高可用雲計算一體的製造方法
2023-05-05 19:49:56 1
高可用雲計算一體的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種高可用雲計算一體機，包括電源、交換機、管理節點、計算節點、KVM、NAS存儲和箱體。本發明有益效果為：將企業多套獨立運行應用整合到一個統一的雲計算平臺中運行，伺服器、存儲等資源得到有效整合，系統架構隨需應變，靈活擴展；一臺物理伺服器上創建多個虛擬機，運行多套應用系統，伺服器資源利用率不足現象得到改善，可以提高到80％以上，提高了IT設備利用率；PtCloud雲管理控制臺提供統一管理接入點，雲計算環境中所有設備通過單一接口進行管理，提高了系統管理員工作效率，簡化了系統管理，減少了IT設備購買數量、機櫃空間、耗電量、空調製冷、人力成本，降低企業運行和維護管理成本，提高了企業經濟效益。
【專利說明】高可用雲計算一體機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高可用雲計算一體機。
【背景技術】
[0002]隨著信息化的不斷發展，越來越多的單位、企業建設了大量的信息化系統，針對目前信息化系統建設的現狀，主要面臨以下問題:①資源分散:一套應用一套系統，部署分散，缺乏統一性；②利用率低:系統總體利用率在20%以下，資源長期閒置；③數據獨立:應用數據保存在各自獨立的存儲中，數據不能共享；③管理複雜:不同的系統不同的管理方式，沒有統一管理接入點；④維護困難:設備種類繁多，分散放置，維護難度增加可靠性低:存在多個單點故障，系統整體架構可靠性差。企業建設信息化系統，需要通過伺服器、存儲、網絡等硬體搭建的系統，耗費人力、物力資源。
[0003]目前市場雲計算產品都是基於軟體實現，無法為用戶提供一體化的雲計算平臺解決方案。本發明專利描述的高可用雲計算一體機可將分散運行的硬體以共享資源池的方式重新構建為統一的運行平臺，為應用程式提供可快速伸縮的運行環境，更高效地利用存儲空間和網絡資源，消除了對硬體資源的獨佔浪費現象，同時在統一存儲池中實現數據共享。可以通過雲伺服器產品快速獲取，雲伺服器配置與業務規模可根據用戶的需要進行配置，並可靈活地進行調整。
[0004]本發明專利通過軟硬體冗餘設計保障了業務平臺的安全高效運行，通過電源和網絡的雙路接入，保障了電源和網絡的高可用。高可用雲計算一體機管理平臺通過HA軟體實現了管理平臺的高可用。PtCloud雲資源管理軟體通過冷、熱遷移技術、保障了計算節點的聞可用。
【發明內容】
[0005]為推進行業信息化建設，努力實現以信息化帶動工業現代化建設，提出了高可用雲計算一體機，本發明專利是基於Iaas模式研發的一體化IT基礎架構設備，利用雲計算技術對硬體設備進行整合，構建新型的IT基礎架構，形成雲模式的使用和管理體系，集中管理資源和服務，達到簡化管理，提高效率、本發明專利具有安全穩定，降低成本的管理目標，建立按需分配的資源管理方式。為企業提供自有雲平臺產品。
[0006]本發明專利基於19寸標準化機櫃，5臺x86伺服器(伺服器)、I臺NAS存儲設備、
2臺交換機設備，I臺KVM桌面切換設備、I臺USB server和一臺雙路電源機櫃構成。通過虛擬化技術整合了傳統意義上的IT應用三大核心要素:計算、存儲、網絡，面向企業用戶提供公用化的信息平臺基礎設施服務。實現快速靈活、彈性伸縮的伺服器資源、存儲資源及網絡資源的交付。
[0007]高可用雲計算一體化機具有自助管理、數據安全保障、自動故障恢復和防網絡攻擊等基礎功能，能夠幫您簡化開發部署過程，降低運維成本，構建按需擴展的網站架構，從而更適應信息化應用快速多變的特性。
[0008]採用工業化標準將分散運行的硬體以共享資源池的方式重新構建為統一的運行平臺。為應用程式提供可快速伸縮的運行環境，更高效地利用存儲空間和網絡資源，消除了對硬體資源的獨佔浪費現象，同時在統一存儲池中實現數據共享。
