些域包括服务管理、资产管理、范围管理、调度管理、效用管理、质量管理、风险管理,2 主要研究成果,面向ITIL的资源日历管理域资源日历与管理域也体现了云计算中ITIL的概念，各个管理域都紧密与资源日历互动，最终保证云计算的服务提供能力；确保各管理域的完善实现，就能够确保云计算中的IT流程支撑业务流程，从而整体上提高了业务运作的质量。资源日历和管理域是研究云计算中虚拟资源生命周期模型中的重要的研究对象，如下图所示，资源日历的最终体现形式为CMDB（配置管理数据
12、库），生命周期管理的全过程中都离不开对CMDB的调用、修改；而各管理域则体现在全生命周期中的各个功能模块当中。,2 主要研究成果,总体思路：整体架构设计本文提出了面向服务的IaaS理念。即，将在引入虚拟化技术的基础之上考虑到所承载服务的特性，采用面向服务的思想重构虚拟资源管理方法，通过优化的虚拟机部署策略和动态调度策略实现底层物理资源与上层服务的最优匹配，从而提高服务QoS。系统逻辑架构如图所示。通过面向服务的IaaS对物理资源实现统一的管理以形成动态的资源池，在解耦合上层核心能力层对底层物理资源的强绑定基础之上，通过灵活的虚拟资源部署和调度机制有效提高资源利用率和系统鲁棒性。,业务节点用于承
13、载服务节点系统功能部分，数据收集模块用于收集服务节点运行时的相关资源信息，用于实现面向服务的虚拟资源监控和调度。管理节点用于承载虚拟资源管理系统实现对虚拟资源的统一管理，以提供动态的统一资源池。门户服务器用于实现管理系统的UI层面，通过标准化的接口操作实现管理系统的可视化，用户基于浏览器即可实现统一监控与管理，并提供基于角色的用户管理。,2 主要研究成果,云运营组织架构角色规划,在云运营平台的规划中，依据运营组织架构划分相应角色及功能。,基础设施虚拟化整合及运维，对传统组织产生影响。结合虚拟化资源管理流程，设立申请人、审批人、管理员三种角色；申请人 业务系统接口人 申请人是资源最终使用者，即云
14、平台的租户。申请人通过自服务门户进行资源的申请、操作、监控等。审批人-评估审批 审核所有提交的服务请求和资源实施方案，并确保潜在影响和风险得到评估，做出批准/拒绝的决定；针对具体服务请求，评估并确定相应资源的分派；管理员 平台管理 管理员整体资源的管理和规划；资源模板的设计，资源池整体运营情况的评估和优化；收集并分析应用系统需求和配置，分析应用和业务的限制条件；,云运营组织角色规划,2 主要研究成果,充分发挥云计算自助服务的特点，通过流程进行资源与服务的审批、分配和创建。以创建、分配的资源，可由各业务负责人自行身形调配，从而充分节约云计算运维的工作量，使云平台管理员可以将更多的时间投入云平台整
15、体规划中去。,云运营组织架构流程,2 主要研究成果）,研究效果：根据对虚拟资源全生命周期模型的阐述我们可以将虚拟资源全生命周期定义为注入、创建、规划、运行、结束、退出等阶段。在现阶段我们主要将资源抽象成CPU、RAM、存储、网络等四个部分，未来随着资源种类的不断增加，也会增加新的资源分类，像打印、刻录等设备虚拟化。由于CPU和RAM的特殊性，在做虚拟资源注入管理的时候是以主机为最小操作单元。因此在门户里面主要是通过主机资源管理、网络资源管理和存储资源管理来实现整个数据中心虚拟资源注入的。,虚拟资源加入将新的资源加入到虚拟资源池中目前采用人工配置和系统自动发现纳管的方式来实现的。管理员可以通过门
16、户对已经纳管的资源进行管理，包括给资源划分资源池，设置资源的状态，监控资源使用情况等。,2 主要研究成果,虚拟机资源响应申请分配（创建、规划）为了响应业务申请资源的需要，则应该对资源进行规划，以满足不同业务的不同需要。在门户里，支持对主机、网络资源创建不同的资源池，像对主机资源分成测试池、业务一池、业务二池、管理池、工具池等，同样对网络资源也划分了不同的Vlan，不同的Vlan包含部分IP资源，同时Vlan决定了业务的网络访问规则。关于分配策略目前常见的策略有就近分配、高性能分配等，策略可以随着业务发展不断扩展。就近分配是先就一台主机资源进行分配，资源分配完后，才会去新的一台主机进行进行分配；
17、高性能分配策略则是每次选择负载最少的资源进行分配。根据业务的特点也会出现新的分配策略，如同一业务的资源采用就近分配，也有同一业务采用集群分配策略，那么就会保证所申请的资源分配在不同的资源上。,2 主要研究成果,云计算平台资源预警、调配与风险控制云计算平台资源预警、调配以及风险控制由三个功能组联合完成，分别为实时监控功能组、趋势分析功能组、调配策略管理功能组。实时监控负责对资源池的IT基础设施进行集中统一的实时监控和管理，并为趋势分析和调配策略提供基础支撑数据；趋势分析对实施监控的数据按时间段进行数据分析，从而对资源未来使用情况进行预测；调配策略是以实时监控以及趋势分析的数据为基础，自动分配调整
18、资源配置情况，从而对业务运营风险进行规避。,2 主要研究成果,云计算平台资源趋势分析趋势分析的主要功能是根据当前的发展趋势预测未来一定时间段内，虚拟化平台整体的资源容量需求趋势，提前为业务预留出足够的资源冗余，从而保证业务的正常运营。云计算平台基于实时监控的历史运行数据，通过回归分析法、多项式分析法、指数分析法等多种预计模型对一定时间段内的资源使用情况进行统计分析，根据统计分析预测出未来的趋势。,2 主要研究成果,虚拟资源自动调节虚拟资源生命周期的管理离不开监控系统，只有完善的监控系统才能全程对业务以及资源进行监控，对虚拟资源运行中的状况监测和管理是生命周期中重要的一环。根据运行中的监控，门户
19、监控资源使用情况和业务运营特点可以自动调节资源，从而提高灵活性，将突发的工作负载迁移至其它资源，从而实现服务的无缝结合；降低成本：通过智能跟踪和基于资源调度分配策略，可以将服务器利用率最大增至80%，从而实现更低的IT基础架构成本；,降低风险：通过系统自动配置，可以减少因手工配置错误而产生服务中断和安全事故；通过门户自动调节可以实现在资源竞争激烈的时候一般业务为核心业务让路，保证核心业务的正常运行；可以根据业务的特点在业务负载比较重的时候提前为业务分配更多的资源等。,2 主要研究成果,资源释放与资源退出已经被分配的资源可以在业务终止的时候释放，也可以由管理员通过系统人工设置强行释放。当业务用户
20、在门户通过自助服务终止业务或者系统管理员通过Potal回收资源时，系统会将资源回收并放回到资源池，以便提供给其它业务重新申请使用。,27,结束,谢谢大家！,MajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8
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