摘要：云是网络、互联网的一种较为形象的说法。我们现在所谓的云（云计算）通俗的讲是一种基于网络技术的IT服务供给方式，按照其服务层次，可以把云计算分为IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）三种，其中IaaS可以用我们以前常用的虚拟机技术来理解，本文主要就是从IaaS方面入手，实践云计算在智能楼宇中的应用。
关键词：云计算；IaaS；智能化；资源池；私有云；虚拟化
引言
在当前时代背景下，云计算已成为最热门的技术话题，它是继互联网之后出现的新的技术革命浪潮。如何在各行业使用这一技术对我们带来的便利也是云计算技术应用的重要一环，文章从作者所从事的智能化弱电行业出发，通过项目中实际的方案设计来实践云计算技术的相关应用。
1.传统智能化楼宇设计中存在的问题
1.1低可靠性问题
传统的设计由于采用独立机器方式，当相应的电脑主机，特别是服务器出现故障（硬件或系统故障）时，则与本服务器中相应的系统都不能使用，这样的系统可靠性极差，但如果要实现高可靠性的设计，那么系统必须用双机热备的方式予以解决，但这种结构的系统一般要求的维护人员技术水平较高，而系统的建设成本也非常高昂。
1.2成本较高
当前智能化楼宇信息管理硬件配置一般情况如下：大中型楼宇应用系统：一台服务器安装一个智能化应用系统；对于高可靠性要求的应用服务，采用双机热备的服务器方式。小型楼宇应用系统则采用一个服务器上安装多个智能化应用系统；对于高可靠性要求的系统也可采用双机热备的服务器方式。第一种情况存在严重资源浪费问题，在智能化楼宇的系统中，有些智能化应用系统一天的使用不多，使用模式也非常有规律，但也有一些系统需要二十四小时不间断运行，由于不同的应用系统均要有独立的服务器，因此大量的服务器增加了系统的维护难度同时也增加了系统的能耗成本。而对于小型楼宇的应用，由于所有的系统均存放在同一服务器下，当系统应用高峰时，资源不足问题会突显出来，使所有的应用系统运行变的缓慢，更有甚者，可能会造成系统应用瘫痪，存在巨大的安全隐患。
2.项目概况
某地区项目IBMS私有云是针对当地金融中心设计的云计算应用方案，总建筑面积为516808平方米，其中地下面积共六层（含B1M），其地下面积约为247172平方米，主要为停车库、机电设备机房、消控管理中心、一个金融剧场、部分商业以及物业管理部门本项目有四个业主单位，分别是上交所、中金所、中结算以及竹园物业，在管理上，IBMS系统分成独立的四个平台，各业主单位均可通过各自独立的系统管理各自区域的各种智能化设备和系统，但同时，在总体管理上，各平台也要根据权限实现对整个系统的统一监控，为了保证系统的稳定和安全，各服务均要求热备，网络要求必须与外网隔离。本项目为上海市重点安防项目，同时，也是金融行业标志性项目，项目要求与公安平台统一对接，实现对所有安防产品运行数据的统一监控。
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3.IBMS私有云设计和实现
3.1 IBMS私有云方案设计
国金项目中，IBMS系统共有四套，其服务器分别位于上交所消控中心机房、中金所消控中心机房、中结算消控中心机房和竹园物业消控中心机房四处，4个机房，每个机房放置一台私有云服务器，服务器中按要求配置相应的计算资源和存储资源，同时，我们将以四处为四个节点，采用万兆光纤环网互联，基于OpenStack架构，实现对计算资源池化管理，对存储资源池化处理。