容器云平台高可靠性设计
1 容器云平台高可靠的需求与价值 (01)
1.1 容器技术与传统虚拟化技术可靠性架构的对比 (01)
1.2 容器的集群需求 (02)
1.3 Kubernetes对于容器云平台高可用的特性和价值 (03)
2 容器云平台总体高可靠架构设计 (03)
2.1 高可靠Docker容器集群设计和部署 (03)
2.2 高可靠Kubernetes集群的设计和部署 (03)
2.3 高可靠Etcd集群的设计和部署 (05)
2.4 容器云整体高可靠的设计和实现 (05)
2.5 支撑高可靠的VIP技术 (06)
3 容器云平台高可靠架构的指标对比 (07)
4 结语 (07)
高可靠是容器云平台功能架构中的关键的一环，在业务连续性和系统可靠性两个关键指标中，容器云的高可靠起到了至关重要的作用。在通用企业级的容器云平台构建和设计中，相应的设计方案和技术框架体现在高可用方面。对于企业的业务连续性而言，容器云平台的高可靠主要分为高可用、高性能、高安全性、易扩展性四个方面。高可靠的容器云平台用于承载微服务系统的应用，仅仅依靠Docker容器技术是无法满足需求的，因此Kubernetes作为服务编排和部署工具不断的和Docker以及CRI容器运行时进行融合，衔接传统的PaaS平台，在功能上不仅可以保证容器集群的编排和运维，又可以提供优越的平台层服务。Kubernetes 具备完备的集群管理能力，包括多层次的安全防护和准入机制、多租户应用支撑能力、透明的服务注册和服务发现机制、内建智能负载均衡器、强大的故障发现和自我修复能力、服务滚动升级和在线扩容能力、可扩展的资源自动调度机制及多颗粒度的资源配合管理能力。
在本文”基于Docker/CRI+Kubernetes的容器云平台的高可靠设计”中，通过对Docker/CRI、Kuberne-tes和相关支撑组件的可靠性特性以及架构设计的详细分析，从而论证了其未来可以满足云平台可靠性需求的能力。
1 容器云平台高可靠的需求与价值
1.1 容器技术与传统虚拟化技术可靠性架构的对比
以Wmware为代表的虚拟化实现了内部私有云IaaS平台的技术，给企业带来了服务器运算资源的集中、应用开发速度提升、运维成本下降和系统稳定性提高等显著成效。同时，随着微服务应用的迅速发展及容器技术的逐渐成熟和广泛应用，虚拟化云平台有了相应的局限性，如何提升效率和提高稳定性成为了其新的瓶颈，因此容器技术开始进入云平台的契机已经到来。
Docker是最早开始广泛应用的容器引擎，得益于其容器仓库和社区。Docker是Dockerd，containerd，containerd-shim和runc的组合。Docker容器技术对效率和稳定性的进一步提升进行的探索实践具体为：Docker Engine取代原有重复的虚拟化层Hypervisor和系统服务层Guest OS，可以更灵活、高效地利用Linux Namespaces和Cgroups技术为应用程序提供隔离性高、安全灵活的运行空间和运行资源，从下图的技术架构进行对比可以看出两者的技术优越性。
基于Docker容器技术相对于Vmware虚拟化给云平台带来的提升有以下几点：可以有更快的持续部署和测试环境，可以有更多的跨平台的支持、可以有更统一的环境标准化模板，可以有更精确的版本控制，可以有更高的资源利用率，可以有可靠的安全沙箱等等。微服务的价值和意义
Docker守护进程的存在引起的稳定性问题，必须要以root特权权限启动，容器引擎的复杂性，以及C/S 客户端服务器复杂模型，都已经显示Docker逐渐不再适合新一代的容器架构。随着Kubernetes在2018/2019年的发展和流行，需要更为轻量级，更加云原生的容器运行时，在Google/Redhat/Intel/IBM等厂家推动下，新的运行时引擎CRI-O得到快速发展。为了适应这种需求，Docker将Containerd剥离并贡献给CNCF基金会，获得了原生CRI的支持，低阶运行时仍然使用OCI的Runc；而cri-o 是一个 CRI 容器运行时接口的实现，为 kubernetes 提供 CRI 接口支撑。 cri-o 提供了一组最小化的工具和接口来下载、提取和管理镜像、维护容器生命周期、并提供满足 CRI 所需的监控和日志记录。 CRI-O可以让用户直接从 Kubernetes 运行容器，而不需要任何不必要的代码或工具。cri-o可以使用任何符合OCI标准的低阶运行时和容器工作，默认的运行时仍然是runc。cri-o的主要目标是作为Kubernetes的容器运行时，版本控制也与K8S一致。
在此基础上出现了基于libpod的podman，来兼容docker cli中的绝大多数命令；buildah复制了docker-?le的所有命令来构建oci镜像；Skopeo来传输容器镜像。Podman+Skopeo+Buildah这一符合标准CRI-O的容器套件，基于fork/exec模型，解决了由Docker守护进程导致的启动和安全问题，提高了容器的性能和安全性。当Docker不再作为缺省的容器运行时存在的情况下，企业级的容器云平台将遵循CRI-O+Kubernetes 的高可靠设计模式来实现，在这里就不得不提到微服务，作为容器云平台所承载业务的主体，微服务技术的应用在可靠性设计中充当服务输出的直接方式。微服务指的是开发一种单纯、小型、有意义的功能作为一项单一服务。通过微服务能将功能分解到离散的各服务中去，降低系统的耦合性，提供更加灵活的服务支持。微服务的优点包括：（1）体量小，用于实现一种特定的功能或业务需求；（2）可由一个小的开发组独立完成开发；（3）松耦合，服务之间可独立进行开发和部署；（4）可用不同的语言开发； （5）可通过持续集成工具，便捷地自动集成部署；（6）易于理解、修改和维护；（7）易扩展。
1.2 容器的集群需求
原先的Docker等容器引擎提供有编译、上传、下载、启动和停止容器的所有必要功能，对于在单主机环境中容器数量最少的情况下，管理这些过程而言是很合适的。但是，对于企业级应用而言，当需跨多个主机管理大量的容器时，集群环境下的容器宿主机所面对的网络、负载均衡、服务发现和高可用等特殊需求都带来了很大的困扰，盲目的进行Docker容器技术陆续开展并实现容器化和微服务的转型，但在大规模群集部署和应用时，传统的容器应用依然存在诸多问题，并不能有效的避免容器云平台的可靠性问题，比如：（1）多元化平台不利于统一管理；（2）独立的容器服务不利于企业进行大规模信息系统的建设；（3）高可用、高冗余副本缺失，灵活度低；（4）人工运维，缺乏自动的弹性伸缩。下图为传统应用架构和微服务架构的对比。
1.3 Kubernetes对于容器云平台高可用的特性和价值
调度和编排是集群管理的重要组成部分。当应用被扩展到多台宿主机时，管理每个宿主系统和抽象化底层平台的复杂性变得更高。编排是一个广义的概念，是指容器调度、集群管理和为可能的其他主机供应配置。容器管理是控制一组宿主机的过程，包括从一个集群中添加或移除主机、获取宿主机或容器当前的状态、信息和启动或管理进程。集群管理与调度紧密相连，因为调度必须有权限通过集群中的每台宿主机来管理服务。Kubernetes作为 作为流行的容器编排项目，在容器之上实现包括应用部署、服务编排、高可用管理和弹性伸缩在内的一系列功能，具有以下优点：（1）提供高可用、高冗余的群集化管理模式；（2）为容器组件提供高效的弹性伸缩；（3）提供一整套易于对接的RESTfullAPI API；（4）能与企业级微服务架构无缝结合；（5）实现零停机的灰度发布。
2 容器云平台总体高可靠架构设计
在实际的架构设计中，要根据企业的实际情况进行分析和落地，设计原则是通过合理的资源和组件架构设计，按不同业务功能和模块对容器云平台的容器资源进行拆分，并纳入到不同的容器群集服务中，通过借助Kubernetes的Pod和Service分组化管理实现不同业务类型服务器资源的最大隔离及促进企业应用微服务的合理有效拆分和运营，并通过组件级的冗余设计，来达到平台级高可靠架构的实现。
2.1 高可靠Docker容器集群设计和部署
