云计算方案:建立大型云计算平台和解决方案(超详细)

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2023-03-1306:26:24 评论 6

能接入 500 舞台上方的云终端可以满足大公司各类员工的办公需求。公司员工可以在公司内的任何云终端登录远程桌面,实现公司内部移动办公;同时,出差员工也可以安全访问远程桌面,公司安全管理部门可以监控外部电子文件。云终端用户的基本分类如表 1 所示。

表 1 公司用户分类表

序号

用户类型

特征

常用操作

1

访客

非公司员工在公司公共场所,如会场、餐厅、休息室、大堂、接待室等。

查询、上网、娱乐等

2

合作伙伴

授权访问,外部接待

与特定接口人交换信息等

3

普通文员

日常文字工作、生产调度等采用一般轻量级软件处理,信息涉及的重要级别很低

文字处理、收发邮件、上网、音视频娱乐ERP 等

4

重要文员

财务会计、人事档案、项目管理、工资福利等信息安全水平较高,隔离效果好,可用性高,数据安全性高。

业务软件操作、文件处理、收发邮件、上网、音视频娱乐、ERP 等。

5

研发人员

信息安全是关键,项目团队必须与外围绝对隔离,消耗更多的计算资源

研发工具、文件处理、邮件收发、上网、音视频娱乐等。

6

领导

使用轻量级软件,但信息安全水平最高,应用可用性要求最高

文字处理、审批、

收发邮件、上网、音视频娱乐ERP 等。

7

业务人员

市场部、采购部、安全部的员工,他们的共粪便要求信息绝对安全,可用性高。

7

业务人员

市场部、采购部、安全部的员工,他们的共粪便要求信息绝对安全,可用性高。

业务软件操作、文字处理,

收发邮件、上网、音视频娱乐ERP 等。

8

IT运维人员

他们除运维外,还要对新技术、新方案做测试和评估

操作和维护软操作、测试和评估、文本处理、收发电子邮件、上网、音视频娱乐等。

根据用户在云中的共享水平(见云中的参见)《IT不同的系统组成教程有以下实现技术。

这是最轻量级的。所有人都可以登录相同的账户,进入相同的用户环境,并可以操作相同的程序集中程序。每个人的数据集都可以看到其他人。用户一退出,其计算痕迹全部被删除。该方法特别适用于图书馆多媒体阅览室、教育培训机构计算机室、智能会议室、查询终端等公共场所。

这是一个较轻的级别,即每个用户独占数据集和少量应用软件,共享硬件、系统软件(如操作系统)和大多数应用软件。这是多用户系统,Linux 操作系统是典型的多用户系统,Windows 远程桌面服务也是多用户系统。

多用户系统有以下两种实现方法:

RemoteApp 方法,即在本地创建快速方法,指云程序(程序安装在云中并在云中运行)。远程桌面,用户直接登录云并进入自己的用户环境。

这两种方法都需要提前在云中创建帐户,并配置用户环境。在第一种方法中,当用户双击快捷方式时,会自动登录云(提前配置账号和密码),然后在云中计算。第二种方法是手动登录到云桌面。

RemoteApp 方式可以实现“单一入口、分工计算”的目的,即若干台云端服务器可以分工计算,比如有的服务器运行办公软件,有的服务器运行多媒体软件,有的服务器运行游戏软件,有的服务器专门用于科学计算,等等,然后把这些程序都整合到用户的桌面上来。

为实现单入口、分工计算的目的,必须采用单点登录(用户集中认证)和家居目录漫游。用户的桌面可以在本地或云中(专门存储在服务器中)。桌面上的快速方法可以由用户自己创建(但规定了可选程序集)或由系统管理员推送。当用户数量达到数百、数千甚至数万时,使用 RemoteApp 更合适的方法。

这是基于操作系统层面的虚拟机,也称为容器(常说 VPS,即虚拟私有服务器)。每个 VPS 都有自己的 IP、根文件系统、用户认证系统和应用软件集,但在同一物理机器上 VPS 共享底层操作系统内核,用户使用 VPS 就像使用单独的物理机器(但是禁止操作系统内核修改,比如我们经常在那里 Linux 下重构内核,这在 VPS 中是不允许的)。

从整个物理机的角度来看,由于内存中只有一个操作系统在运行,物理功能输出比全虚拟机具有更大的有效计算能力和更多的容器,容器数量几乎翻了一番。另外,与上述两种方法相比,VPS 数据隔离效果更好。本技术方案特别适用于个性化用户和数据隔离要求良好的应用,绝大多数 VPS 所有提供商都会采用。