[0009]本發明有益效果如下:
[0010](I)高可用雲計算一體機將企業多套獨立運行的應用整合到一個統一的雲計算平臺中運行，伺服器、存儲等資源得到了有效的整合，系統架構隨需應變，靈活擴展。
[0011](2) 一臺物理伺服器上創建多個虛擬機，運行多套應用系統，伺服器資源利用率不足的現象得到改善，可以提高到80%以上，提高了 IT設備利用率。
[0012](3)高可用雲計算一體機中的PtCloud雲管理控制臺提供統一的管理接入點，雲計算環境中所有設備通過單一接口進行管理，提高了系統管理員的工作效率，簡化了系統管理。
[0013](4)當伺服器發生故障時，運行在其上的虛擬機自動遷移，故障伺服器可以脫離雲環境進行維修，修復後添加到雲環境中繼續運行，整個過程對應用無任何影響，大大方便了伺服器的維護保養。
[0014](5)任何一臺物理伺服器故障，虛擬機自動遷移到其它伺服器上繼續運行，不會造成應用中斷，全年應用可靠性、可用性達到100%。
[0015](6)使用高可用雲計算一體機，減少了 IT設備購買數量、機櫃空間、耗電量、空調製冷、人力成本，降低了企業的運行和維護管理成本，提高了企業經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明專利的拓撲圖。
[0017]圖2本發明專利的內部結構剖面圖。
[0018]圖3是本發明專利的系統架構圖。
[0019]圖4是本發明專利的PtCloud雲管理平臺創建虛擬機處理流程圖。
[0020]圖5是本發明專利的PtCloud雲管理平臺基礎設施管理模塊處理流程圖。
[0021]圖6是本發明專利的PtCloud雲管理平臺虛擬資源管理流程圖。
[0022]圖7是本發明專利的PtCloud雲管理平臺USB模塊處理流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0024]如圖1，本發明專利的拓撲圖，由USB SERVER、管理節點、計算節點、NAS存儲設備組成；管理節點是I個cpu，SG內存，4個乙太網口，2個300G硬碟，雙電源配置的伺服器，計算節點是2個cpu，64G內存，4個乙太網口，2個300G硬碟，雙電源的伺服器；NAS存儲設備是1T存儲空間，雙電源的設備，所有設備通過網絡連接。
[0025]如圖2，是本發明高可用雲計算一體機的內部結構剖面圖，包括19寸標準化機櫃，5臺x86伺服器(伺服器)、1臺NAS存儲設備、2臺交換機設備，I臺KVM桌面切換設備、I臺USB server和一臺雙路電源機櫃；5臺x86伺服器(伺服器)中2臺伺服器通過HA組成一體化機管理平臺，3臺伺服器通過PtCloud做成虛擬機、網絡、存儲系統，組成資源池，USBserver通過PtCloud指定虛擬機與USB的對應關係。
[0026]如圖3，是本發明專利的系統架構圖，物理硬體層由伺服器、存儲設備、USB伺服器組成，通過網絡進行連接，物理層的上層是PtCloud雲管理平臺，通過雲管理平臺為企業營銷系統、OA系統、ERP系統等應用系統提供硬體資源，高可用雲計算一體機平臺功能是通過一個處於核心地位的「PtCloud雲管理平臺」來完成的，雲管理平臺可以讓企業構建和管理虛擬數據中心(VDC)以及企業級的私有雲環境，PtCloud的目標是幫助客戶在現有的計算，網絡，存儲資源的基礎上創建一個自動化的虛擬數據中心，從而減少客戶在基礎設施方面的投資，並提供高效的管理手段。雲管理平臺包括監控模塊、虛擬資源管理模塊、基礎設施管理模塊、USB模塊，它的管理內容包括對上和對下兩個層次:對下，通過基礎架構虛擬化，將硬體設備轉變為IT資源；對上，提供和管理虛擬伺服器，為企業應用軟體提供運行環境和所需要的計算資源、存儲資源和網絡資源。這樣一種部署方式，充分貫徹了「統一規範、開放互聯、提高效率、注重服務」的指導思想，實現了可靠、安全、簡便、快捷的雲計算目標。系統通過兩路電源引入，避免了電源故障。雲計算管理平臺通過ha組成高可用，避免了單點故障。伺服器通過雙上聯網絡交換機，避免了網絡設備單點故障。伺服器雙上聯存儲網絡，避免了存儲設備單點故障。虛擬機通過PtCloud實現動態遷移，避免了應用故障。該架構實現了高可用雲計算一體機具備較強的安全性和可用性。