在容器集群规划中，将承载微服务的 Docker容器部署于 Kubernetes集群体系中，利用其 Master组件（APIs、Scheduler、Etcd）和多个 Node节点组件（Kubelet、Kube-proxy）及分布式存储系统保障容器群集的 高效、稳定服务，将整个系统模块分为运行在 Node节点上的容器服务和运行在 Master节点上的用于组成集群级别的控制管理服务。 Kubernetes节点有运行应用容器必备的服务，而这些都受 Master的控制。每个节点上都需运行Docker服务，用来负责所有具体的映像下载和容器运行。Kubernetes体系主要由以下核心组件组成：（1）Etcd，负责提供和保存整个集群的状态；（2）APserver，负责提供资源操作的唯一入口，并提供认证、授权、访问控制、API注册和发现等机制；（3）ControllerManger，负责维护集群的状态，如故障检测、自动扩展和滚动更新等；（4）Scheduler，负责调度资源，按照预定的调度策略将 Pod调度到相应的机器上；（5）Kubernetes，负责容器的生命周期维护及 Volume（CVI）和网络（CNI）管理；（6）Containerruntime，负责镜像管理及Pod和容器的真正运行（CRI）；（7）Kube-proxy，负责为Service提供 Cluster内部的服务发现和负载均衡。
2.2 高可靠Kubernetes集群的设计和部署
Kubernetes集群中的节点主要有三个角色：Etcd服务器、Kubernetes API服务器和应用节点(Workers)，总体框架图如下图。在该系统中，Etcd 服务和Kubernetes API服务被同时部署在三台相同的节点上，以实现服务的高可用。虽然技术上Etcd服务和Kubernetes API服务可以被分别部署在不同的节点上，从而实现硬
件隔离和更好的性能，但这样做的硬件成本和维护成本都较高，因此在这里我们选择了将Etcd服务和API服务同时部署在三台相同的节点上。我们这里统一将Etcd服务器、Kubernetes API服务器称为Master节点，将应用节点称为Worker节点，各个节点均运行CentOS/RHEL操作系统，其它Linux操作系统部署方法类似。
首先，在各个节点的/etc/hosts文件中加入各个节点的host-name，部署高可用Etcd服务器集群时需要使用各个节点的hostname；其次，为了安全考虑，我们需要enforcing SELinux；第三，如果是Redhat/Cen-tOS系统，将net.bridge.bridge-nf-call-iptables和net.bridge.bridge-nf-call-ipta-bles6 两项系统参数设置为1，否则部署过程中创建的iptables规则不能生效，；第四，设置防火墙规则，允许Etcd和Kubernetes各项服务可以正常通过防火墙，需要允许网络流量通过的端口详见下表。
防火墙（所有主机之间通讯打通）
协议端口作用
TCP 2379-2380 etcd 服务，对等和指标端口
TCP 6443 Kubernetes API服务
TCP 9000-9999 主机级别的服务，包括端口9100-9101 上的节点导出器和
端口9099 上的Cluster Version Operator
TCP 10249-10259 Kubernetes 保留的默认端口
TCP 10256 Kubernetes-SDN
UDP 4789 VXLAN 和GENEVE
UDP 6081 VXLAN 和GENEVE
UDP 9000-9999 主机级别的服务，包括端口9100-9101 上的节点导出器
UDP 30000-32767 Kubernetes NodePort
节点类型协议流量方向端口作用
Master节点TCP 传入6443 Kubernetes API服务
Master节点TCP 传入2379-2380 Etcd API服务
Master节点TCP 传入10250 Kublet API服务
Master节点TCP 传入10251 Kube-Scheduler服务
Master节点TCP 传入10252 Kube-ControllerManager
Master节点TCP 传入10255 只读Kublet API服务
Worker节点TCP 传入10250 Kubelet API服务
Worker节点TCP 传入10255 只读Kublet API服务
Worker节点TCP 传入30000- 32767 Kubernetes NodePort服务
设置完防火墙规则之后，分别安装Docker、Ku-beadm、Kubelet和Kubectl。由于Kubeadm不能用于安装和管理Kubelet、Kubectl，因此Kubelet、Kubectl的软件版本最好与Ku-beadm保持一致，以避免部署和运行过程中出现不兼容的风险。在容器运行时方面，目前Kubernetes原生支持CRI-O，尤其是像RHEL最新版的操作系统已经内置了CRI-O容器运行时，在部署Kubernetes集群的时候更为方便和快捷。Etcd节点和Kubernetes部署时需要使用TLS自签名证书，因此我们还需要安装证书制作工具cfssl和cfssljson。另外，为了节点之间互相访问的方便，我们往往会设置各个节点之间的SSH互信，这样通过ssh命令节点间互相访问以及节点间拷贝数据时可以免于输入密码。SSH互信可以通过ssh-keygen和ssh-copy-id命令实现，节点较多时也可以通过Shell脚本方式实现。
2.3 高可靠Etcd集群的设计和部署
Etcd是一套分布式键值对存储系统，主要用于配置共享和服务发现。Kubernetes正是基于Etcd构建的。生产环境中需要部署Etcd服务器集群以避免单点故障。部署Etcd服务器集群首先需要安装相关证书，以三台Etcd服务器(master01、mas-tert02、master03)为例，具体步骤如下：（1）在master01节点生成CA证书ca.pem和ca-key.pem；（2）在master01节点生成Etcd客户端证书client.pem和cli-ent-key.pem；（3）将上述4个证书文件拷贝到master02、master03节点的对应目录；（4）利用上述的根证书，分别在master01、master02、master03上创建Etcd Server和Peer证书，即server.pem，server-key.pem，peer.pem，peer-key.pem。完成上述证书制作以后，即可安装Etcd软件集群，实现高可靠的需求。
在某些Kubernetes发行版中，如红帽的OpenShift，我们可以方便地通过托管节点获取远程资源从而完成master和etcd集群的搭建，从而完成control plane的部署。
2.4 容器云整体高可靠的设计和实现
第一种方式是通过ReplicationController/ReplicatSet服务提供Pod组件的冗余性。RC是Kubernetes集群中用来保证Pod服务组件高可用的API对象。通过旁路监控运行中的Pod来保证集群中运行指定数目的Pod 副本。指定的PodReplication数目既可是多个，也可是１个；若运行中的Pod少于指定数目，RC就会启动并运行新的Pod副本；若运行中的Pod多于指定数目，RC就会消除多余的Pod副本。即使是在指定数目为1的情况下，通过RC运行Pod也比直接运行Pod更合理，因为RC也可发挥其高可用的能力，保证始终有1个Pod 在运行。ReplicatSet是Kubernetes体系中的新一代RC，具有与RC相同的高可用能力，主要区别在于Repli-catSet能支持更多种类的匹配模式，更灵活便捷。ReplicatSet一般不单独使用，而是作为Deployment的理想状态参数使用。
上面谈的更多是对于无状态应用的高可靠性实现，随着有状态应用Operator的出现和发展，对于有状态应用的高可靠性也得到了进一步的提升。通过Operator，我们可以管理有状态容器Pod的生命周期，包括应用部署，应用更新，应用告警，自动伸缩等，提升Pod的高可靠性。
