浦东机场云数据中心建设的研究与展望.pdf
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1、SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯信 息 与 智 能 2023 NO.16 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯浦东机场云数据中心建设的研究与展望王亚民 潘硕华(上海浦东国际机场 上海 201207)摘要:该文对浦东机场信息系统建设中基础设施问题开展研究,调研行业主流的云数据中心建设模式,根据机场的业务需求和核心系统技术架构建设基于云计算技术的私有化数据中心。制定符合浦东机场长期利益的建设策略,阶段性总结资源利用、运维维护、灾难备份、成本控制等方面的建设成效,深入分析建设中存在的资源池分散、自动化运营能力等不足之处,并基于问题从
2、技术、管理、运营、服务等角度对云数据中心提出建设展望。关键词:云计算 行业发展 数据中心 超融合 自助云服务中图分类号:V351.3文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2023)16-0034-06Research and Prospect of the Construction of the Cloud Data Center at Shanghai Pudong International AirportWANG Yamin PAN Shuohua(Shanghai Pudong International Airport,Shanghai,201207 China)Abstra
3、ct:This paper carries out research on infrastructure issues in the construction of the information system of Shanghai Pudong International Airport,investigates the construction mode of the mainstream cloud data center in the industry,builds a privatized data center based on cloud computing technolog
4、y according to the business needs and the technical architecture of core systems of the airport,formulates a construction strategy that conforms to the long-term interests of Shanghai Pudong International Airport,periodically summarizes the construction results in resource utilization,operation and
5、maintenance,disaster backup,cost control,etc.,deeply analyzes the shortcomings such as resource pool dispersion and automated operation capabilities in the construction,and finally proposes the construction prospect of the cloud data center from the perspectives of technology,management,operation an
6、d services based on problems.Key Words:Cloud computing;Industry development;Data center;Hyper-convergence;Self-service cloud services上海浦东国际机场立足中国长三角世界级城市群,2019年旅客吞吐量为7 615万人次,航班起降达51万架次,是全球最繁忙的机场之一。随着业务的快速发展,机场内部各单位陆续建设投产数十套信息网络系统,对业务起到良好的支撑作用,但从信息系统基础设施的管理角度也暴露出设备分散采购成本高、算力资源利用率低、存储空间浪费严重、信息孤岛普遍存在、
7、技术标准不统一、故障抢修效率较低等问题。因此,需要研究构建统一集约的云数据中心,进一步提升浦东机场新技术应用水平,研究选择更优的采购模式与合规的技术路线,降低采购成本和运维复杂度,打造新一代基础架构底座,促进浦东机场的数字化转型。1 云数据中心行业的发展模式1.1 云计算及云服务云计算(Cloud Computing)是指通过网络调用信息通信资源,实现大规模计算的方式。利用分布式计算、虚拟化技术,通过网络将计算与存储集中起来,形成共享资源池,并向用户提供动态按需和可度量的服务,用户可通过终端获取资源服务1。云计算具备高速网络连接、资源灵活共享、按需弹性的服务以及服务可测量DOI:10.1666
8、1/ki.1672-3791.2212-5042-7067作者简介:王亚民(1977),男,硕士,高级工程师,研究方向为枢纽机场数字化转型。潘硕华(1980),男,硕士,高级工程师,研究方向为智慧机场规划建设。34SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯 2023 NO.16 信 息 与 智 能科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION等特点。按照云计算服务提供的资源所在层次,可分为基础设施即服务(Infrastructure as a Service,IaaS)、平台即服务(Platform as a Service,PaaS)和软件即服