[0027]如圖4，是本發明專利的PtCloud雲管理平臺創建虛擬機處理流程圖，管理用戶登錄PtCloud系統，登錄成功後添加物理節點，物理節點添加到系統後，創建可用的虛擬網絡，並上傳可用的虛擬機鏡像文件，製作並定義虛擬機配置模板，模板製作好後創建虛擬機實例。
[0028]如圖5，是本發明專利的PtCloud雲管理平臺基礎設施管理模塊處理流程圖。第一步搭建PtCloud系統,第二步添加物理計算節點，第三步新建虛擬網絡資源，第四步，倉1J建集群，第五步，創建數據倉庫；新建虛擬網絡資源後，緊接著可以創建虛擬機，其中創建數據倉庫的步驟為可選步驟，因為數據倉庫中包括系統鏡像目錄與虛擬機目錄，一個新的數據倉庫必須包含這兩個目錄，所以使新的數據倉庫加入集群，至少包含這兩個目錄，如新的集群不分配新的數據倉庫，則使用系統默認的數據倉庫進行虛擬機的創建，創建集群後，可添加物理機、虛擬網絡、數據倉庫到集群，創建虛擬機。在PtCloud中，基礎設施資源包括計算節點、節點集群、數據倉庫、虛擬網絡。節點集群在PtCloud中，可以將不同配置(CPU、內存、網絡質量、存儲設備、虛擬化技術)的計算節點劃分到不同的集群。通過集群的方式對計算節點進行分類，可以大大降低一個大型虛擬數據中心的管理複雜度。
[0029]如圖6，是本發明專利的PtCloud雲管理平臺虛擬資源管理流程圖。在PtCloud中註冊虛擬機並選擇虛擬機模板類型，選擇好後，定義虛擬機模板與資源，為虛擬機指定集群或物理節點，並為windows機器類型選擇Tablet,創建實例。
[0030]如圖7，是本發明專利的PtCloud雲管理平臺USB模塊處理流程圖。新建USBServer,添加USB Server參數，使用USB SERVER進行USB設備的分配，選擇USB設備連接類型，設備連接類型選擇好後，即成功，否則失敗，失敗後查看日誌，尋找原因。在PtCloud系統中，USB設備包括「usb server伺服器」, 「usb分配」和「usb操作日誌」,Usb server指的是提供Usb外設接入的伺服器，即用來給客戶端分配usb設備，也用來將每次對usb設備的操作記錄到日誌中，在PtCloud系統中，如果添加了一個usbserver,使用雲平臺管理用戶用戶就可以對usb server所連接的的各個usb設備進行分配了。分配的對象是虛擬機，可選擇使用一次連接與永久性連接，一次連接的虛擬機當重啟後，usb設備會自動消失,使用永久性連接時，usb設備只能使用雲平臺管理用戶用戶進行手動關閉，否則usb設備會永久的固定在虛擬機中。
[0031]具體使用時，高可用雲計算一體機，分為使用者和管理者兩個層次，使用者對虛擬伺服器的使用，在使用習慣上，與使用傳統的物理伺服器沒有差異，避免了學習成本和技術遷移成本。管理者注重提供運維服務，保證各個虛擬化伺服器的資源使用情況，將管理目標從設備管理和系統管理，轉變為服務管理。單獨的設備故障，將不會造成服務的停止。本發明專利在實施前期，主要的任務是資源測算和應用軟體的遷移。每個應用軟體的遷移，都根據「測試-備份-分配資源-遷移-測試」的流程，隨著實施進程的安排，按照統一的遷移方案，採用P2V的技術手段，遷移到高可用雲計算一體機上。在高可用雲計算一體機完全上線成功之後，後續的新開發應用軟體，按照「分配資源-安裝-運行」的流程，省去了大量的硬體採購審批安裝環節，可以快速的投入到實際使用中，大大縮短了實施時間，提高了 IT基礎架構的運行和服務效率。
