云計算是一種基于互聯網的大眾參與的計算模式。其計算資源(包括計算能力、存儲能力、交付能力)都是動態的、可伸縮的、被虛擬化的，而且以服務的方式提供。提供資源的網絡被稱為云，云中的資源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取、按需使用和付費。這種特性經常被稱為像水電一樣使用計算資源。與其它計算模式相比，云計算因能夠整合大規模異構計算資源、易于動態擴展、虛擬化等特點，而成為解決上述問題的一個有效手段。因此，本文針對電力系統災備中心現狀，設計并實現了云計算資源管理平臺，以期利用云計算技術解決電力系統災備面臨的實際問題，從而為電力系統的數據級災備提供支撐。
目前，整個電力行業已經深刻認識到云計算可能帶來的巨大效益，開展了大量的電力系統云計算的研究工作，但云計算在電力系統數據災備中的應用研究才剛剛開始，因此有必要針對電力系統的災備需求進行深化研究并真正實現云計算在電力系統的落地。本文將首先對云計算資源管理平臺的設計與實現進行簡要介紹，然后詳細討論云計算平臺在災備中心數據災備業務中的應用場景以及帶來的經濟和管理效益，最后給出結論。
1 云計算平臺的體系架構和技術實現
1.1 云計算資源管理平臺的功能目標
云計算資源管理平臺能夠對電力系統災備中心的各類資源(主機、存儲、網絡等)進行有效的管理、監控和調度，并將資源作為一種服務，通過網絡提供給用戶。
它的最終目標是:利用虛擬化技術實現對異構物理機和存儲的統一管理，把基礎設施資源以服務的形式進行封裝，以面向服務的方式對外提供;實現對異構資源的有效整合、資源能力的按需分配和動態智能調度;為各類應用系統的運行提供穩定、可動態伸縮、安全的環境;為業務系統提供可快速部署的開發測試環境和運行環境;為云資源建設安全統一的防護體系。概括地說，云資源管理平臺能夠提供統一運維管理、異構資源整合、資源動態調配、智能擴一容、資產管理、資源監控、服務級別管理、彈性擴充、應用遷移、服務計費計量、流程管理和自動交付等功能，并能夠統一資源接入規范，提高資源利用率，為應用提供高可用和高可靠的支持。
1.2總體架構
云計算資源管理平臺的總體結構如圖1所示。平臺分為信息展現、系統管理、資源服務、資源整合、基礎資源、安全、接口7大層次。各層次總體思路如下:
1) IT資源層。利用廠商的小型機管理系統管理小型機虛擬化;利用VMware管理x86虛擬化；利用存儲網絡管理工具管理網絡和存儲，構建主機和存儲的資源池。
圖1云計算資源管理平臺整體架構
2)資源整合層。整合各廠商的資源管理系統，形成自主知識產權的資源總線，能夠統一管理資源池中的各種設備。
3)資源服務層。以服務的方式提供資源，供申請者使用，并能夠提供不同等級的服務，達到自動化和智能化。
4)系統管理、信息展現層。使用Flex技術保證易用性，并使用Swiz技術框架來實現模型一視圖一控制器(model-view-controller MVC)設計，并充分利用現有平臺中的系統管理功能。
5)安全層。與現有目錄認證相結合，并結合廠商系統安全機制。
6)接口層。提供對外系統接口。與信息運維綜合監管系統(information monitoring system IMS)緊密整合，提供服務接口，從IMS獲取性能數據和資產數據，向IMS提供虛擬資源性能數據和資產數據。
1.3關鍵技術
1.3.1虛擬化技術
虛擬化技術可以改變軟硬件資源的使用粒度，因此被奉為云計算環境的基礎。計算機系統分為若干層次，從下至上包括硬件資源、操作系統、操作系統應用程序編程接口(application programming interface API)、應用系統等。虛擬化技術可以在這些不同層次之間構建虛擬化層，向上提供與真實層次相同的功能，使得上層系統運行在該層面上。這個中間層可以解除其上下兩層之間原本存在的禍合關系，使上層的運行不依賴于下層的具體實現。