第二种方式是通过多节点Master和Etcd群集保障群集服务的冗余性。鉴于Kubernetes中Master和Etcd 组件的重要性，在设计容器云的部署架构时，通过采用部署Active-Active的方式和Etcd服务集群的模式来保障其整个容器群集的冗余和稳定。Kubernetes高可用群集架构，如第2小节高可靠Kubernetes集群的设计和部署所描述的高可靠架构图进行细化如下。
Master服务的Active-Active设 计。Kube-Controller-Manger和Kube-scheduler服 务 通过添加lead-er-elect=true参数来保证其服务同时启动，系统会自动选举leader；Kube-Apiserver原生则支持多节点同时运行，通过配置VIP对其进行浮动指向。
Etcd服务的集群设计。Etcd支持集群化部署方式，规划通过利用Static的方式对其集群进行配置。
2.5 支撑高可靠的VIP技术
通过HA部署拓扑和VIP动态漂移实现容器云平台的高可靠。在部署集群的时候，通过在cluster目录的host文件中指定多个master，worker，proxy和management节点实现HA 部署拓扑。
Linux VIP技术利用的是给网卡起一个别名，然后绑定一个新的IP地址，这样这个网卡就绑定了两个IP地址，但是这两个IP地址对应的是一个相同的物理MAC地址。因为IP地址只是一个逻辑地址，在以太网中MAC 地址才是真正用来进行数据传输的物理地址，每台主机中都有一个ARP高速缓存，存储同一个网络内的IP地址与MAC地址的对应关系，以太网中的主机发送数据时会先从这个缓存中查询目标IP对应的MAC地址，会向这个MAC地址发送数据。操作系统会自动维护这个缓存。当一个节点出现问题时，VIP会自动的绑定另一个节点上，从何实现高可用。合理的故障检测，准确的在节点之间选举leader，动态漂移VIP是实现高可用的关键，只有可靠VIP漂移算法，才能避免产生“脑裂”问题。Kubernetes 使用etcd 作为存储的后端，etcd本身已经实现了Raft算法，从而实现了etcd集群的自身的leader选举。本文中的平台高可靠的设计利用etcd的V3 API分布式锁和事务的相关API实现VIP的自动漂移算法。算法的基本原理如下：持有VIP地址节点获得etcd中绑定了一个固定key的lease，TTL为8秒，在节点在lease失效前不停刷新这个lease，其他节点持续观察这个lease，如果lease到期而没有被更新，备用节点将假定第一个leader失败，并尝试自己绑定lease，使自己成为新的leader节点，并绑定VIP地址，任何操作出错等待的时间为5秒，它小于TTL，保证了在TTL的时间窗口内，一直存在节点去竞争leader。本算法使用随机选择来减少任何竞争条件下，多个节点试图成为 leader的机会，而算法的本质就是集群中的多个节点都去抢这个lease，谁抢到了谁就是 leader，etcd会保证同时只有一个人能抢到这个lease。下图为RaFc的协议图。
3 容器云平台高可靠架构的指标对比
对于高可靠的指标分解，分别以平台服务可靠性、资源伸缩可靠性、部署可靠性、API扩展的可靠性来度量，下面我们就以Vmware代表的私有云，传统的Docker架构，基于CRI-O+Kubernetes的容器云平台的指标进行对比。
通过指标对比发现，容器云服务平台的建设不仅使整体容器云服务的管理、伸缩性和性能等得到了提升，通过这些提升完善了整体的高可靠的特性，同时给整个架构体系模式带来了质的飞跃。
4 结语
如今越来越多的企业面临IaaS和PaaS云平台的建设及微服务系统的构建和转型。对于容器云平台的架构设计和平台落地的过程中，要充分考虑高可靠的设计，不光是整体全局的设计，还要兼顾组件内部和组件之间的高可靠设计，通过开源的VIP技术或微服务的应用，最终达成业务连续性高水位指标的达成。
本文部门内容和插图参考于下列文献和资料：
Kubernetes权威指南
Kubernetes高可用集群的部署实践
基于Kubernetes和Docker技术的企业级容器云平台解决方案
通过OpenShift实现企业的数字化转型指标 Vmware （私有云） 传统Docker 架构 CRI-O+Kubernetes （标准容器云平台） 容器服务
有高可靠集群保障 零散的容器孤岛，无群集等高可用保障 提供高可用、高冗余的群集化管理模式 弹性伸缩 手工部署，无法做到自
动弹性伸缩
手工部署、配置服务模块，无法做到自动弹性伸缩 提供容器组件高效的弹性伸缩 部署发布 手工配置，对于零停机
较为繁琐困难
手工配置，对于零停机较为繁琐困难 提供rolling-update 渐进式的更新方式 API 扩展 有扩展API 接口，对接
较为繁琐困难 无扩展API 接口，只提供命令行方式管理 提供一整套易于对接服务的RESTfullAPI
大数据处理平台及可视化架构设计说明书 版本：1.0 变更记录
目录 1 1. 文档介绍 (3) 1.1文档目的 (3) 1.2文档范围 (3) 1.3读者对象 (3) 1.4参考文献 (3) 1.5术语与缩写解释 (3) 2系统概述 (4) 3设计约束 (5) 4设计策略 (6) 5系统总体结构 (7) 5.1大数据集成分析平台系统架构设计 (7) 5.2可视化平台系统架构设计 (11) 6其它 (14) 6.1数据库设计 (14) 6.2系统管理 (14) 6.3日志管理 (14)
1 1. 文档介绍 1.1 文档目的 设计大数据集成分析平台，主要功能是多种数据库及文件数据；访问；采集；解析，清洗，ETL，同时可以编写模型支持后台统计分析算法。 设计数据可视化平台，应用于大数据的可视化和互动操作。 为此，根据“先进实用、稳定可靠”的原则设计本大数据处理平台及可视化平台。 1.2 文档范围 大数据的处理，包括ETL、分析、可视化、使用。 1.3 读者对象 管理人员、开发人员 1.4 参考文献 1.5 术语与缩写解释
2 系统概述 大数据集成分析平台,分为9个层次，主要功能是对多种数据库及网页等数据进行访采集、解析，清洗，整合、ETL，同时编写模型支持后台统计分析算法，提供可信的数据。 设计数据可视化平台 ,分为3个层次，在大数据集成分析平台的基础上实现大实现数据的可视化和互动操作。
3 设计约束 1.系统必须遵循国家软件开发的标准。 2.系统用java开发，采用开源的中间件。 3.系统必须稳定可靠，性能高，满足每天千万次的访问。 4.保证数据的成功抽取、转换、分析，实现高可信和高可用。
云计算平台设计参考架构 在私有云当中，主要包含以下几个组件：物理基础架构、虚拟化层、服务自动化层、服务门户、安全体系、云API和可集成的其它功能。（如图私有云参考架构） 图3.4 私有云参考架构 a) 物理基础架构 物理架构的定义是组成私有云的各种计算资源，包括存储、计算服务器、网络，无论是云还是传统的数据中心，都必须基于一定的物理架构才能运行。
在私有云参考架构中的物理基础架构其表现形式应当是以资源池模式出现，也就是说，所有的物理基础架构应当是统一被管，且任一设备可以看成是无状态，或者说并不与其它的资源，或者是上层应用存在紧耦合关系，可以被私有云根据最终用户的需求，和预先定制好的策略，对其进行改变。 b) 虚拟化层 虚拟化是实现私有云的前提条件，通过虚拟化的方式，可以让计算资源运行超过以前更多的负载，提升资源利用率。虚拟化让应用和物理设备之间采用松耦合部署，物理资源状态的变更不影响到虚拟化的逻辑计算资源。且可以根据物力基础资源变化而动态调整，提升整体的灵活性。 c) 服务自动化层 服务自动化层实现了对计算资源操作的自动化处理。它可以集中的监控目前整体计算资源的状态，比如性能、可用性、故障、事件汇总等等，并通过预先定义的自动化工作流进行
相关的处理。 服务自动化层是计算资源与云计算服务门户相关联的重要部件，服务自动化层拥有自动化配置和部署功能，可以进行服务模板的制定，并将服务内容和选择方式在云计算服务门户上注册，用户可以通过服务门户上的服务目录来选择相应的计算资源请求，由服务自动化层实现服务交付。 d) 云API 云应用开发接口提供了一组方法，让云服务门户和不同的服务自动化层进行联系，通过云API，可以在一个私有云当中接入多个不同地方的计算资源池，包括不同架构的计算资源，并通过各自的服务自动化体系去进行服务交互。 e) 云服务门户 云服务门户是用户使用私有云计算资源的接口，云服务门户上提供了所有可用服务的目录，并提供了完善的服务申请流程，用户可以执行申请、变更、退回等计算资源使用服务。