[0032]另外，在這個高可用雲計算一體機雲上，下述傳統環境難以進行的運維工作，也得以方便聞效的實行，包括:
[0033](I)數據或軟體測試，使用虛機做快照，在運行過程中迅速生成生產機的副本，就可以用於軟體測試，不用導出導進數據，也不擔心破壞數據；
[0034](2)系統備份，可以備份整個系統，而不是單獨的數據，恢復速度快；
[0035](3)物理遷移，虛機映像與具體硬體無關，硬體的更新升級不需要重裝系統和配置軟體；
[0036]本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相似的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種高可用雲計算一體機，包括電源、交換機、管理節點、計算節點、KVM、NAS存儲和箱體，通過此高可用雲計算一體機實現多機整合、數據共享、降低能耗、節省空間、安全穩定、維修方便、可靠性高、適用性強等功能。
2.根據權利要求1所述的高可用雲計算一體機，其特徵在於:將分散運行的硬體以共享資源池的方式重新構建為統一的運行平臺，為應用程式提供可快速伸縮的運行環境，更高效地利用存儲空間和網絡資源，消除了對硬體資源的獨佔浪費現象，同時在統一存儲池中實現數據共享。
3.根據權利要求1所述的高可用雲計算一體機，其特徵在於:通過軟硬體冗餘設計保障了業務平臺的安全高效運行，高可用雲計算一體機通過電源和網絡的雙路接入，保障了電源和網絡的高可用，高可用雲計算一體機管理平臺通過HA軟體實現了管理平臺的高可用，PtCloud雲資源管理軟體通過冷、熱遷移技術、保障了計算節點的高可用。
4.根據權利要求1所述的高可用雲計算一體機，其特徵在於:利用雲計算技術對硬體設備進行整合，構建新型的IT基礎架構，形成雲模式的使用和管理體系，集中管理資源和服務，達到簡化管理，提高效率、安全穩定，降低成本的管理目標，建立按需分配的資源管理方式。
5.根據權利要求1所述的高可用雲計算一體機，其特徵在於:將企業多套獨立運行的應用整合到一個統一的雲計算平臺中運行，伺服器、存儲等資源得到了有效的整合，系統架構隨需應變，靈活擴展，一臺物理伺服器上創建多個虛擬機，運行多套應用系統，伺服器資源利用率不足的現象得到改善，可以提高到80%以上。提高IT設備利用率。
6.根據權利要求1所述的高可用雲計算一體機，其特徵在於=PtCloud雲管理控制臺提供統一的管理接入點，雲計算環境中所有設備通過單一接口進行管理，提高了系統管理員的工作效率，簡化了系統管理，伺服器發生故障，運行在其上的虛擬機自動遷移，故障伺服器可以脫離雲環境進行維修，修復後添加到雲環境中繼續運行，整個過程對應用無任何影響，任何一臺物理伺服器故障，虛擬機自動遷移到其它伺服器上繼續運行，不會造成應用中斷，全年應用可靠性、可用性達到100%。
7.根據權利要求1所述的高可用雲計算一體機，其特徵在於:具有自助管理、數據安全保障、自動故障恢復和防網絡攻擊等基礎功能，能夠簡化開發部署過程，降低運維成本，構建按需擴展的網站架構，從而更適應信息化應用快速多變的特性。
8.根據權利要求1所述的高可用雲計算一體機，其特徵在於:管理節點採用I個cpu，8G內存，4個乙太網口，2個300G硬碟，雙電源配置的伺服器，計算節點採用2個cpu，64G內存，4個乙太網口，2個300G硬碟，雙電源的伺服器；NAS存儲設備是1T存儲空間，雙電源的設備，所有設備通過網絡連接。
【文檔編號】H04L29/08GK104184837SQ201410465930
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】江浩強, 李立忠, 張飛, 杜仲平 申請人:北京尖峰合訊科技有限公司