基于云计算技术的企业系统资源整合与应用

李征 航空工业洪都集团 南昌市 330000

祝红英 江西省基础测绘院 南昌市 330209

0 引言

随着A企业信息系统不断扩大的需求，一些IT资源和应用逐渐增多，利用云计算、网格技术等先进信息技术，整合企业内部现有的计算资源、软件资源和数据资源，统一IT架构，深化体系建设，优化研制模式，推进基于模型的系统工程的广泛、深入应用极大地促进产品创新设计和制造能力[1]。

1 A企业IT现状

IT资源和应用现状如下：

表1 A企业IT资源现状

表2 A企业应用系统现状

图1 A企业现有资源的网络拓扑图

2 云技术

2.1 云计算特点

“云计算”技术被称为信息产业发展新一轮的引擎，它的发展和普及将为IT的应用模式带来天翻地覆的变化，也是国家七大战略性新兴产业之一。使用云计算技术可以实现统一的资源管理、灵活的资源调配，高可用的应用服务，同时大大提高的IT服务能力与运营效率并实现节能减排的管理要求，云计算技术未来必然在航空业得到广泛的应用。云计算是利用大规模低成本运算单元通过IP网络整合而成的运算系统，它将IT能力和物理资源解耦，提供通用的IT能力[2]。

云计算是大型机、客户机/服务器和WEB应用之后新的计算模式，具有如下特点：

◎ 超大规模：由具备一定规模的多个节点组成的IT系统，系统规模几乎可以无限扩大。

◎ 虚拟化：提供一种或多种形式的计算或存储能力资源池，如物理服务器，虚拟服务器（虚拟机），事务和文件处理能力或任务进程（如并行计算），以及存储能力等，资源池可通过抽象化方式提供，并能够同时为多种应用提供服务。

◎ 高可靠

◎ 通用性

◎ 高扩展性

◎ 按需服务等

2.2 云计算分类

云计算按照服务提供的层次大致可分为三类：将基础设施作为服务IaaS、将平台作为服务PaaS，将软件作为服务SaaS，如图2：

图2 云计算服务层次

IaaS：将硬件设备等基础资源封装成服务供用户使用。在IaaS环境中，用户相当于在使用裸机和磁盘，可以做任何想做的事情，但必须考虑如何才能让多台机器协调工作起来。IaaS最大的好处就是它允许用户动态申请和释放节点，按使用量计费。运行IaaS的服务器规模达到几十万台，用户可以认为能够申请的资源几乎是无限的，由于IaaS资源是公共共享的，所以有更高的资源使用效率。

PaaS：对资源更进一步抽象，提供用户应用的运行环境。PaaS自身负责资源的动态扩展和容错管理，用户应用不必过多考虑节点间的配合问题。但是同时，用户的自主权降低，必须使用云计算支持的特定编程环境，并遵守特定的编程模型。

SaaS：将某些应用软件功能封装成服务只提供某些专门用途的服务供应商应用调用。

3 云技术的优势

目前传统的业务系统主要采用烟囱式建设模式，这种方式造成IT系统的复用效率低的现状。通过云计算技术可以把计算和存储等IT资源集中部署，利用统计复用提高整体的IT资源利用率，从而获得规模经济的好处。传统的业务支撑系统选用UNIX小型机作为主服务器设备，UNIX小型机具有处理能力高，单机稳定性好的优点。但同时，随着业务支撑系统能力要求不断提升，UNIX小型机的高成本成为系统建设的瓶颈。应用系统架构升级改造实现云化处理后，通过“云资源池”中大量低成本计算设备提供应用运行提供所需的计算能力[3]。应用系统的云化将改变以往采用高计算能力小型机承载的部署方式，极大降低系统构建成本。另外，借助云计算管理平台，还可以实现应用系统高扩展性、高安全性和高可管理性。

4 A企业云的建设方案

4.1 建设目标

A企业云要打造成企业云的建设标杆：占领行业制高点，成为首个航空制造业的资源管控平台，成为同行业中的学习标杆，引领行业云计算风向标。

A企业云的建设内容包括应用云化改造和资源云化改造两大方面：

– 应用云化改造：分阶段、分步骤将管理应用、高性能计算作业、桌面逐步从现有的IT环境中迁移到资源池中；逐步从传统分散的桌面系统演进到集中式虚拟桌面系统。

– 资源云化改造：以现有IT资源为基础，建设服务器资源池、高性能计算资源池、存储资源池、桌面资源池。

A企业云的建设思路即是在“云计算”的浪潮下，将制造业的信息化建设融入云计算的新理念和新技术，向着“企业云”的方向继续向前发展。打造资源共享、自动化服务、标准化服务、管理统一的A企业云。

