圖1：云計算技術邏輯圖

云計算中心操作系統(tǒng)，是構架于服務器、存儲、網(wǎng)絡等基礎硬件資源和單機操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫等基礎軟件資源之上的云平臺綜合管理系統(tǒng)，云操作系統(tǒng)既可以管理海量的基礎硬件、軟件資源，又可以對海量用戶提交的任務進行管理，實現(xiàn)按需分配資源，并且對用戶消耗資源量和時間量進行統(tǒng)計分析，按量計費。

浪潮云海–第一款國產(chǎn)的云計算中心操作系統(tǒng)

浪潮云海是第一款國產(chǎn)的云計算中心操作系統(tǒng)，采用“linux+Xen”開放標準技術路線，兼容異構平臺;全面采用虛擬化、分布式計算、分布式存儲等，支持“云計算+云存儲”整體架構，領先于當前其他廠商“云計算+SAN存儲”的方案，性能更好、可用性更強、成本更低。

浪潮云海是一款產(chǎn)品化的云計算中心操作系統(tǒng)，有清晰的硬件接口和應用接口，能夠在不同的環(huán)境下使用，支撐多種不同的硬件和應用軟件;有統(tǒng)一的標準和規(guī)范，容易識別和使用;云海系統(tǒng)采取模塊化設計，用戶可以按需選擇，該產(chǎn)品主要包括大規(guī)模基礎軟硬件管理、分布式文件系統(tǒng)、虛擬計算管理、安全控制管理、節(jié)能管理和業(yè)務/資源調(diào)度管理等技術模塊。

浪潮云海是浪潮的業(yè)務戰(zhàn)略產(chǎn)品，該系統(tǒng)支持多租戶服務，支持多種智能終端，能夠管理計算機數(shù)量超過5000的數(shù)據(jù)中心管理，可池化的數(shù)據(jù)存儲容量超過50PB，能夠提供超過99.99%的總體可用性，支持百萬量級虛擬資源與虛擬進程的管理。

圖2：浪潮云海系統(tǒng)層次架構示意圖

1)大規(guī)模基礎軟硬件管理

基礎軟硬件管理，主要負責大規(guī)?；A軟件、硬件資源的監(jiān)控和管理，為云計算中心操作系統(tǒng)的資源調(diào)度等高級應用提供了決策信息，是云計算中心操作系統(tǒng)的資源管理的基礎。基礎軟件資源，包括單機操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫等?；A硬件資源，則包括網(wǎng)絡環(huán)境下的三大主要設備，即：計算(服務器)、存儲(存儲設備)和網(wǎng)絡(交換機、路由器等設備)?；A軟硬件管理中心，可以對基礎軟件、硬件資源進行資產(chǎn)管理，監(jiān)控基礎硬件的狀態(tài)和性能，能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r觸發(fā)報警，提醒用戶及時維護問題設備;能夠?qū)A軟硬件資源進行長期的統(tǒng)計分析，為高層次的資源調(diào)度提供決策依據(jù)。

2)虛擬計算管理

虛擬化的本質(zhì)在于從邏輯角度而不是物理角度來對資源進行分配和使用，即從單一的邏輯角度來看待不同的物理資源。虛擬化技術有三種主要應用形態(tài)，即虛擬分拆、虛擬整合和虛擬遷移。

云計算數(shù)據(jù)中心較為普遍的應用了虛擬化技術的三種應用模式，其中尤以虛擬分拆技術應用最為廣泛。云計算數(shù)據(jù)中心即需要兼容同一時期不同廠商的不同軟件、硬件資源，還需要兼容不同時期采購的異構軟件、硬件資源，因而需要著重解決異構軟硬件資源的同構化問題。異構資源同構化，可以將異構的資源轉換為相同顆粒度的可度量的同構資源節(jié)點，是按需分配和按量計費的基礎。而資源節(jié)點同構化，也為分布式和并行性計算提供了良好的運行環(huán)境。

3)分布式文件系統(tǒng)

