圖1：云計(jì)算技術(shù)邏輯圖

云計(jì)算中心操作系統(tǒng)，是構(gòu)架于服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)硬件資源和單機(jī)操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)軟件資源之上的云平臺(tái)綜合管理系統(tǒng)，云操作系統(tǒng)既可以管理海量的基礎(chǔ)硬件、軟件資源，又可以對海量用戶提交的任務(wù)進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)按需分配資源，并且對用戶消耗資源量和時(shí)間量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，按量計(jì)費(fèi)。

浪潮云海–第一款國產(chǎn)的云計(jì)算中心操作系統(tǒng)

浪潮云海是第一款國產(chǎn)的云計(jì)算中心操作系統(tǒng)，采用“linux+Xen”開放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)路線，兼容異構(gòu)平臺(tái);全面采用虛擬化、分布式計(jì)算、分布式存儲(chǔ)等，支持“云計(jì)算+云存儲(chǔ)”整體架構(gòu)，領(lǐng)先于當(dāng)前其他廠商“云計(jì)算+SAN存儲(chǔ)”的方案，性能更好、可用性更強(qiáng)、成本更低。

浪潮云海是一款產(chǎn)品化的云計(jì)算中心操作系統(tǒng)，有清晰的硬件接口和應(yīng)用接口，能夠在不同的環(huán)境下使用，支撐多種不同的硬件和應(yīng)用軟件;有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，容易識(shí)別和使用;云海系統(tǒng)采取模塊化設(shè)計(jì)，用戶可以按需選擇，該產(chǎn)品主要包括大規(guī)?；A(chǔ)軟硬件管理、分布式文件系統(tǒng)、虛擬計(jì)算管理、安全控制管理、節(jié)能管理和業(yè)務(wù)/資源調(diào)度管理等技術(shù)模塊。

浪潮云海是浪潮的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略產(chǎn)品，該系統(tǒng)支持多租戶服務(wù)，支持多種智能終端，能夠管理計(jì)算機(jī)數(shù)量超過5000的數(shù)據(jù)中心管理，可池化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量超過50PB，能夠提供超過99.99%的總體可用性，支持百萬量級(jí)虛擬資源與虛擬進(jìn)程的管理。

圖2：浪潮云海系統(tǒng)層次架構(gòu)示意圖

1)大規(guī)?；A(chǔ)軟硬件管理

基礎(chǔ)軟硬件管理，主要負(fù)責(zé)大規(guī)模基礎(chǔ)軟件、硬件資源的監(jiān)控和管理，為云計(jì)算中心操作系統(tǒng)的資源調(diào)度等高級(jí)應(yīng)用提供了決策信息，是云計(jì)算中心操作系統(tǒng)的資源管理的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)軟件資源，包括單機(jī)操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫等?；A(chǔ)硬件資源，則包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的三大主要設(shè)備，即：計(jì)算(服務(wù)器)、存儲(chǔ)(存儲(chǔ)設(shè)備)和網(wǎng)絡(luò)(交換機(jī)、路由器等設(shè)備)?；A(chǔ)軟硬件管理中心，可以對基礎(chǔ)軟件、硬件資源進(jìn)行資產(chǎn)管理，監(jiān)控基礎(chǔ)硬件的狀態(tài)和性能，能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r觸發(fā)報(bào)警，提醒用戶及時(shí)維護(hù)問題設(shè)備;能夠?qū)A(chǔ)軟硬件資源進(jìn)行長期的統(tǒng)計(jì)分析，為高層次的資源調(diào)度提供決策依據(jù)。

2)虛擬計(jì)算管理

虛擬化的本質(zhì)在于從邏輯角度而不是物理角度來對資源進(jìn)行分配和使用，即從單一的邏輯角度來看待不同的物理資源。虛擬化技術(shù)有三種主要應(yīng)用形態(tài)，即虛擬分拆、虛擬整合和虛擬遷移。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心較為普遍的應(yīng)用了虛擬化技術(shù)的三種應(yīng)用模式，其中尤以虛擬分拆技術(shù)應(yīng)用最為廣泛。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心即需要兼容同一時(shí)期不同廠商的不同軟件、硬件資源，還需要兼容不同時(shí)期采購的異構(gòu)軟件、硬件資源，因而需要著重解決異構(gòu)軟硬件資源的同構(gòu)化問題。異構(gòu)資源同構(gòu)化，可以將異構(gòu)的資源轉(zhuǎn)換為相同顆粒度的可度量的同構(gòu)資源節(jié)點(diǎn)，是按需分配和按量計(jì)費(fèi)的基礎(chǔ)。而資源節(jié)點(diǎn)同構(gòu)化，也為分布式和并行性計(jì)算提供了良好的運(yùn)行環(huán)境。

