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OpenStack解决方案交通业最佳实践案例

发布时间:2016-12-15 11:33      点击:     关注官方微博:

 2010年,在“十二五”推进海西“大港口、大通道、大物流”建设的背景下,福建省交通运输厅启动了福建省交通物流公共信息平台的建设,全面提升福建省交通物流信息化水平,促进海西经济转型和加速发展,打造东南沿海现代物流中心。具体期望达到如下发展战略目标:

   强化交通物流运输管理

   提高交通物流企业信息化水平

   推动港口智能体系发展

   建设交通物流信息化标准体系

  2.1需求

  福建省交通厅在“十二五”信息化发展规划指导下,物流公共信息平台的原有建设方案做了调整,引入云计算模式和架构,建设平台的基础设施层(IAAS)、应用平台服务层(PAAS)和应用服务层(SAAS),意图通过引进最新的信息技术,解决物流公共信息平台推广和自我发展过程中碰到的最为迫切的问题。本项目是进行福建省交通物流云平台基础设施层(IAAS)建设,通过整合福建省交通物流公共信息平台原有设备搭建云计算平台基础设施层来实现资源整合,通过为云平台提供基础设施服务来搭建交通物流云平台集成开发环境,为交通物流行业信息、业务服务的快速接入、组合、交付提供基础。

  根据交通行业的需求和问题,福建省交通厅选择了OpenStack开源的解决方案,简化了部署过程,实现自动、秒级应用部署,系统安全隔离,支持全系统组件可视化部署和监控,满足了交通业务的发展要求。

  2.2案例概述

  福建省交通物流云平台基础设施层位于交通物流云计算环境的底层,要求可为交通物流云平台上的SaaS应用提供基础设施服务,实现上层信息化建设人员硬件基础的透明化服务。通过在传统建设模式的基础上引入虚拟化技术,整合分散独立的硬件设施,转化为动态分配的基础资源,为上层云服务环境的系统部署及承载提供了一个易于扩展管理、资源充分利用的支撑平台,既能实现业务应用集约化部署,也有利于提升业务联动性,实现跨平台的数据共享。

  交通云从2016年开始,陆续在政务外网区和互联区部署了OpenStack云平台,开展了若干业务系统应用及研究工作。专业的项目组对交通物流公共信息平台机房及设备情况进行了全面调研,针对其存在的服务器资源分配不合理、管理模式落后、无法满足业务弹性需求等问题,提出了有效的解决方案,通过整合现有和新增的服务器、网络、存储资源,提供弹性伸缩、资源池化、协同交换的底层服务环境,以满足平台对资源的扩充、管理以及弹性分配需求。福建省交通厅最终选择OpenStack商业发行版产品为基础,开发和建设云平台。

  2.3解决方案概述

  整体方案基于MOS进行云平台搭建,使用Fuel自动化安装和部署,通过Nova实现计算虚拟化管理,通过Neutron实现网络虚拟化;后端存储采用性能优异的分布式存储Ceph,使用StackLight(LMA)监控云平台。

  一期项目规模约28台X86通用服务器,54TB可用分布式存储资源池,面向我们内部提供基于云计算模式的业务服务。完成了交通系统24个重要业务系统的迁移,涉及133台虚拟机,23TB数据量,应用环境包括Linux和Windows。

  2.3.1解决方案技术

  2.3.1.1 云部署整体架构

  运输云平台:采用MOS搭建,包括异构虚拟化技术、分布式存储、商业存储集成、SDN网络、裸机管理、大数据管理、自动化编排等技术。

  PaaS平台:应用开发平台包括缓存服务、数据库服务、应用容器服务、对象存储服务等。

  门户:行业用户门户(主要为云平台的最终用户提供自服务,包括云应用的浏览、申请、使用、管理等功能)、开发者门户(用于供给云平台的开发者,开发者利用基础架构资源进行应用的设计、开发和发布)、管理员门户主要提供给云平台的运维管理员和运管理员进行整个平台的管理维护。

  运营和运维管理平台:资源管理、服务管理、用户管理、性能监控等。

  2.3.1.2 基础节点设计

  服务器设计

  一期采用1台服务器作为Fuel部署引擎,可自动化快速部署MOS产品,3台Controller控制节点,19台Compute计算节点,3台Ceph存储服务器,1台服务器节点。

  存储系统设计

  一期采用3台服务器部署分布式存储Ceph。虚拟机镜像、虚拟机快照和新建虚拟机都存储在Ceph的存储池当中,可创建引导启动的云硬盘、为云硬盘创建快照。可统一提供对象存储,块存储及文件系统,采用数据三副本冗余,保证数据可靠性的同时容量可线性扩展。