9、务(Software as a Service,SaaS)。1.2 云数据中心行业发展模式目前,云数据中心行业主要有以下4种发展模式。1.2.1 互联网巨头创办的大型公有云如亚马逊云、微软云2、阿里云、腾讯云、百度云、京东云等互联网企业研发的公有云数据中心,主要面临互联网反垄断、业务连续性、数据安全、客户隐私保护等挑战。1.2.2 电信运营商其在原来IDC基础上,逐渐转型变成云服务商。电信运营商既能做公众服务的公有云,也能做企业独享的私有云,如天翼云、移动云、联通云。该模式主要面临大规模服务器采购成本、客户对运营商技术认同度、计费模式标准化3,以及与互联网公司同业竞争的挑战。1.2.3 本地化
10、部署的企业私有云主要指VMware、浪潮、华为、华三、深信服等国内外高科技企业向企业客户推出的私有云(虚拟化)软硬件产品服务,也包含最近几年逐步兴起的国内科创企业,如青云、优刻得等公司的产品,这些产品都可以在企业客户的数据中心上私有化部署4。从企业客户角度讲,最主要的需求云资源,是弹性的、池化的、服务自助化的,可以消除异构系统架构,且最终可以降低整体维护压力。该模式主要面临技术研发投入成本高、客户长期留存率较低、中美科技竞争导致的高技术软硬件限制出口等挑战。1.2.4 老牌IT服务商这些企业在国内承担大量行业用户的数据中心的代维或者托管的服务,如东软、浪潮、宝信等国内著名IT集成企业和服务企业
11、。由于云计算是非常重要的发展趋势,这些IT服务商会把传统的数据中心往云数据中心的方向改造和推进。该模式主要面临如何打通整个行业、吸引更多大企业入驻、提升设备使用率、降低云数据中心运行成本的挑战。2 浦东机场云数据中心建设研究2.1 挑战与需求在传统模式下,浦东机场新建的信息系统、网络系统均处于设备独立采购、业务烟囱式发展格局。数据中心机房疲于应付各种业务系统设备的入驻和退场。IT运维面临巨大挑战,因此基于云计算的数据中心建设需求也应运而生,相关挑战和需求如表1所示。2.2 总体策略浦东机场云数据中心主要遵循“动态规划,一体两翼,边缘先试,核心跟进,应上尽上”的建设原则。浦东机场认为,云计算是一
12、个快速发展的技术领域,机场作为技术应用者难以洞见厂商在长期市场竞争下的走势,在建设和扩容云平台的过程中,需根据市场、技术、成本、环境等因素动态调整采购策略,尽量多元化地选择符合浦东机场实际运行需求的产品,在硬件环节尽可能不被单一技术绑定,在虚拟化平台选择上必须确保国际国内至少两个品牌同时存在、且具备同等量级保有量的建设模式。在项目上先对浦东机场非关键的新建系统或重要等级一般的存量系统进行虚拟化迁移开发测试,在验证此类系统可以稳定运行的前提下,稳步推进核心生产系统的虚拟化改造。只要技术和成本允许,尽快将全部系统迁移至云计算环境。表1 数据中心建设的挑战与需求序号123类别信息系统网络系统数据中心
13、机房挑战(1)各单位分散建设系统,导致服务器资源无法复用及数据孤岛(2)分散采购服务器和存储设备导致成本高,品牌多(3)系统安装调试周期长,业务交付时间长(4)系统性能难以快速地横向、纵向扩展(5)系统故障依赖双机热备等机制,极端故障无法快速恢复(1)核心网络模块冗余架构成本高(2)跨楼灾备网络路由设置复杂(1)服务器数量过多导致机柜总量不足(2)信息网络设备过多,导致电力能耗过高需求(1)设备集中采购,实现计算、内存、存储资源共享(2)品牌适度统一,便于后期维护(3)快速安装系统,加快业务交付速度(4)按需实时调整系统性能(5)故障发生后可以快速迁移系统,重启恢复业务(1)通过软件定义网络技
14、术实现端口虚拟化(2)实现大二层的数据交换技术(1)采用高密度的机架式设备或刀箱设备,降低机柜槽位占用率(2)设备集约化降低机房整体电力开销35SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯信 息 与 智 能 2023 NO.16 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯2.3 建设历程浦东机场在2014年首次对新建的协同决策系统的IaaS层运行环境开展云计算试点并获得成功。20152018年开展航班集成、航班显示、国际离港等核心业务系统的底层支持架构的云计算改造。2018年,在视频监控系统尝试使用运营商公有云降低本地磁盘阵列采购运维成本。20
15、19年,浦东机场三期弱电工程项目中大规模采用超融合虚拟化等技术5。经过上述系列项目的实践,使浦东机场具备充分的云计算产品选型和部署经验。主要的建设历程如表2所示。2.4 建设特点浦东机场云数据中心的建设过程既要充分考量市场、技术、成本、环境、政策等因素,也要结合内部信息系统所处的生命周期,分批采取配套的建设方案。2.4.1 保持国内国际虚拟化产品并重浦东机场主要采用华为fusion系列虚拟化产品与表2 浦东机场云数据中心建设历程年份20142015201620172017201720182018201820192020202120222022项目性质新建新建新建新建扩容新建扩容新建新建新建扩容
16、新建扩容新建资源池生产云1号池生产云2号池生产云3号池生产云4号池生产云1号池管理云1号池管理云1号池公有云1号池公有云2号池生产云5号池生产云5号池生产云6号池生产云6号池生产云5号池虚拟化技术华为虚拟化平台、华为分布式存储、华为云桌面VMware虚拟化平台VMware虚拟化平台VMware虚拟化平台华为虚拟化平台、华为分布式存储华为虚拟化平台、华为分布式存储华为虚拟化平台、华为分布式存储中国电信、天翼云中国联通联通云VMware虚拟化平台、Vsan融合存储Vmware虚拟化平台、Vsan融合存储Vmware虚拟化平台、Vsan融合存储Vmware虚拟化平台;Vsan融合存储硬件产品架构华为
17、E9000刀箱、超融合架构(含计算、网络、存储)Dell机架式服务器华为E9000刀箱+华为SAN存储、FCSAN架构Dell刀箱+华为SAN存储、FCSAN架构华为E9000刀箱、超融合架构(含计算、网络、存储)华为E9000刀箱、超融合架构(含计算、网络、存储)华为E9000刀箱、超融合架构(含计算、网络、存储)Dell机架式服务器、高密磁盘+SSD缓存、超融合架构Dell机架式服务器、高密磁盘+SSD缓存、超融合架构Dell机架式服务器、高密磁盘+SSD缓存、超融合架构扩展Dell服务器的磁盘与内存上云系统协同决策系统、航班查询系统、杀毒软件系统、华为云桌面航班集成系统航班显示系统国际离
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