摘要：现阶段，电力系统灾备中心资源利用率偏低，并且业务流程较为复杂，已经严重影响到电力系统数据的安全性，将云计算引入到灾备业务中，可以有效的提升电力系统数据的可靠性和安全性，保证电力行业的可持续发展。
关键词：云计算；电力系统数据；灾备业务
引言
云计算是一种基于互联网的大众参与的计算模式。其计算资源(包括计算能力、存储能力、交付能力)都是动态的、可伸缩的、被虚拟化的，而且以服务的方式提供。提供资源的网络被称为云，云中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取、按需使用和付费。这种特性经常被称为像水电一样使用计算资源。与其它计算模式相比，云计算因能够整合大规模异构计算资源、易于动态扩展、虚拟化等特点，而成为解决上述问题的一个有效手段。因此，本文针对电力系统灾备中心现状，设计并实现了云计算资源管理平台，以期利用云计算技术解决电力系统灾备面临的实际问题，从而为电力系统的数据级灾备提供支撑。
1、云计算资源管理平台的功能目标
云计算资源管理平台能够对电力系统灾备中心的各类资源(主机、存储、网络等)进行有效的管理、监控和调度，并将资源作为一种服务，通过网络提供给用户。它的最终目标是：利用虚拟化技术实现对异构物理机和存储的统一管理，把基础设施资源以服务的形式进行封装，以面向服务的方式对外提供；实现对异构资源的有效整合、资源能力的按需分配和动态智能调度；为各类应用系统的运行提供稳定、可动态伸缩、安全的环境；为业务系统提供可快速部署的开发测试环境和运行环境；为云资源建设安全统一的防护体系。
2、总体架构
云计算资源管理平台分为信息展现、系统管理、资源服务、资源整合、基础资源、安全、接口7大层次。各层次总体思路如下：
2.1 IT资源层
利用厂商的小型机管理系统管理小型机虚拟化；利用VMware管理x86虚拟化；用存储网络管理工具管理网络和存储，构建主机和存储的资源池。
2.2 资源整合层
整合各厂商的资源管理系统，形成自主知识产权的资源总线，能够统一管理资源池中的各种设备。
2.3 资源服务层
以服务的方式提供资源，供申请者使用，并能够提供不同等级的服务，达到自动化和智能化。
2.4 系统管理、信息展现层
使用Flex技术保证易用性，并使用Swiz技术框架来实现模型−视图−控制器(model-view-controller，MVC)设计，并充分利用现有平台中的系统管理功能。
2.5 安全层
与现有目录认证相结合，并结合厂商系统安全机制。
2.6接口层
提供对外系统接口。与信息运维综合监管系统(informationmonitoringsystem，IMS)紧密整合，提供服务接口，从IMS获取性能数据和资产数据，向IMS提供虚拟资源性能数据和资产数据。
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3、关键技术
3.1虚拟化技术
虚拟化技术可以改变软硬件资源的使用粒度，因此被奉为云计算环境的基础。计算机系统分为若干层次，从下至上包括硬件资源、操作系统、操作系统应用程序编程接口(application
programminginterface，API)、应用系统等。虚拟化技术可以在这些不同层次之间构建虚拟化层，向上提供与真实层次相同的功能，使得上层系统运行在该层面上。这个中间层可以解除其上下两层之间原本存在的耦合关系，使上层的运行不依赖于下层的具体实现。
3.2 资源整合建模
由于云计算资源管理平台需要整合来自不同厂商的服务器、存储设备等异构资源，为了实现对这些异构资源的统一管理与利用，需要对这些异构资源进行统一建模。云计算资源管理平台将IBM小型机及其PowerVM虚拟化平台、HP小型机及其vPar资源分区技术、以VMware为代表的PC服务器虚拟化技术、以及来自不同厂商的异构存储设备抽象为统一的资源模型。
3.3 资源调度引擎
资源调度引擎是云计算资源管理平台的核心模块。该模块由4个子模块组成，主要功能包括云应用模板/实例管理、调度和生命周期管理。
（1）策略引擎。通过策略引擎自定义资源交付、云应用部署和调度策略，并进行决策和执行。策略引擎是资源调度引擎的核心控制单元。
（2）调度器。调度模块是应用部署、资源申请、资源规划和资源再分配的控制器。调度模块可以通过开放服务网关协议(openservicegatewayinitiative，OSGI)方式插入多种调度算法实现，从而实现高度的可定制、可扩展能力，以支持多变的业务场景。
（3）资源管理器。资源管理器由资源监控模块和动作执行模块组成。资源管理器负责资源管控、监控指标搜集、云应用运行状态监视，并依赖这些监控信息发起资源分配请求。
（4）生命周期管理器。生命周期管理器负责云应用从提交部署请求的预约状态到回收状态的全生命周期管理与状态迁移控制。
3.4 资源调度算法
在大规模的虚拟机集群中，虚拟机数目和虚拟机的负载会随用户和应用的需求而经常变化，静态的资源分配往往会使虚拟机产生资源浪费或资源不足的情况，因此，虚拟机需要进行动态的资源调度：在虚拟机数量偏少和平均负载偏低的情况下，将虚拟机集中迁移到较少的物理机上，并将一部分物理机停机，以达到节能和提高计算/能耗比的目的；在虚拟机数量偏多和平均负载偏高的情况下，启动更多的备用物理机并进行负载平衡。同时，由于虚拟机中的应用负载会随时间变化，因此应及时响应虚拟机负载的变化，适当为高负载的虚拟机分配更充裕的资源，以适应虚拟机对资源的需求。资源调度算法的基石是虚拟机迁移算法。虚拟机迁移算法分为预拷贝、停机拷贝和后拷贝3个阶段，目前有很多成熟的研究成果可以在100ms内完成虚拟机的迁移。而资源调度算法的实现则更为复杂。
4、结语
本文提出了将云计算技术引入用以解决问题的具体思路，并就关键技术进行了讨论。设计并实现了云计算资源管理平台，该平台实现了异构资源整合管理、资源按需申请、自动部署、资源动态调度和统一镜像管理等功能，为电力系统数据级灾备提供了有力支撑。
参考文献
[1]朱征,顾中坚,吴金龙,等.云计算在电力系统数据灾备业务中的应用研究[J].电网技术,2012,36(9):43-50.
[2]胡俊.业务系统灾备中心技术的运用[J].信息与电脑(理论版),2017(23):188-189.
论文作者:樊广森,于东旭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：资源论文; 虚拟机论文; 电力系统论文; 管理平台论文; 数据论文; 技术论文; 负载论文; 《电力设备》2018年第24期论文;