  2.3.1.3 网络设备设计

  带外IPMI:用于带外管理。

  Admin/PXE:Admin/PXE是 Fuel Master 安装部署节点使用的安装网络。Fuel 自动化部署工具使用该网络安装配置整套 OpenStack 云环境。Fuel Master 节点利用 Admin 网络供 PXE 网络启动,物理服务器自动发现,操作系统远程安装,以及 DHCP、DNS 和网关服务。由于该网络中的所有其他节点都会从 Fuel Master 节点获取 DHCP 网络配置, 所以在网络规划中,该网络必须和数据中心内其他网络隔离,以免影响其他网络中的服务器节点。Admin 网络仅作为内部网络使用,不需要和其他网络、Internet 做三层路由通信。

  Management:Management 网络是 OpenStack 环境中各个组件之间内部通信时使用的管理网络。OpenStack 云平台的控制节点,计算节点,监控节点,Ceph分布式存储节点都需要通过管理网络的 RabbitMQ 消息队列,或者直接通过 HTTP API 进行互相通信。Management管理网络仅由云平台环境内部使用,无需与其他网络包括 Internet 做路由通信

  Storage:Storage 存储网络是 Ceph 分布式存储、Swift 对象存储所使用的网络,Ceph 集群以及 Swift 集群使用该网络进行集群内部的数据同步。

  Private:Private 私有网络用于 OpenStack 云平台的租户内部云主机之间互相访问,每个租户都可以定义自己使用的私有网络,并且与其他租户的私有网络相互隔离。私有网络的网络地址段不属于OpenStack环境本身使用,这些地址也无法从租户的云主机之外访问。OpenStack 云平台支持多种 SDN 解决方案,这些解决方案也拥有不同的私有网络实现方式。

  Public: Public 公有网络是 OpenStack 云平台环境用来供外部访问连接所使用的网络。用户可以通过公有网络访问自己的管理门户和平台,也可以通过公有网络分配的浮动 IP 访问自己的云主机。OpenStack平台的API接口也曝露在该网络,以便其他系统调用以及二次开发使用。Public 网络需要和云环境外部网络做路由连通,以便外部访问使用。

  2.3.2 解决方案服务能力

  2.3.2.1 运维服务能力

  运维主要包括定期维护计划及按时回访:

  定期维护计划包括检查软件运行状况,以往反馈问题确认,收集系统运行的各项指标。

  每个月,会有服务人员会进行回访,在使用软件过程中遇到的问题和改进建议,不断解决和完善。

  2.3.2.2 产品升级能力

  整体解决方案可实现产品及系统升级能力,如随着规模增大,对接商业SDN方案。供应商的工程师将详细记录系统运行情况和平台使用情况,作为系统升级改进的依据,不断优化交通云产品在使用过程中的体验。

  2.3.3 解决方案特点

  1.快速部署:针对Openstack部署难度大的问题,MOS为福建省交通厅提供Fuel自动化部署工具,数小时内完成部署工作;

  2.高可用:提供控制节点高可用,对API服务/MySQL/RabbitMQ配置高可靠;采用Ceph 三副本,全面保障数据可靠

  3.可运维性:提供LMA(日志、监控、报警)工具链实现全面监控管理

  4.无锁定:产品100%开源,无任何软硬件厂商锁定。

  5.无缝迁移:实现2朵云上的虚拟机安全方便的迁移,简化了云平台的升级和资源的统一管理。

  6.提供丰富的扩展功能:随着二期规模的增大,可对接众多商业SDN方案(如Juniper contrail,Cisco ACI,Bigswtich);集成多个高级功能组件,可通过sahara组件对大数据(Hadoop、Spark)管理,通过murano实现应用快速部署,Ironic实现baremetal管理;提供丰富的API接口,可对接福建省交通厅其它IT系统,实现全面的运营运维能力。

  总结

  通过云计算技术搭建的交通物流云平台,可为物流企业提供生产信息化管理服务,包括道路运输信息服务、专业仓储信息服务及临港运输信息服务,可为交通物流企业提供单一企业应用或集团一体化的信息化应用服务。并且可以按需定制或自由组配所需的业务应用服务,还可以通过云平台实现与合作伙伴间的数据交换、业务协同功能。不需要硬件的投入,节约了硬件的开支及相关费用的成本支出。同时在统一的环境里,可实现软件的统一升级、快速更新,使物流企业尽快享受系统升级的服务,但相对信息化成本反而相对节省。

  云计算促进交通运输信息化建设标准化,为交通物流行业提供服务,促进物流业发展,降低物流企业信息化成本。交通物流服务需求企业及交通物流行业协会等通过统一入口点服务平台形成信息资源共享;同时,利用云计算平台的汇总的数据,为更多的管理部门提供决策数据支撑。

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