中石化 云计算平台工程技术方案 二O一六年四月
目录第1章.基本情况6 1.1.项目名称6 1.2.业主单位6 1.3.项目背景6 1.3.1.XX技术发展方向6 1.3. 2.有关XX公开的相关要求7 1.4.建设规模7 1.5.投资概算10 1.6.设计依据10 1.7.设计范围10 1.8.设计分工11 第2章.现状及需求分析11 2.1.项目意义及建设必要性11 2.2.现状分析13 2.3.需求分析13 2.3.1.长期需求13 2.3.2.本期需求14 第3章.总体设计16 3.1.建设目标16 3.1.1.预期总目标16 3.1.2.阶段性目标17
3.2.建设内容18 3.3.系统的总体结构18 3.3.1.设计原则18 3.3.2.XX本土化战略错误!未定义书签。 3.3.3.建设思路20 3.3. 4.总体拓扑结构22 3.4.信息的分类编码体系25 3.5.质量保证体系26 第4章.建设方案27 4.1.网络资源池28 4.1.1.组网物理拓扑图28 4.1.2.网络负载均衡设计30 4.1.3.网络虚拟化设计32 4.1.4.IP地址及DNS规划36 4.1. 5.网络端口资源估算41 4.2.计算资源池41 4.2.1.计算资源池架构41 4.2.2.应用系统分析42 4.2.3.计算资源池建议配置与选型建议44 4.2.4.计算资源池部署47 4.2. 5.虚拟化软件选型分析48 4.3.云计算管理平台51
4.3.1.云资源管理平台建设方案52 4.3.2.云运营管理平台建设方案61 4.4.云计算安全防护方案71 4.4.1.云计算平台安全威胁71 4.4.2.云计算平台安全防护目标73 4.4.3.云计算平台安全架构74 4.4.4.IaaS层安全74 4.4. 5.PaaS层安全89 4.4.6.SaaS层安全90 4.4.7.公共安全92 4.4.8.安全管理制度98 4.4.9.云安全服务100 4.5.机房方案100 4.5.1.机房设备集中管理100 4.5.2.布线系统101 4.5.3.机房系统102 4.5.4.UPS配置方案104 4.6.标准化工作109 4.6.1.标准规范建设的原则109 4.6.2.标准规范的总体框架110 第5章.设备配置要求112 第6章.项目实施与运行维护117
云计算平台详细方案设计
第1章数据中心云平台设计 1.1云平台总体架构设计 基于当前IT基础架构的现状，未来云平台架构必将朝着开放、融合的方向演进，因此，云平台建议采用开放架构的产品。目前，越来越多的云服务提供商开始引入Openstack，并投入大量的人力研发自己的openstack版本，如VMware、华三等，各厂商基于Openstack架构的云平台其逻辑架构都基本相同，具体参考如下： 图2-1：云平台逻辑架构图 从上面的云平台的逻辑架构图中可以看出，云平台大概分为三层，即物理资源池、虚拟抽象层、云服务层。 1、物理资源层 物理层包括运行云所需的云数据中心机房运行环境，以及计算、存储、网络、安全等设备。 2、虚拟抽象层
资源抽象与控制层通过虚拟化技术，负责对底层硬件资源进行抽象，对底层硬件故障进行屏蔽，统一调度计算、存储、网络、安全资源池。 3、云服务层 云服务层是通过云平台Portal提供IAAS服务的逻辑层，用户可以按需申请相关的资源，包括：云主机、云存储、云网络、云防火墙与云负载均衡等。 基于未来云平台的发展趋势及华北油田数据中心云平台的需求，华北油田的云平台应具备异构管理能力，能够对多种虚拟化平台进行统一的管理、统一监控、统一运维，同时，云平台能够基于业务的安全需要进行安全防护，满足监控部门提出的安全等级要求。下面是本次云平台架构的初步设计，如下图所示： 图2-2：云平台总体架构图 1.2资源池总体设计 从云平台的总体架构可以看出，资源池是云平台的基础。因此，在构建云平台的过程中，资源的池化迈向云的是第一步。
目前，计算资源的池化主要包括两种，一种是X86架构的虚拟化，主要的虚拟化平台包括VMware、KVM、Hyper-V等；另一种是小型机架构的虚拟化，主要的虚拟化平台为PowerVM，这里主要关注基于X86架构的虚拟化。 存储资源的池化也包括两种，一种是当前流行的基于X86服务本地磁盘实现的分布式存储技术，如VMware VSAN、华为FusionStorage、华三vStor等；另一种是基于SAN 存储实现的资源池化，实现的方式是利用存储虚拟化技术，如EMC VPLEX、华为VIS(虚拟化存储网关型)和HDS VSG1000(存储型)等。这两种方式分别适用于不同的场景，对于普通的数据存储可以尝试使用分布式存储架构，如虚拟机文件、OLAP类数据库等，而对于关键的OLTP类数据库则建议采用基于SAN存储的架构。 网络资源池化也包括两种，一种是基于硬件一虚多技术实现的网络资源池，如华为和华三的新型的负载均衡、交换机、防火墙等设备；另一种是基于NFV技术实现的网络资源池。这两种方式分别适用于不同的场景，对于南北向流量的网络服务建议采用基于硬件方式实现的网络资源池化，而对于东西向流量的网络服务建议采用基于NFV技术实现的网络资源池化。 图2-2-1：华北油田资源池总体设计示例
一、业务挑战 无锡华夏计算机技术有限公司于2000年1月成立，是无锡软件出口外包骨干企业。公司主要以面向日本的软件外包开发为中心，致力于不断开拓国内市场、为客户提供优质的系统集成等业务。随着企业的发展，IT投入不断加大，随之而来的PC管理问题也越来越突出。 华夏目前PC总拥有数1000台，主要用于研发和测试，由于项目多、任务紧，一台PC经常要用于不同的项目开发，而每次更换都要对PC系统进行重新安装和环境搭建。根据实际统计，华夏一个员工平均每年参与4个项目的开发，也就是每年要重新搭建四次开发环境，对测试人员来说这个数量还要更多；平均每次更换环境花费时间10个小时，华夏每年大约花费4万小时用于PC系统和环境搭建，按照人均工资15元/小时，每年花费在60万左右。 除此之外，由于PC的使用寿命较短，更新升级频繁，大量的PC就意味着每年都要有很多PC需要淘汰和更新，现在这个数字大约是10台/月，而随着华夏的发展壮大，这个数字会进一步增加，这就意味着华夏每年花在PC升级和更新的费用最少在50~60万。与此同时，大量的PC也是的企业的能源消耗巨大，电力花费居高不下；按照平均180W/台，一台PC工作8小时/天，工业用电0.9元/度，华夏每年的电费就将近15万元。 与巨大的IT投入相对应的就是IT资源利用率较低，PC分布在企业各个项目小组的开发人员手中，很难进行统一的管理调度，也无从得知PC的使用情况。软件开发的各个阶段对IT的需求都是不同的，我们无法得知某个正在进行的项目使用的PC资源是否有多余，无法将项目完成用不到的PC资源及时收回，以便给下一个项目小组使用，造成大量的IT资源浪费。
云计算平台系统建设项目 设计方案
1.1设计方案 1.1.1平台架构设计 **高新区云计算平台将服务器等关键设备按照需要实现的功能划分为两个层面，分别对应业务层和计算平台层。 业务层中，功能区域的划分一般都是根据安全和管理需求进行划分，各个部门可能有所不同，云数据中心中一般有公共信息服务区(DMZ区)、运行管理区、等保二级业务区、等保三级业务区、开发测试区等功能区域，实际划分可以根据业务情况进行调整，总的原则是在满足安全的前提下尽量统一管理。 计算平台层中分为计算服务区和存储服务区，其中计算服务区为三层架构。计算服务区部署主要考虑三层架构，即表现层、应用层和数据层，同时考虑物理和虚拟部署。存储服务区主要分为IPSAN、FCSAN、NAS 和虚拟化存储。 云计算平台中计算和存储支持的功能分区如下图所示：
图云计算平台整体架构 图平台分层架构