A企业云利用云计算的先进思想和技术，整合集团企业内部现有计算资源的和未来规划的计算资源、软件资源和数据资源，建立面向复杂产品研发设计能力服务平台，为集团内部各下属企业提供技术能力、软件应用和数据服务[4]。

4.2 云建设内容

企业云的建设包括一个核心与四个关键点。

一个核心：基于云计算架构的资源管控平台。

四个关键点：

◎ 资源的全局共享：服务器， 软件许可证， 数据共享，包括CAD桌面云, CAE/CDF， 消除资源孤岛，降低采购成本。

◎ 建立IT服务体系和标准：建立运营和运维服务体系和标准SLA，实现 自动化部署， 弹性计算， 业务请求的快速响应。提高IT保障水平，降低运营成本。

◎ 应用平台建设支撑协同设计：建设面向应用的PAAS平台，应用的云化改造，转换传统应用的物理孤岛为逻辑孤岛，为打通业务流程协同设计制造打下基础。整合业务流程合理化，提高协同设计与制造的能力。

◎ 数据平台建设支撑数据共享和数据安全：利用大数据技术，整合企业结构化、半结构化和非结构化数据，建立统一的数据管理和安全平台，提供可靠，有效的数据和信息服务，保障数据安全前提下使数据流动起来。

传统的业务主导IT是以自下而上的建设模式，形成多个业务和IT烟囱，各业务系统间并不共享。

云计算资源池架构可打破IT资源烟囱，实现资源共建共享，提供全局的集中的IT资源视图、监控视图和管理视图；同时保留业务烟囱，保持业务应有的独立性，使业务能获得更灵活和强大的共享资源支撑。

图3 从传统IT架构到云计算资源池架构

通过企业云的建设，打破传统的业务主导式IT应用系统边界和传统的IT资源烟囱式部署结构，以现有资源组建应用系统共享的弹性资源池。并在资源池之上，建设资源管控平台，实现资源的统一管理、监控、共享、服务。

4.3 云网络结构

将A企业现有的IT资源以其资源类型、网络结构和资源能力解构为高性能计算资源、管理资源、桌面资源、小型机资源和存储资源五类。

高性能计算资源由两个HPC集群中的计算节点组成，其内部以InfiniBand网络连接，适合大量数据交换和处理的HPC作业，组成高性能计算资源池。

管理资源以普通的x86物理服务器组成，适合以虚拟化为基础，承载各类管理应用，组建x86服务器资源池。同时现有的小型机以PowerVM技术为基础，实现分区的动态分区和弹性调整，组建小型机资源池。x86计算资源池、小型机资源池共同承载A企业当前的管理类应用、PDM、VPM、MES等协同设计制造类应用等[5][6]。

传统的PC/工作站和新的虚拟桌面系统资源组建了桌面资源池。桌面资源池承载了员工日常办公工作、CAD设计、部分CAE运算工作。

存储资源池由传统的存储设备和备份设备组成，将之前分散的存储设备和备份策略统一起来，提供统一的对外存储服务和备份服务。

图4 A企业云网络拓扑

5 结束语

本次应用的核心在于利用云技术提高A企业可靠性，可用性和可扩展性将直接影响整个系统的运行，整合企业内部现有的计算资源、软件资源和数据资源，统一IT架构，建立面向复杂产品研发设计与制造的能力服务平台，为企业内部各下属企业提供技术能力、软件应用和数据服务，支持多学科优化、性能分析、虚拟验证等产品研制活动，极大地促进产品创新设计和制造能力。

[1] 卢加元.中小企业信息化建设模式创新的取向与路径—基于云计算的分析[J].江海学刊，2012，（6）：223-227.

[2] 戴发山，孙波，龙春娥.云计算在中小企业信息化建设中的应用研究[J].江苏商论，2011，（6）：62-64.

[3] 黄务兰.云计算在中小企业信息化中的应用[J].科技管理研究，2012，32（6）：185-187.

[4] 朱金霞.云计算环境下中小企业信息化需求研究[M].南京：南京大学，2013.

[5] 林莉莉.我国中小企业会计信息化的云计算应用模式研究[D].北京：财政部财政科学研究所，2014.

[6] 张强.云计算环境下中小企业信息化建设发展研究[M].合肥：安徽大学，2014.