3)分布式文件系統(tǒng)

傳統(tǒng)基于虛擬化技術(shù)的“云計(jì)算”平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的遷移、容錯(cuò)等功能，但普遍依賴于共享存儲(chǔ)。這樣，就存在一個(gè)致命的隱患，即：共享存儲(chǔ)一旦宕機(jī)，所有構(gòu)建于共享存儲(chǔ)之上的虛擬機(jī)都會(huì)宕機(jī)。為了解決這一問題，需要將云計(jì)算平臺(tái)建構(gòu)于分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)之上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余。而基于塊設(shè)備的分布式文件系統(tǒng)，也就成為構(gòu)建云計(jì)算中心操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

基于塊設(shè)備的分布式文件系統(tǒng)，適用于大型的、海量數(shù)據(jù)吞吐的云計(jì)算平臺(tái)。它將客戶數(shù)據(jù)冗余部署在大量廉價(jià)的普通存儲(chǔ)上，通過并行和分布式計(jì)算技術(shù)，可以提供優(yōu)秀的數(shù)據(jù)冗余功能。且由于采用了分布式并發(fā)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，眾多存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)向用戶提供高性能的數(shù)據(jù)存取服務(wù)，也保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝浴?/p>

4)業(yè)務(wù)/資源調(diào)度管理

云計(jì)算包含三種服務(wù)模式，即云SaaS、云PaaS、云IaaS，這三種服務(wù)模式，雖然面向客戶提供的服務(wù)形態(tài)不同，但后臺(tái)都具備資源多租戶技術(shù)這一共同特征。即，基礎(chǔ)資源的共享和流轉(zhuǎn)，是不同應(yīng)用模式下云計(jì)算特征的核心體現(xiàn)。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的突出特點(diǎn)，是具備大量的基礎(chǔ)軟硬件資源，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)資源的規(guī)?；?。但同時(shí)，如何提高這些資源的利用率，降低單位資源的成本，也是云計(jì)算平臺(tái)供應(yīng)商必須解決的問題。業(yè)務(wù)/資源調(diào)度中心可以實(shí)現(xiàn)資源的多用戶共享，有效提高資源的利用率。且可以根據(jù)業(yè)務(wù)的負(fù)載情況，自動(dòng)將資源調(diào)度到需要的地方。

業(yè)務(wù)/資源調(diào)度中心是云計(jì)算中心操作系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用模式，也是云計(jì)算數(shù)據(jù)中心低碳、綠色的開展業(yè)務(wù)的必然要求。

5)安全控制管理

一個(gè)產(chǎn)業(yè)、一個(gè)國家的競爭力可以有很多，而在信息時(shí)代下，數(shù)據(jù)已成為產(chǎn)業(yè)、國家的核心競爭力。云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算與存儲(chǔ)的分離，實(shí)現(xiàn)了眾多用戶對同一基礎(chǔ)資源的共享使用。但同時(shí)，眾多用戶共享同一資源，也對數(shù)據(jù)安全提出了更高的挑戰(zhàn)。

在云計(jì)算環(huán)境下，基礎(chǔ)資源的集中規(guī)?；芾?，使得客戶端的安全問題更多的轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心。從專業(yè)化角度，最終用戶可以借助云數(shù)據(jù)中心的安全機(jī)制實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的安全性，而不用為此耗費(fèi)自己過多的資源和精力。但同時(shí)，對云計(jì)算中心而言，需要直接對更多用戶的安全負(fù)責(zé)，也帶來更多的安全壓力。而網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)存取模式，帶來了許多安全和隱私的問題，不僅影響到風(fēng)險(xiǎn)管理做法，而且還影響到法規(guī)、審計(jì)和電子憑證等法律問題的評估。具體而言，云計(jì)算安全涉及以下幾個(gè)主要方面：數(shù)據(jù)訪問風(fēng)險(xiǎn)、數(shù)據(jù)存放地風(fēng)險(xiǎn)、信息管理風(fēng)險(xiǎn)、數(shù)據(jù)隔離風(fēng)險(xiǎn)、法律調(diào)查支持風(fēng)險(xiǎn)、持續(xù)發(fā)展和遷移風(fēng)險(xiǎn)等等。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的安全控制，需要從基礎(chǔ)軟硬件安全設(shè)計(jì)、云計(jì)算中心操作系統(tǒng)架構(gòu)、策略、認(rèn)證、加密等多方面進(jìn)行綜合防控，這樣才能保證云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的信息安全。