基础架构即服务：包括硬件基础实施层、虚拟化&资源池化层、资源调度与管理自动化层。 硬件基础实施层：包括主机、存储、网络及其他硬件在内的硬件设备，他们是实现云服务的最基础资源。 虚拟化&资源池化层：通过虚拟化技术进行整合，形成一个对外提供资源的池化管理（包括内存池、服务器池、存储池等），同时通过云管理平台，对外提供运行环境等基础服务。 资源调度层：在对资源（物理资源和虚拟资源）进行有效监控管理的基础上，通过对服务模型的抽取，提供弹性计算、负载均衡、动态迁移、按需供给和自动化部署等功能，是提供云服务的关键所在。 平台即服务：主要在IaaS基础上提供统一的平台化系统软件支撑服务，包括统一身份认证服务、访问控制服务、工作量引擎服务、通用报表、决策支持等。这一层不同于传统方式的平台服务，这些平台服务也要满足云架构的部署方式，通过虚拟化、集群和负载均衡等技术提供云状态服务，可以根据需要随时定制功能及相应的扩展。 软件即服务：对外提供终端服务，可以分为基础服务和专业服务。基础服务提供统一门户、公共认证、统一通讯等，专业服务主要指各种业务应用。通过应用部署模式底层的稍微变化，都可以在云计算架构下实现灵活的扩展和管理。 按需服务是SaaS应用的核心理念，可以满足不同用户的个性化需求，如通过负载均衡满足大并发量用户服务访问等。 信息安全管理体系，针对云计算平台建设以高性能高可靠的网络安
云计算资源池平台架构设计
目录 第1章云平台总体架构设计 (4) 第2章资源池总体设计 (5) 2.1 X86计算资源池设计 (6) 2.1.1 计算资源池设计 (6) 2.1.2 资源池主机容量规划设计 (8) 2.1.3 高可用保障 (9) 2.1.4 性能状态监控 (12) 2.2 PowerVM计算资源池设计 (14) 2.2.1 IBM Power小型机虚拟化技术介绍 (14) 2.2.2 H3Cloud云平台支持Power小型机虚拟化 (16) 2.2.3 示例 (18) 2.3物理服务器计算资源池设计 (19) 2.4网络资源池设计 (20) 2.4.1 网络虚拟化 (20) 2.4.2 网络功能虚拟化 (34) 2.4.3 安全虚拟化 (36) 2.5存储资源池设计 (37) 2.5.1 分布式存储技术方案 (37) 2.6资源安全设计 (46) 2.6.1安全体系 (46) 2.6.2 架构安全 (47) 2.6.3 云安全 (52) 2.6.4 安全管理 (59)
2.6.5 防病毒 (62)
第1章云平台总体架构设计 基于当前IT基础架构的现状，未来云平台架构必将朝着开放、融合的方向演进，因此，云平台建议采用开放架构的产品。目前，越来越多的云服务提供商开始引入Openstack，并投入大量的人力研发自己的openstack版本，如VMware、华三等，各厂商基于Openstack架构的云平台其逻辑架构都基本相同，具体参考如下： 图2-1：云平台逻辑架构图 从上面的云平台的逻辑架构图中可以看出，云平台大概分为三层，即物理资源池、虚拟抽象层、云服务层。 1、物理资源层 物理层包括运行云所需的云数据中心机房运行环境，以及计算、存储、网络、安全等设备。 2、虚拟抽象层 资源抽象与控制层通过虚拟化技术，负责对底层硬件资源进行抽象，对底层硬件故障进行屏蔽，统一调度计算、存储、网络、安全资源池。 3、云服务层 云服务层是通过云平台Portal提供IAAS服务的逻辑层，用户可以按需申请
目录 1方案整体规划 1.1整体拓扑 方案划分为五个功能区： 线路接入区：包含互联网线路，市局、各委办局、采集点等专线接入 网络纵深防御区：包含各种网络安全、审计设备，符合等保3级规范要求
核心交换区：包含万兆核心交换集群及汇聚交换设备 网管、客服区：包含网管平台及客户终端 计算、存储区：包含云计算机平台和分布式存储系统。 1.2设计依据 传统计算中心观念是根据功能需求的变化实现对应的硬件功能盒子堆砌而构建的，这非常类似于传统软件开发的组件堆砌，被已经证明为是一种较低效率的资源调用方式，而如果能够将整个网络的构建看成是由封装完好、相互耦合松散、但能够被标准化和统一调度的“服务”组成，那么业务层面的变更、物理资源的复用都将是轻而易举的事情。因此提出支撑业务运行的底层基础设施也应当向“面向服务”的设计思想转变，构造“面向服务的数据中心”（ServiceOrientedDataCenterSODC）。 具体而言SODC,应形成这样的资源调用方式：底层资源对于上层应用就像由服务构成的“资源池”，需要什么服务就自动的会由网络调用相关物理资源来实现，管理员和业务用户不需要或几乎可以看不见物理设备的相互架构关系以及具体存在方式。SODC的框架原型如下所示： 在图中，隔在基础架构和用户之间的“交互服务层”实现了向上提供服务、向下屏蔽复杂的物理结构的作用，使得网络使用者看到的网络不是由复杂的基础物理功能实体构成的，而是一个个智能服务——安全服务、移动服务、计算弹性服务、分布式存储服务等，至于这些服务是由哪些实际存在的物理资源所提供，管理员和上层业务都无需关心，交互服务层解决了一切资源的调度和高效复用问题。 SODC构成的数据中心IT架构必将是整个数据中心未来发展的趋势，虽然实现真正理想的SODC融合的架构将是一个长期的历程，但在向该融合框架迈进的每一步实际上都将会形成对网络灵活性、网络维护、资源利用效率、投资效益等方面的巨大改
智慧政务云数据中心总体架构设计
目录 第一章、项目总体设计 (3) 1.1、项目设计原则 (3) 1.1.1、统一建设 (3) 1.1.2、相对独立 (3) 1.1.3、共建共享 (3) 1.1.4、安全可靠 (3) 1.2、建设思路 (4) 1.2.1、需求驱动 (4) 1.2.2、标准先行 (4) 1.2.3、围绕数据 (4) 1.2.4、逐步扩展 (4) 1.3、数据中心总体结构设计 (5) 1.3.1、总体逻辑体系结构 (8) 1.3.1.1、信息资源体系 (8) 1.3.1.2、支撑体系 (9) 1.3.1.3、标准规范体系 (9) 1.3.1.4、运行管理体系 (10) 1.3.1.5、安全保障体系 (10) 1.3.2、总体实施结构设计 (10) 1.3.2.1、数据中心交换共享平台及信息资源 (11) 1.3.2.2、数据接口系统区 (12) 1.3.2.3、各部门系统 (12) 1.3.2.4、综合应用 (12) 1.3.3、总体物理体系结构 (12)
第一章、项目总体设计 1.1、项目设计原则 1.1.1、统一建设 数据中心必须统一规范建设。通过制定统一的数据交换与共享标准，建设统一的数据共享与交换平台和统一的前置机接口系统，可以避免重复投资，降低接口的复杂性，有效实现数据中心与业务部门以及业务部门之间的数据共享与数据交换，消除社会保障系统范围内的“信息孤岛”，实现数据资源的互联互通。 1.1.2、相对独立 根据数据中心的功能定位，数据中心的建设和运作必须保持业务系统的相对独立性。为此采用松散耦合方式，通过在业务部门统一配置接口系统实现数据资源整合。 1.1.3、共建共享 一方面建设数据中心的目的是为了实现业务部门之间的数据共享。 另一方面，数据中心的数据来源于各个业务部门，因此数据中心的建设必须依靠各业务部门的积极参与和配合。 1.1.4、安全可靠 由于社会保障数据与广大社会保障对象的切身利益密切相关，所以数据中心的安全是非常重要的。因此，必须要做好系统的安全设计，防范各种安全风险，确保数据中心能够安全可靠的运行。同时数据中心必须采用成熟的技术和体系结构，采用高质量的产品，并且要具有一定的容灾功能。