本文中的云計算資源管理平臺涉及到的虛擬化技術主要分為以下幾類:
1)網絡虛擬化。是將網絡的硬件和軟件資源整合，向用戶提供虛擬網絡連接的虛擬化技術。網絡虛擬化也可以分為局域網和廣域網，如虛擬局域網(virtual local area network VLAN)就是典型的局域網虛擬化技術，虛擬專用網絡(virtual privatenetwork VPN)是典型的廣域網虛擬化技術。
2)存儲虛擬化。是指為物理的存儲設備提供一個抽象的邏輯視圖，用戶通過這個視圖中的統一邏輯接口來訪問被整合的存儲資源。如磁盤陣列技術就是典型的例子。在云計算中應用比較廣泛的是存儲局域網((storage area networking SAN)這種基于網絡的存儲虛擬化技術，而且基于SAN使用一些軟件產品，使存儲系統的池化更明顯。不但可以對相同的存儲設備進行虛擬化，還可以對不同的存儲設備進行虛擬化管理。
3)服務器虛擬化。使用虛擬化軟件在一臺服務器上虛擬出多臺虛擬機。系統和應用運行在一個環境隔離的、具有完整硬件功能的邏輯計算機系統。服務器虛擬化是在云計算環境中使用最多的虛擬化技術，為了提高服務器的利用率，就要使用服務器虛擬化技術靈活調整服務器資源。
1.3.2資源整合建模
由于云計算資源管理平臺需要整合來自不同廠商的服務器、存儲設備等異構資源，為了實現對這些異構資源的統一管理與利用，需要對這些異構資源進行統一建模。云計算資源管理平臺將IBM小型機及其PowerVM虛擬化平臺、HP小型機及其vPar資源分區技術、以VMware為代表的PC服務器虛擬化技術、以及來自不同廠商的異構存儲設備抽象為統一的資源模型。在本文的模型中，提出了幾個核心的理念:
1)無論虛擬還是實體服務器都繼承Server，實體服務器模型中包含虛擬服務器。
2)提出VirtualResourceGroup理念，將虛擬機以組的方式統一提供。
3)訂單只針對VirtualResourceGroup。
資源模型以及各個資源模型之間的關系如圖2所示。
1.3.3資源調度引擎
資源調度引擎是云計算資源管理平臺的核心模塊。該模塊由4個子模塊組成，主要功能包括云應用模板/實例管理、調度和生命周期管理。如圖3所示。
1)策略引擎。通過策略引擎自定義資源交付、云應用部署和調度策略，并進行決策和執行。策略引擎是資源調度引擎的核心控制單元。
2)調度器。調度模塊是應用部署、資源申請、資源規劃和資源再分配的控制器。調度模塊可以通過開放服務網關協議(open service gatewayinitiative OSGI)方式插入多種調度算法實現，從而實現高度的可定制、可擴展能力，以支持多變的業務場景。
3)資源管理器。資源管理器由資源監控模塊和動作執行模塊組成。資源管理器負責資源管控、監控指標搜集、云應用運行狀態監視，并依賴這些監控信息發起資源分配請求。
圖2資源模型以及各個資源模型之間的關系
圖3資源調度引擎模塊示意圖
4)生命周期管理器:生命周期管理器負責云應用從提交部署請求的預約狀態到回收狀態的全生命周期管理與狀態遷移控制。如圖4所示。
圖4生命周期管理器
元數據庫和模板庫是資源調度引擎的2個輔助模塊。元數據庫中存儲、管理云應用、調度策略、系統腳本和組織機構等系統支撐元數據;模板庫以鍵值對的形式存儲虛擬機鏡像模板和導出為開放式虛擬機格式(open virtualization format OVF)包的應用模板。
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