傳統(tǒng)基于虛擬化技術的“云計算”平臺，可以實現(xiàn)虛擬機的遷移、容錯等功能，但普遍依賴于共享存儲。這樣，就存在一個致命的隱患，即：共享存儲一旦宕機，所有構建于共享存儲之上的虛擬機都會宕機。為了解決這一問題，需要將云計算平臺建構于分布式存儲系統(tǒng)之上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余。而基于塊設備的分布式文件系統(tǒng)，也就成為構建云計算中心操作系統(tǒng)的基礎。

基于塊設備的分布式文件系統(tǒng)，適用于大型的、海量數(shù)據(jù)吞吐的云計算平臺。它將客戶數(shù)據(jù)冗余部署在大量廉價的普通存儲上，通過并行和分布式計算技術，可以提供優(yōu)秀的數(shù)據(jù)冗余功能。且由于采用了分布式并發(fā)數(shù)據(jù)處理技術，眾多存儲節(jié)點可以同時向用戶提供高性能的數(shù)據(jù)存取服務，也保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝浴?/p>

4)業(yè)務/資源調(diào)度管理

云計算包含三種服務模式，即云SaaS、云PaaS、云IaaS，這三種服務模式，雖然面向客戶提供的服務形態(tài)不同，但后臺都具備資源多租戶技術這一共同特征。即，基礎資源的共享和流轉，是不同應用模式下云計算特征的核心體現(xiàn)。

云計算數(shù)據(jù)中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬件資源，實現(xiàn)了基礎資源的規(guī)?；?。但同時，如何提高這些資源的利用率，降低單位資源的成本，也是云計算平臺供應商必須解決的問題。業(yè)務/資源調(diào)度中心可以實現(xiàn)資源的多用戶共享，有效提高資源的利用率。且可以根據(jù)業(yè)務的負載情況，自動將資源調(diào)度到需要的地方。

業(yè)務/資源調(diào)度中心是云計算中心操作系統(tǒng)的高級應用模式，也是云計算數(shù)據(jù)中心低碳、綠色的開展業(yè)務的必然要求。

5)安全控制管理

一個產(chǎn)業(yè)、一個國家的競爭力可以有很多，而在信息時代下，數(shù)據(jù)已成為產(chǎn)業(yè)、國家的核心競爭力。云計算，實現(xiàn)了計算與存儲的分離，實現(xiàn)了眾多用戶對同一基礎資源的共享使用。但同時，眾多用戶共享同一資源，也對數(shù)據(jù)安全提出了更高的挑戰(zhàn)。

在云計算環(huán)境下，基礎資源的集中規(guī)模化管理，使得客戶端的安全問題更多的轉移到數(shù)據(jù)中心。從專業(yè)化角度，最終用戶可以借助云數(shù)據(jù)中心的安全機制實現(xiàn)業(yè)務的安全性，而不用為此耗費自己過多的資源和精力。但同時，對云計算中心而言，需要直接對更多用戶的安全負責，也帶來更多的安全壓力。而網(wǎng)絡化的數(shù)據(jù)存取模式，帶來了許多安全和隱私的問題，不僅影響到風險管理做法，而且還影響到法規(guī)、審計和電子憑證等法律問題的評估。具體而言，云計算安全涉及以下幾個主要方面：數(shù)據(jù)訪問風險、數(shù)據(jù)存放地風險、信息管理風險、數(shù)據(jù)隔離風險、法律調(diào)查支持風險、持續(xù)發(fā)展和遷移風險等等。

云計算數(shù)據(jù)中心的安全控制，需要從基礎軟硬件安全設計、云計算中心操作系統(tǒng)架構、策略、認證、加密等多方面進行綜合防控，這樣才能保證云計算數(shù)據(jù)中心的信息安全。

6)能耗綠色管理

建設節(jié)約型社會，是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎，是保障經(jīng)濟安全和國家安全的重要舉措。對于云計算數(shù)據(jù)中心，面對規(guī)模巨大的基礎軟、硬件資源，實現(xiàn)這些基礎資源的綠色、節(jié)能運維管理，是資源供應商業(yè)務的必然需求，也是云計算發(fā)展的初衷之一。