智能制造云服务平台的设计与实现 发表时间：2017-10-20T13:55:29.257Z 来源：《防护工程》2017年第16期作者：顾大虎[导读] 云制造作为一种基于知识、面向服务、高效低碳的网络化智能制造新模式。 山东省聊城市民营经济发展局山东聊城 252000 摘要：目前，制造服务正成为制造业新的经济增长点。云制造———面向服务的网络化制造新模式，是2010年初科技部提出的设想，它融合了现有信息化制造技术及云计算、物联网、知识服务等技术，为制造业由生产型成功转型为服务型提供了一种新的思路。 关键词：云制造；服务平台；构架；设计 1.前言 云制造作为一种基于知识、面向服务、高效低碳的网络化智能制造新模式，强调产品全生命周期中各类制造资源的整合与高度共享，已经引起学术界、科技界和国家的高度重视，并开展了大量的研究工作。 2.云制造服务平台概述 云制造的概念起源于云计算，但两者存在显著的不同。云计算是一种利用大规模低成本运算单元、通过ＩＰ网络相连而组成的运算系统，它提供各种运算服务，其核心价值是节流、竞争和开源。云计算对制造行业的节流与开源有一定的帮助，但由于云计算服务模型的局限性，还是不能很好地解决当前制造行业的矛盾。近年来，随着云计算、物联网等技术的发展和日趋成熟，一种网络化制造新模式———云制造应运而生。云制造是一种面向服务、高效低能和基于知识的网络化智能制造新模式，其核心思想是“分散资源集中使用，集中资源分散服务”。这种新模式实现了制造过程的社会资源整合，提高了资源利用率，降低了企业资源的消耗，为企业从生产型向服务型转换提供了一个新的发展方向。西方发达国家针对云制造已开展了一些相关的工作，并取得了一系列成就。2000年，美国建立的网络平台ＭＦＧ．ｃｏｍ成为目前世界上最大的制造业交易平台，为全球的制造业合作伙伴快捷高效的合作提供服务；美国越野赛车厂Ｌｏｃａｌ－Ｍｏｔｏｒｓ．ｃｏｍ平台则采用服务众包的方式，将所有的汽车生产过程中的全部个性化设计与制造过程众包给中小企业；此外，欧盟第七框架于2010年8月启动了在一套软件即服务应用支持下为用户提供可配置制造能力服务的制造云项目。我国制造业正处于从生产型向服务型、从价值链的低端向中高端、从制造大国向制造强国、从中国制造向中国创造转变的关键时期，正在培育新型制造服务模式，以满足制造企业最短的上市速度、最好的质量、最低的成本、最优的服务、最清洁的环境和基于知识的创新需求，支撑绿色和低碳制造。自20世纪末，我国相关研究机构针对计算机集成制造、制造网格、敏捷制造、虚拟制造和网络化制造等相关课题开展研究，取得了一系列成果，并在制造业各个领域发挥了重要作用，对推进我国制造业信息化进程做出了巨大贡献。可以预见，云制造服务平台的研究与开发将是下一阶段我国制造业信息化的重要方向之一，其核心是盘活社会制造资源存量，针对规模大、产业链长、组织结构复杂多样、企业整体协作性差等特点进行研究，以企业群体依托云制造服务平台，实现便捷的访问、知识的聚合与共享、服务资源的优化配置以及企业间的协同管理与交易。 3.制造云服务按需供应模式的架构 制造云服务按需供应模式的架构从整体上对云服务的各类供应模式及其层次、要素、关系进行了规范。针对制造云服务的特点和实际需求，提出的云服务按需供应模式的架构其包含的要素及特点如下： 3.1客户需求分离点 客户需求分离点指云制造服务平台中由基于资源供给、市场预测和使用记录进行资源组织和服务开发转向直接响应用户需求进行资源组织和服务开发的转换点。云服务的供应过程中，ＣＤＤＰ上游的活动是云制造服务平台“推”的过程，ＣＤＤＰ下游的活动是用户需求“拉”的过程。 3.2制造云服务按需供应模式的分类 按照ＣＤＤＰ在云服务供应过程中的位置不同，将云服务的按需供应模式分为按需求提供、按需求组合、按需求设计和按需求研发四种子模式。 （1）按需求提供 在ＰＴＤ模式中，用户直接根据自身需求通过在云制造平台中主动查找或推送来发现和获取所需服务（这里的服务包括平台上已发布的原子服务、静态组合服务和组合服务模板），调用匹配的服务，并支付相应费用。例如模具企业需要热处理企业提供某种零件的常规热处理服务。 （2）按需求组合 平台或用户根据需求，利用平台中已有的服务装配成满足需求的服务组合的供应方式。ＣＴＤ是一种面向用户需求的动态服务组合模式。例如，模具企业根据订单要求，组合原料和配件采购、热处理、加工外协、装配和试验等服务，其中的各种服务都是平台中现成的。 （3）按需求设计 在ＥＴＤ模式中，平台接到用户的需求描述后，根据已有的资源和服务，重新设计所需服务的行为、结构和质量，并进行相关资源的重新封装，以及服务模块的配置和变型，在此基础上向用户提供新的云服务。例如，用户提出某种汽车油箱的整体解决方案服务需求，平台运营方根据用户需求，利用已有的资源和服务配置并重新设计平台中的相关服务，以提供整体解决方案服务。 （4）按需求研发 在ＲＴＤ模式中，平台中现有的资源和服务无法提供满足用户特殊需求的服务（如平台缺乏用户所需的某种热处理方法和某种加工设备），可采用众包的模式，针对特殊需求服务的研发进行招投标，以引进外部新的资源和服务进行服务创新，扩大云制造服务平台资源优化配置的范围。例如，针对模具的再制造服务需求，模具企业发现平台中缺少模腔表面激光涂覆服务，需要寻找新的合作企业的资源，并需要对再制造服务的流程进行研发。需要说明的是，对于特殊需求的复杂服务而言，面向用户的整体服务往往需要以ＲＴＤ和ＥＴＤ模式供应，但组成整体服务的组件服务却可以ＣＴＤ和ＰＴＤ模式获取。
容器云平台监控架构设计及优化
目录 1. 概述 (1) 2. 价值和意义 (1) 3. 监控方案选型 (1) 3.1 容器云监控方案有哪些 (1) 3.2 方案对比并确定 (3) 4. 基于prometheus的容器云平台监控架构设计 (4) 4.1 prometheus介绍 (4) 4.2 架构设计 (5) 4.3 监控点有哪些 (7) 4.4 重要组件介绍 (10) 4.5 数据可视化 (14) 4.6 高可用设计 (16) 4.7 性能优化与容量预估 (22)
1 概述 随着容器化的大力发展，容器云平台已经基本由Kubernetes作为统一的容器管理方案。当我们使用Kubernetes进行容器化管理时，传统监控工具如Zabbix无法对Kubernetes做到统一有效的全面监控，全面监控Kubernetes也就成为我们需要探索的问题。使用容器云监控，旨在全面监控Kubernetes集群、节点、服务、实例的统计数据，验证集群是否正常运行并创建相应告警。本章旨在于介绍容器云平台监控的架构设计及优化。 2 价值和意义 监控是运维体系中是非常重要的组成部分，通过监控可以实时掌握系统运行状态，对故障提前预警，以及历史状态的回放，还可以通过监控数据为系统的容量规划提供辅助决策，为系统性能优化提供真实的用户行为和体验。为容器云提供良好的监控环境是保证容器服务的高可靠性、高可用性和高性能的重要部分，通过对本章的学习，能够快速认识当前容器环境下都有哪些监控方案，并对主流的监控方案有一个系统的了解和认识。 3 监控方案选型 3.1 容器云监控方案有哪些 （1）Zabbix Zabbix是由Alexei Vladishev开源的分布式监控系统，支持多种采集方式和采集客户端，同时支持SNMP、IPMI、JMX、Telnet、SSH等多种协议，它将采集到的数据存放到数据库中，然后对其进行分析整理，如果符合告警规则，则触发相应的告警。 Zabbix核心组件主要是Agent和Server，其中Agent主要负责采集数据并通过主动或者被动的方式采集数据发送到Server/Proxy，除此之外，为了扩展监控项，Agent还支持执行自定义脚本。Server主要负责接
xxx区国土资源 一张图工程和服务平台系统基础支撑平台与运维保障平台 建 设 方 案
目录 1项目概述 (2) 1.1项目背景 (2) 1.2项目目标 (2) 1.3建设内容 (2) 2现状及需求分析 (3) 2.1信息化现状 (3) 2.2存在的问题 (4) 2.2.1运维保障面临主要问题 (4) 2.2.2现有保障手段不能满足需求 (4) 2.2.3管理运维问题 (5) 3方案总体设计 (6) 3.1设计原则 (6) 3.2总体架构设计 (7) 3.3实施思路 (7) 4虚拟桌面技术方案设计 (10) 5服务器虚拟化方案设计 (11) 6业务系统运维保障设计 (13) 6.1架构设计 (13) 6.2业务系统应急 (14) 6.3数据保障 (15) 6.4运维迁移 (15) 7项目实施计划 (16) 8项目组织保障 (17) 8.1工作领导小组 (17) 8.2项目专家小组 (17) 8.3项目技术小组 (17)