虚拟机共享硬件和 Hypervisor 层(有的是操作系统,有的是虚拟层),独占操作系统、应用软件和信息。

与 Ⅲ 与类型相比,虚拟机具有更好的隔离效果和更高的用户透明度。远程用户几乎无法区分他们使用的是虚拟机还是物理机。物理机上的操作可以在虚拟机中进行。但由于物理机器同时运行多个操作系统,资源浪费更大。对于一些需要深入开发的技术工程师(如程序开发人员),建议为他们创建虚拟机,允许他们配置虚拟机硬件、安装操作系统、安装开发工具等。

这是最重量级的,即网络层以上的所有信息和技术,直接分配给用户。用户可以通过远程管理卡连接到物理机器,从而开关机器并配置它 BIOS 参数、安装操作系统、配置网络参数、安装应用软件等。隔离效果最好,用户个人体验最好,但成本也最高。单位组织IT建议工程师分配物理机器。

根据公司用户的分类 IT 系统层次的不同,可制成表 2。

表 2 物理机的分配

序号

用户类型

终端数

桌面类型

备注

服务器

1

访客

100

先 Ⅳ 型后Ⅰ型

单独使用两台服务器,并在网络上与其他服务器隔离

2 台

2

合作伙伴

100

先 Ⅳ 型后SaaS型

单独使用服务器,每个人都应该用虚拟机承载

2 台

3

普通文员

350

先 Ⅳ 型后 Ⅱ 型

与本表序号 7 业务人员使用相同的物理机器:10台

4

重要文员

80

直接 Ⅳ 型

虚拟机隔离

5

研发人员

250

先 Ⅴ 型后 Ⅱ 型或先 Ⅳ 型后 Ⅱ 型

先将物理机与其他部门隔离,然后每个项目之间的虚拟机被隔离,容器可以用于人与人之间的隔离

9 台

6

领导

20

先 Ⅴ 型后 Ⅳ 型后 Ⅱ 型

与其他部门隔离物理机,然后领导间做虚拟机隔离

2 台

7

业务人员

400

先 Ⅳ 型后 Ⅱ 型

8

IT运维人员

50

V 型和 Ⅳ 型

部门 Ⅴ 型,部门 Ⅳ 型

5 台 几台低配裸机

对表 2 解析如下:

1)公司领导的数据和应用尤为重要,因此每个领导分配一台虚拟机。领导的虚拟机运行在两台专用服务器上,两台物理服务器形成集群。

2)R&D人员的重要性与公司领导大致相同,因此也使用专用物理服务器。

2)研发人员的重要性与公司领导大致相同,因此他们也使用特殊的物理服务器。然而,同一项目成员之间的密度并不高。他们经常需要共享大量的文档和源代码,并使用相同的开发工具。因此,建议使用多用户远程桌面(首先 Ⅳ 型后 Ⅱ 型)。

不同项目组之间应采取严格的隔离措施,即不同项目组采用不同的虚拟机。如果一个项目足够大,超出了一台虚拟机的处理能力,可以创建多台虚拟机,通过这些虚拟机 VLAN 互联。使用虚拟机而非物理机的优点是,虚拟机迁移方便,可用性高。

3)业务人员面向公司的外部业务,涉及客户和提供商。他们积累的数据也很重要,对应用程序的可用性要求很高。因此,建议尽量使用专用服务器,重要员工使用单独的虚拟机,同一部门的员工使用虚拟机上的多用户桌面。若某个部门有大量员工,则可分配多台虚拟机。

4)普通文员和重要文员使用专用服务器,每个重要文员分配单独的虚拟机,普通文员使用虚拟机上的多用户桌面。当然,对于机也可以分配给那些只维护应用程序的员工。

5)IT 操作人员使用的软件比较杂,操作行为多变,需要经常模拟各种应用场景,所以直接分配物理服务器是个好主意。一些运维人员可能需要根据具体情况分配多台服务器。

基于以上分析,我们最终设计的云计算方案框图如图所示 1 所示。

我们采用 OpenStack 云计算管理工具和 Mariants 公司的 Fuel 工具的自动部署。在图 1 在中间,每定数量的虚拟机,可分为不同的虚拟机 VLAN,同一台虚拟机允许在其所属组中漂移,但不能跨越组边界。因此,我们使用的网络拓扑是基于 VLAN 的 Neutron,它支持网卡绑定,虚拟交换机(OVS)和 Murano,允许隔离租户。

图 1 大型云计算方案框图

网络设计如图所示 2 所示。

图 2 网络设计

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  图 2 网络设计(续)

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  我们采用了 5 张网络平面,从上至下分别是公司内部网(或业务网)、管理网、存储网、Fuel 网和 Ceph 内网。其中,公司内部网相当于公司的传统 IT 系统网络,分配给员工使用的虚拟机和一些应用服务器(如网站、邮箱等)都属于这张网;而管理网、存储网、Fuel 网和 Ceph 内网组成 OpenStack 相关网络部分,OpenStack 的作用就是管理虚拟机,是手段。

{n}{n}

  在图 2 中,

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