當前，業(yè)界普遍的情況，設備采購是以保證各項業(yè)務峰值需要為依據(jù)的。為此，用戶往往采購了大量的設備。但實際運行過程中，設備負載普遍較低，通常僅在20%左右。特別在低負載時段，服務器的利用率更為低下。長期的低利用率，造成了大量資源的浪費和能源的無謂損耗。

云計算數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了資源的多租戶應用。通過業(yè)務的歷史統(tǒng)計信息，配合業(yè)務/資源調(diào)度管理，可以有效提高資源的利用率。在典型應用中，采用節(jié)能技術的云計算數(shù)據(jù)中心，可以將資源負載提高到80%，除去資源調(diào)度過程中的損耗，可以將資源的有效負載提高2倍。當前中國服務器保有量在200余萬臺，如果能夠較為普遍的采用云計算節(jié)能技術，則可以降低65%左右的能源損耗。以服務器平均能耗200瓦/小時計，全年可節(jié)約160億千瓦時的電能，相當于葛洲壩電站2009年全年的發(fā)電量。而在夜間，數(shù)據(jù)中心整體負載降低情況下，則可將空閑資源轉入休眠模式，從而在最大程度上實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色、低碳的節(jié)能運營。

浪潮云海與業(yè)界其他產(chǎn)品的比較

當前業(yè)界已經(jīng)有其他廠商推出了云計算中心操作系統(tǒng)，有的已經(jīng)產(chǎn)品化，有的沒有產(chǎn)品化，浪潮云海由于采取了更加領先的設計思路，相比之下，具有明顯的領先優(yōu)勢：

– 共享存儲與分布式云存儲：一般的云操作系統(tǒng)依賴于共享存儲，一旦共享存儲宕機，將導致所有虛擬機業(yè)務的崩潰;浪潮云海云操作系統(tǒng)構建了塊設備的云存儲，安全性更高。

– 大規(guī)模管理架：浪潮云海OS采用多級級聯(lián)管理體系，可以通過級聯(lián)方式實現(xiàn)資源的整合管理，可以有效實現(xiàn)萬量級的資源管理。管理能力更強，適用性更好;其他產(chǎn)品多針對內(nèi)部云、私有云應用設計，管理規(guī)模較小。

– 資源調(diào)度與節(jié)能管理：浪潮云海OS可有效實現(xiàn)大規(guī)?；A軟硬件資源監(jiān)控，可以完成長期的業(yè)務負載和資源情況的統(tǒng)計分析，可以依據(jù)負載情況實現(xiàn)業(yè)務、資源的動態(tài)調(diào)度，在滿足客戶需求情況下，有效提高資源利用率。同時，對夜間、節(jié)假日時的閑置資源，可自動轉入節(jié)能模式，符合綠色、低碳的數(shù)據(jù)中心運營需求。

– 業(yè)務管理：其他產(chǎn)品側重于硬件資源的管理，包括計算、存儲和網(wǎng)絡。浪潮云海OS，既可以管理硬件資源，還可以管理軟件資源，包括單機OS、數(shù)據(jù)庫、中間件等。

浪潮　推動中國云自主可控

浪潮研發(fā)云海云計算中心操作系統(tǒng)，不僅對于浪潮有積極的戰(zhàn)略意義，對于國家云計算產(chǎn)業(yè)的自主可控也具有重要作用，云計算產(chǎn)業(yè)技術分為硬件、云操作系統(tǒng)、平臺軟件和云應用軟件四個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，浪潮推出了自主開發(fā)的云海操作系統(tǒng)，填補國內(nèi)空白，加上浪潮自主開發(fā)的云計算硬件產(chǎn)品線，浪潮為國家解決云計算兩個環(huán)節(jié)的自主可控問題提供了產(chǎn)業(yè)和技術基礎。

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