1项目概述 1.1项目背景 国土资源“一张图”和综合监管平台建设（以下简称“一张图”工程）是国土资源信息化“十二五”规划中的一项核心内容。 根据《国土资源部关于进一步运用现代科技信息手段规范和创新管理的指导意见》(国土资发〔2010〕81号)、《山东省国土资源系统‘一个平台、两个市场’建设方案的通知》（鲁国土资发〔2011〕33号）和《青岛市国土资源和房屋管理局关于加强信息化建设工作的意见的通知》（青土资房发〔2012〕465号）等一系列文件的要求，青岛市国土房管局xxx 分局拟开展xxx区国土资源一张图工程和服务平台系统基础支撑平台及运维保障平台建设，为一张图工程和服务平台系统搭建安全、可靠的基础设施环境，为全局信息化发展奠定坚实的基础。 1.2项目目标 基础支撑平台及运维保障平台的建设实现以下主要目标： （1）通过加强对业务内网、办公网、互联网的安全管理，实现生产数据和涉密信息的集中存放和管理，保证信息安全； （2）通过为32个乡镇国土所提供云端虚拟桌面服务，保障数据不在国土所用户的终端设备上落地的基础上，实现各项数据及业务应用的便捷接入，有效促进业务协 同； （3）通过运维保障平台的建设，为全区国土资源用户提供一致、高度可用、高度可扩展的服务，最大程度地减少系统停机，全面支持国土全系统的业务连续性； （4）通过云平台建设，充分整合已有资源，实现IT基础设施的集约化建设。 1.3建设内容 基础支撑平台及运维保证体系主要包括以下建设内容：
创新管理价值，引导教学未来——云课堂解决方案 一、概述 随着计算机教育的发展，计算机机房在各中小学已经相当普及，这些计算机资源在很大程度上提高了课题的教学效果。同时，随着机房规模的不断扩大，学校需要管理和维护的各种计算机硬件和软件资源也越来越多，而中小学维护力量相对薄弱，如何科学有效地对这些教育资源进行管理已成为各中小学面临的一个难点管理维护问题：很少中小学有专门的机房管理人员，机房维护专业性要求高，工作量大 使用体验问题：PC使用时间一长，运行速度变慢，故障变多 投资保护问题：PC更新换代较快，投资得不到保障 节能环保问题：机房耗电量大，废弃电脑会产生大量电子垃圾 二、方案简介 RCC(Ruijie Cloud Class)云课堂是根据不断整合和优化校园机房设备的工作思路，结合普教广大学校的实际情况编制的新一代计算机教室建设方案。每间教室只需一台云课堂主机设备，便可获得几十台性能超越普通PC机的虚拟机，这些虚拟机通过网络交付给云课堂终端，学生便可体验生动的云桌面环境。云课堂可按照课程提供丰富多彩的教学系统镜像，将云技术和教育场景紧密结合，实现教学集中化，管理智能化，维护简单化，将计算机教室带入云的时代。 三、方案特性 简管理
云课堂采用全新的集中管理技术管理学校所有计算机教室，管理员在云课堂集中管理平台RCC Center中根据教学课程的不同应用软件制作课程镜像, 同步给教室中的云课堂主机设备，老师上课时可根据课程安排一键选择镜像从而随时获得想要的教学环境。 管理员也不用再为记录繁杂的命令而烦恼，云课堂提供全图形控制管理界面，无论虚拟机制作，编辑，还原都只需轻轻一按。云课堂的管理模式可彻底解决机房中常见大量软件安装导致系统臃肿、软件冲突，病毒侵入、教学、考试场景切换工作量大等难题，还可省去Ghost或还原卡的繁杂设置。全校的计算机教室设备监控和软件维护在办公室中即可轻松实现，效率比PC管理提高9倍！ 促教学 云课堂三大关键技术，全面提升虚拟机性能，可令终端启动和课程切换加速，教学软件运行更快，并且可以全面控制学生用机行为，杜绝上课开小差的情况发生。 智能镜像加速技术 - 所有定制好的系统镜像会由云课堂主机自动优化，在该技术的支持下，60个虚拟机启动时间只需短短几分钟，同时还提供老师在上课过程中可随时切换学生操作系统的选择，从而轻易改变教学环境，演绎云技术带给传统教学的优化和创新实践。 多级Cache缓存技术 - 实现镜像启动加速、IO加速，使云桌面启动和应用程序运行速度大幅度提升，用户体验远高于市面上其他产品。在该技术帮助下，教师常用教学课件，专用软件启动、运行速度比同配置物理机提升200%，大幅提升用机体验，让学生畅游”云海”,领略“飞”一般的感受！ 多媒体教学管理软件防卸载技术–云课堂终端内嵌多媒体教学管理程序,且学生不可见。老师在使用该软件教学时，不会再出现学生因卸载或关闭管理程序而脱离教师的管理现象，大大加强对学生上课行为的控制力度，严肃课堂纪律，教学质量得以保证。 易获得 云课堂是包括课堂主机，课堂终端，多媒体教学管理软件和课堂集中管理平台在内的一套端到端的整体解决方案。其部署过程极其简单，仅需将云课堂主机和云课堂终端相连，在云课堂主机上做一次课程配置，一间全新的计算机教室即建设完成。因省去逐台PC分区设置和系统同传等过程，效率上可提高3小时以上。 同时云课堂终端功耗极低，普通教室不需强电改造即可转型为云课堂，加快校园IT信息化建设的同时，打造绿色校园 更环保 每台云课堂终端设备平均功耗20w，是传统PC机的1/12。且整个终端机身使用一体化设计，无风扇、硬盘等易损元件，寿命比PC机延长20%以上。节省开支的同时大大减少电子垃圾，响应国家倡导的绿色节能号召，创造舒适、低能耗的绿色校园环境。
云计算架构的设计原则
关于“架构”概念的介绍，包括： ?“事物的组织、结构或格局。” -- 《现代汉语大词典》?“建筑的科学或艺术。”-- 《牛津辞典》 ?“①建造，构筑；②框架，支架。-- 《新华词典》
1.公有云进入快车道，逐渐成为主流：Gartner 数据显示，2016 年全球IaaS 投入增长为38.4%， 达到了224 亿美元，并预计到2020 年，全球IaaS 投入将增至560.5 亿美元，复合年增长率将达到29%。
2.企业自建数据中心不断减少：Gartner 预测未来企业数据中心将会不断消失，逐渐会向公有云上 迁移。 3.公有云和企业IT 会长期并存，形成混合云形态：根据Gartner 预测，在2017 年全球公有云服 务市场规模预计增长18%，相比2016 年的2092 亿美元，总数将达2468 亿美元。但相比全球总的IT 开销来看，全球3.8 万亿美元的IT 总开销相比，还只是刚刚起步。长期开看，企业自有IT 和公有云会长期并存，形成混合云形态。 原则二：混合云成为必然 企业架构师需要具备双模IT 的思想，双模IT 的实现基础是混合云架构。根据IDC 的预测，未来3 年内将会有超过80% 的企业会采纳混合云模式部署，大幅推动组织变革和业务创新。混合云成为企业必然的选择： 1.私有云部分负责承担关键业务、敏感数据、合规性要求、交易型平台。
2.公有云部分负责承担交互类应用、创新类业务、数字化业务服务等 3.私有云和公有云之间可以进行平滑的负载迁移，在私有云高负载的情况下，部分业务可以平滑迁 移到公有云部署；公有云业务随着企业管控要求，可以随时回归到私有云环境中；公有云和私有云可以进行混合型业务部署，私有云承担关键业务交易，公有云承担读写分离式的查询业务（类似于12306）。
地址云服务平台的设计与实现 发表时间：2019-08-15T15:38:03.380Z 来源：《科技新时代》2019年6期作者：刘小法 [导读] 地址云服务平台的自动化、批量化业务数据清洗工具和结构化、标准化移动地址采集工具可以广泛应用于城市建设、林业、疾病预防等部门。 （克孜勒苏柯尔克孜自治州公安局，克孜勒苏柯尔克孜自治州） 摘要：地址云服务平台是在空间标准地址库的基础上，搭建空间标准地址管理平台，实现对地址数据的管理与统计，提供审核审批、查询搜索、可视化展示、接口开放等多种应用服务。以期建立全生命周期的地址管理体系，实现各行业信息共享、交换和整合，使各行业可通过地址匹配进行可视化展示。 关键词：多源地图、公安、可视化 1.引言 地址信息是每个国家社会治理的重要基础，随着城市化进程的不断加快，城市地址信息也随之变化，给公安、住建、国土等政府部门的工作带来了极大的挑战[1-3]。为了更好地管理和利用地址信息，公安部于2011年9月启动了“十二五”科技支撑计划项目-《全国警用标准地址空间数据库关键技术研究与应用示范》。对标准地址空间数据库进行重大专项研究。在2012年底召开的“PGIS技术研讨会”上，公安部信息化局向全国介绍了标准地址空间数据库标准、规范和建设情况，明确要求标准地址管理必须以地理信息为基础，建立标准地址空间数据库，保证未来可以与公安部警用标准地址空间数据库管理服务平台进行数据共享[4-6]。 