6)能耗綠色管理

建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是保障經(jīng)濟(jì)安全和國家安全的重要舉措。對于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，面對規(guī)模巨大的基礎(chǔ)軟、硬件資源，實(shí)現(xiàn)這些基礎(chǔ)資源的綠色、節(jié)能運(yùn)維管理，是資源供應(yīng)商業(yè)務(wù)的必然需求，也是云計(jì)算發(fā)展的初衷之一。

當(dāng)前，業(yè)界普遍的情況，設(shè)備采購是以保證各項(xiàng)業(yè)務(wù)峰值需要為依據(jù)的。為此，用戶往往采購了大量的設(shè)備。但實(shí)際運(yùn)行過程中，設(shè)備負(fù)載普遍較低，通常僅在20%左右。特別在低負(fù)載時(shí)段，服務(wù)器的利用率更為低下。長期的低利用率，造成了大量資源的浪費(fèi)和能源的無謂損耗。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)了資源的多租戶應(yīng)用。通過業(yè)務(wù)的歷史統(tǒng)計(jì)信息，配合業(yè)務(wù)/資源調(diào)度管理，可以有效提高資源的利用率。在典型應(yīng)用中，采用節(jié)能技術(shù)的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心，可以將資源負(fù)載提高到80%，除去資源調(diào)度過程中的損耗，可以將資源的有效負(fù)載提高2倍。當(dāng)前中國服務(wù)器保有量在200余萬臺(tái)，如果能夠較為普遍的采用云計(jì)算節(jié)能技術(shù)，則可以降低65%左右的能源損耗。以服務(wù)器平均能耗200瓦/小時(shí)計(jì)，全年可節(jié)約160億千瓦時(shí)的電能，相當(dāng)于葛洲壩電站2009年全年的發(fā)電量。而在夜間，數(shù)據(jù)中心整體負(fù)載降低情況下，則可將空閑資源轉(zhuǎn)入休眠模式，從而在最大程度上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色、低碳的節(jié)能運(yùn)營。

浪潮云海與業(yè)界其他產(chǎn)品的比較

當(dāng)前業(yè)界已經(jīng)有其他廠商推出了云計(jì)算中心操作系統(tǒng)，有的已經(jīng)產(chǎn)品化，有的沒有產(chǎn)品化，浪潮云海由于采取了更加領(lǐng)先的設(shè)計(jì)思路，相比之下，具有明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢：

– 共享存儲(chǔ)與分布式云存儲(chǔ)：一般的云操作系統(tǒng)依賴于共享存儲(chǔ)，一旦共享存儲(chǔ)宕機(jī)，將導(dǎo)致所有虛擬機(jī)業(yè)務(wù)的崩潰;浪潮云海云操作系統(tǒng)構(gòu)建了塊設(shè)備的云存儲(chǔ)，安全性更高。

– 大規(guī)模管理架：浪潮云海OS采用多級(jí)級(jí)聯(lián)管理體系，可以通過級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)資源的整合管理，可以有效實(shí)現(xiàn)萬量級(jí)的資源管理。管理能力更強(qiáng)，適用性更好;其他產(chǎn)品多針對內(nèi)部云、私有云應(yīng)用設(shè)計(jì)，管理規(guī)模較小。

– 資源調(diào)度與節(jié)能管理：浪潮云海OS可有效實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；A(chǔ)軟硬件資源監(jiān)控，可以完成長期的業(yè)務(wù)負(fù)載和資源情況的統(tǒng)計(jì)分析，可以依據(jù)負(fù)載情況實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)、資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度，在滿足客戶需求情況下，有效提高資源利用率。同時(shí)，對夜間、節(jié)假日時(shí)的閑置資源，可自動(dòng)轉(zhuǎn)入節(jié)能模式，符合綠色、低碳的數(shù)據(jù)中心運(yùn)營需求。

– 業(yè)務(wù)管理：其他產(chǎn)品側(cè)重于硬件資源的管理，包括計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)。浪潮云海OS，既可以管理硬件資源，還可以管理軟件資源，包括單機(jī)OS、數(shù)據(jù)庫、中間件等。

浪潮　推動(dòng)中國云自主可控

浪潮研發(fā)云海云計(jì)算中心操作系統(tǒng)，不僅對于浪潮有積極的戰(zhàn)略意義，對于國家云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的自主可控也具有重要作用，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)技術(shù)分為硬件、云操作系統(tǒng)、平臺(tái)軟件和云應(yīng)用軟件四個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，浪潮推出了自主開發(fā)的云海操作系統(tǒng)，填補(bǔ)國內(nèi)空白，加上浪潮自主開發(fā)的云計(jì)算硬件產(chǎn)品線，浪潮為國家解決云計(jì)算兩個(gè)環(huán)節(jié)的自主可控問題提供了產(chǎn)業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)。

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