系统结构包含如下：（1）配置4台服务器[1]；（2）4台万兆交换机；（3）云操作系统虚拟化平台，将计算资源池化，提供给上层应用CPU、内存计算资源；（4）云系统将服务器本地磁盘虚拟化，提供上层应用存储空间，提供高效的存储资源；（5）私有云系统配置为两副本模式，即每台服务器利用本身的资源均虚拟出二台服务器，分别用做本地服务处理系统和一个异地副本系统，这样整个私有云平台可实现异备能力，保证数据的高可靠性；（6）管理员可通过云管理平台系统，对计算、网络和存储等虚拟资源进行集中调度和管理。国金项目IBMS私有云的分布式云计算中心不再是一个物理数据计算中心，而是一个分布式的云计算系统，通过四个业主单位的四个云计算机房，并利用高速万兆光网，将所有数据计算中心的物理资源连接成为一个资源整体，并通过一个统一的云计算资源管理平台，实现跨数据计算中心管理、跨数据计算中心资源调度和灾备设计，并实现多个物理数据中心的逻辑统一，这一设计的关键技术包括实现统一资源池系统的云操作系统、全数据计算中心统一资源管理与调度的运营运维管理系统。使用云计算的设计项目有如下特点：（1）硬件分布式部署、多机房容灾。4个机房，每个机房放置一台服务器，两副本模式，可容忍任一机房完全故障损毁，系统不中断、数据不丢失，无需应用层复杂配置。（2）万兆光纤环网互联。一台万兆互联交换机，用作机房互联；采用环网，缩短环网的收敛时间并消除网络大小的影响，拓扑收敛速度快（低于50ms）。（3）计算资源池化。服务器均安装云操作系统虚拟化系统，将4台服务器的CPU和内存计算资源池化，提供给应用CPU、内存资源；工作负载可灵活调度、按需扩展；4套IBMS系统可完整地托管在云资源池中。（4）存储资源池化。通过云系统分布式存储软件，将4台服务器硬盘作为一个存储池，提供给应用存储资源；采用2副本和SSD技术，保障数据高可靠性和高性能。
3.2 IBMS私有云方案实现
IBMS私有云服务器是云计算平台的核心，服务器上有非常海量的计算（CPU）资源、内存资源、存储资源，同时可通过板卡自由扩展。这些私有云服务器提供了云计算平台的“计算”功能、内存资源、存储资源。这些私有云服务器是资源分配的母体，它们组成了所谓的统一的资源池。在这个计算资源池上，通过安装虚拟化软件，使得其所有资源能以虚拟机的方式提供给相应的系统，被不同的应用使用。经过多方考虑我们最终选用了华为的Fusion－Sphere云操作系统、华为的RH2288云服务器以及华为S6720-EI万兆交换机来实现我们的设计。
结论
简而言之，结合我们在智能化楼宇管理系统中的设计、施工及使用经验，云计算在智能化楼宇管理系统将会有广大的应用前景，在整个弱电系统中，相应的服务器众多，而单一功能的专业服务器占了非常大的数量，这些服务器一般要求响应速度快，有后备能力，定期管理和维护，因此，采用云计算的方式我们可以实现对所有的云计算服务器中的计算（CPU）、内存、和存储等硬件资源进行合理化的管理和分配，并按照用户的要求，快速对上层应用需求，进行分配和管理，快速实现用户的IT服务部署。可实对虚拟计算（CPU）分配、虚拟内存分配、虚拟存储分配，同时可利用镜像实现快速的备份（如多个云计算服务器在不同地域，可实现异地备份），从而实现系统的高可用性、动态资源调度、虚拟机容灾与备份等功能，另外，云计算资源管理平台还可以为我们提供集群文件系统和虚拟交换机策略从而在文件库系统、数据库系统和网络安全方面，也可以提供高可靠性的应用功能。
参考文献：
[1]丁伦.基于云计算的管理平台在建筑智能化中的应用[J].数字通信世界，2019（10）：187.
[2]王莹.云计算在智能化城市体系中的应用[J].电子技术与软件工程，2017（10）：143.
论文作者:陈桂娇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/17
标签：系统论文; 资源论文; 服务器论文; 机房论文; 楼宇论文; 项目论文; 计算中心论文; 《基层建设》2019年第18期论文;