在此背景下，深圳、广州等120家公安单位积极开展规模化应用示范，但在实战中出现了地址数据采集更新长效机制和应用服务体系不完善、地址相关标准不统一等问题，给标准地址库建设和应用造成了很大的困难。此外，云计算、大数据、移动互联网等技术迅速发展，迫使着标准地址库平台的建设不得不适应新技术的变化趋势，进行技术的更新。 为此，本文通过借助GIS、大数据等信息化手段，以空间标准地址库为基础，将空间信息与非空间信息进行高效集成与融合，连通空间与非空间信息的关系，破解地名地址采集应用过程中存在的难题，设计了一套地址云服务平台。以期实实现各行业信息共享、交换和整合，使各行业可通过地址匹配进行可视化展示。 2.问题分析 2.1地名地址来源复杂，难以梳理规则 地址来源于各行业业务系统，数据量大，结构复杂，组合规则众多，暂无一套通用的规则定义全部地址组合现状。 2.2缺乏标准化采集手段 地址采集手段多样，人工录入任务重，效率质量差异较大，缺乏统一的标准化地址采集工具。 2.3地址与已有行业信息关联困难 同一地址各系统描述不一致，地址组合规则不一，导致原有业务数据空间关联困难，各系统标准不一，数据无法共享。 2.4地址重复采集，应用成效低 地址标准规范不统一、更新维护机制不健全，导致地址重复采集，应用成效低。 3.地址云服务平台设计 图1 地址云服务平台总体设计架构图 地址云服务平台以地址标准规范为依据，采用动态更新机制，将整体服务分为三个层面： 3.1地址数据采集处理 对已有数据进行清洗，同时进行移动地址采集。 3.2空间标准地址库 对字典类地址、房屋建筑地址、非标准地址和网格地址尽心储存管理。 3.3空间标准地址管理平台
利用云课堂教学平台构建课外课堂教学模式 发表时间：2019-01-09T11:49:59.460Z 来源：《中小学教育》2019年1月4期作者：严京忠[导读] 教师可以在假期中利用此模式开展教学，为课堂教学提供辅助。生本云课堂构建缺乏科学的顶层设计，引领全体教师坚定前行。 严京忠（青海省祁连县民族中学青海祁连 810499）【摘要】教师可以在假期中利用此模式开展教学，为课堂教学提供辅助。生本云课堂构建缺乏科学的顶层设计，引领全体教师坚定前行。 【关键词】科学设计；坚定前行中图分类号：G633.6 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2019）01-107-01 一、教学目标，教学对策 教师可以在假期中利用此模式开展教学，为课堂教学提供辅助。强化学校层面的生本云课堂学科建构顶层设计，引领全体教师坚定前行我们的实践。 当今，教育改革与推进已很难离开现代信息技术支持，尤其是互联网加对策，已然是当下教育创新教育发展的重大主题。现在而是云教育教学平台，应用而生且迅速发展，它任然引领着我和同事们的新教学技术的变革和教学理念的调整，以学为主题，学习前置，实现翻转课堂。以生为本翻转学习。 所需软件 云课堂教学平台，微信，微课，Classin。 比较典型的云课堂教学平台有雨课堂、畅言互联、智慧职教云课堂和蓝墨云班课，下面介绍一下雨课堂,雨课堂是清华大学在线教育办公室和学堂在线共同推出的新型智慧教学工具，是教育部在线教育研究中心的最新研究成果。雨课堂全部功能基于PPT和微信不需要硬件的支持，只要教师会PPT和微信就可以通过连接师生的智能终端用雨课堂开展教学活动，易用操作便捷。雨课堂将课前-课上-课后的每一个环节都快捷免费地实现大数据时代的智慧教学，包括师生多元实时互动，教学全周期数据分析等。结构体系 第一阶段：制作课件PPT，预习学习材料。 教师在课前制作“预习学习材料和课件PPT”里面可以添加习题、视频、语音等材料。 第二阶段：推送预习学习材料+ 语音讲解到家长微信群中。 利用雨课堂随时推送预习材料 + 语音讲解以培养学生自主学习的能力，预习材料发送给学生后，教师手机端随时对学生提交的主观题进行打分批改和查看学生预习完成情况，根据预习情况教师可以针对性的进行准备。 第三阶段：推送课件PPT+ 语音讲解。 实时推送教师的PPT，学生没有听课可以在学生手机端PPT上点“不懂”，课后学生可以用来复习，教师通过 PPT缩略图及学生“不懂”反馈情况知道全班学生那部分知识点没有听懂，随时调整进度和学生沟通。 第四阶段：利用Classin或制作微课开展知识点讲解。 根据学生预习和学生“不懂”反馈情况，利用Classin或制作微课进行知识点讲解。 第五阶段：课堂评价 利用雨课堂实时推送限时试题，学生作答后结果实时统计，老师和学生可查看作答情况，“课后小结”精确地了解到本次课程数据，量化学习情况，给传统课堂增加了精密的仪表，可以实时知道课程的进展，学生对知识点的掌握情况结语;翻转课堂前的评价是指数前一天布置的《学乐》，教学平台《翻转课堂》预习作业中的 3道主观题客观进行在线等级评价，并在每节课上把课前把评价结果靓在《学乐班级空间》，教师或科学班长跟进时点评，对优秀者给予《星》的奖励亮记在班级评比台和《学乐班级圈》上，实践操作中学习。
国家质检中心郑州综合检测基地云计算平台建设项目（招标编号：豫财招标采购-2015-112） 云计算平台设计方案 二〇一五年二月
目录 第一章项目概述与背景 .................................. 错误!未定义书签。第二章现状与需求分析 .................................. 错误!未定义书签。 2.1各业务系统现状.................................. 错误!未定义书签。 2.2.本期项目主要需求.............................. 错误!未定义书签。 ............................................................. 错误!未定义书签。 ............................................................. 错误!未定义书签。 ............................................................. 错误!未定义书签。 ............................................................. 错误!未定义书签。 ............................................................. 错误!未定义书签。第三章设计原则与目标 .................................. 错误!未定义书签。 3.1设计原则.............................................. 错误!未定义书签。 3.2建设目标.............................................. 错误!未定义书签。第四章质监云计算平台设计 .......................... 错误!未定义书签。 4.1总体设计思想...................................... 错误!未定义书签。 4.2总体架构设计...................................... 错误!未定义书签。 4.3计算虚拟化.......................................... 错误!未定义书签。 4.4网络虚拟化.......................................... 错误!未定义书签。 4.5存储虚拟化.......................................... 错误!未定义书签。 ............................................................. 错误!未定义书签。 ............................................................. 错误!未定义书签。 4.6云资源自动调度设计.......................... 错误!未定义书签。