CN110784539A - 一种基于云计算的数据管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于云计算的数据管理系统及方法，其中，基于云计算的数据管理系统包括：构成双活数据中心的第一数据中心和第二数据中心；第一数据中心与第二数据中心均包括云计算信息服务层、云计算基础平台层、虚拟化基础设施层；虚拟化基础设施层包括物理基础设施、虚拟化抽象装置、若干虚拟机和虚拟化管理平台；虚拟化抽象装置用于对物理基础设施进行虚拟化以虚拟机为单位进行管理；云计算基础平台层包括服务器集群、分布式文件模块、分布式数据库管理模块、分布式数据处理模块、数据库与数据分析模块和服务总线。本发明把各软硬件资源和信息都放在云计算平台统一管理，实现资源整合，提高了资源利用率，并且便于运维管理，系统可用性高。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于云计算的数据管理系统及方法。
背景技术
随着计算机科学的发展，越来越多的传统行业与计算机应用结合起来。在大数据与人工智能的发展趋势下，电力行业的研究也产生了更多新的思路。电力行业信息应用系统在运行与维护的过程中会产生大量数据，其数据中心面临着存储空间整合及性能优化的需求。在传统架构模式下，存在着数据同步十分困难，备灾恢复能力差，资源利用效率低等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于云计算的数据管理系统及方法，以实现资源整合，提高资源利用率。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于云计算的数据管理系统，包括：第一数据中心和第二数据中心，所述第一数据中心与所述第二数据中心构成双活数据中心；
所述第一数据中心与所述第二数据中心均包括云计算信息服务层、云计算基础平台层、虚拟化基础设施层；
所述虚拟化基础设施层包括物理基础设施、虚拟化抽象装置、若干虚拟机和虚拟化管理平台；所述虚拟化抽象装置用于对所述物理基础设施进行虚拟化以所述虚拟机为单位进行管理；
所述云计算基础平台层包括服务器集群、分布式文件模块、分布式数据库管理模块、分布式数据处理模块、数据库与数据分析模块和服务总线。
其中，所述第一数据中心与所述第二数据中心之间实现存储双活、数据库双活、网络双活及应用双活。
其中，所述存储双活通过采用SAN存储框架实现，所述网络双活通过采用大二层网络实现。
其中，所述服务器集群包括Web服务器集群、应用服务器集群及数据库服务器集群。
其中，所述虚拟化抽象装置包括虚拟机监视器和虚拟化平台，所述物理基础设施包括服务器、存储设备、网络设备、电力设备及环境调节设备，所述虚拟化管理平台包括资源抽象模块、资源监控模块、资源部署模块与安全管理模块。
其中，所述物理基础设施还包括负载收集模块，其用于收集服务器以及业务的负载数据。
其中，所述云计算基础平台层还包括：
负载监控模块，用于接受负载收集模块传送来的信息，处理并存储负载情况数据；
负载策略控制模块，用于根据负载情况数据进行动态的运用负载均衡策略；以及
负载调整模块，用于根据负载情况数据对资源进行动态迁移。。
其中，所述负载策略控制模块包括负载策略选择子模块和负载策略实现子模块；
所述负载策略选择子模块用于通过分析所述负载情况数据进行策略选择并修改对应配置文件；
所述负载策略实现子模块用于实现策略算法。
其中，所述负载调整模块包括过载监控子模块和过载迁移子模块；
所述过载监控子模块用于根据负载情况数据进行过载分析，如有过载现象，则调用所述过载迁移子模块进行业务迁移。
本发明还提供一种基于云计算的数据管理方法，包括利用所述的基于云计算的数据管理系统进行数据管理。
本发明实施例的有益效果在于，把各软硬件资源和信息都放在云计算平台统一管理，实现资源整合，提高了资源利用率，并且便于运维管理，数据保护性好，系统可用性高；并且，采用双活数据中心，两个数据中心都处于运行状态，进一步提高资源利用率；此外，两个数据中心互为备份，实现数据实时同步，具有很好的容灾能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种基于云计算的数据管理系统中第一数据中心、第二数据中心的架构示意图。
图2是本发明实施例中第一数据中心、第二数据中心的另一架构示意图。
图3是本发明实施例一中负载监控模块的框架示意图。
图4是本发明实施例一中负载策略控制模块的框架示意图。
图5是本发明实施例一中负载调整模块的框架示意图。
图6是本发明实施例一中负载调整模块工作流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
请参照图1所示，本发明实施例一提供一种基于云计算的数据管理系统，其包括第一数据中心和第二数据中心，所述第一数据中心与所述第二数据中心均包括云计算信息服务层、云计算基础平台层、虚拟化基础设施层；所述虚拟化基础设施层包括物理基础设施、虚拟化抽象装置、若干虚拟机和虚拟化管理平台；所述虚拟化抽象装置用于对所述物理基础设施进行虚拟化以所述虚拟机为单位进行管理；所述云计算基础平台层包括服务器集群、分布式文件模块、分布式数据管理模块、分布式数据处理模块、数据库与数据分析模块和服务总线。
在所述虚拟化基础设施层，利用虚拟化抽象装置对物理基础设施进行虚拟化，从而屏蔽具有差别化的硬件资源，以虚拟机为单位进行统一的自动化管理，不仅可以提高资源利用率，还能使管理维护人员从对硬件资源、操作系统与中间件的繁杂管理工作中解脱出来，从而专注于虚拟机与业务系统的维护，简化数据中心的管理与维护工作。其中，优选地，所述物理基础设施包括服务器、存储设备、网络设备、电力应用设备及环境调节设备。优选地，所述虚拟化抽象装置包括虚拟机监视器和虚拟化平台。以服务器的虚拟化为例，在虚拟化之前绝大多数的服务器只运行一个应用，其利用率一般不超过20％，而将服务器进行虚拟化获得若干虚拟机，能很好地提高服务器的资源利用率。在运行过程中，应保证虚拟机之间的完全隔离，也即保证一个虚拟机崩溃不会影响到其他的虚拟机，能及时从故障中恢复。优选地，所述虚拟化管理平台包括资源抽象模块、资源监控模块、资源部署模块与安全管理模块。
在所述云计算基础平台层，以虚拟机为单位构建服务器集群，作为数据中心的运行环境。采用云计算的分布式文件模块、分布式数据库管理模块、分布式数据处理模块、数据库与数据分析模块实现海量数据的大规模存储，为数据挖掘与辅助决策等高级应用提供高性能的分布式计算环境。利用服务总线实现安全管理、物资管理、项目管理、气象信息及状态监测等数据共享与应用集成。优选地，所述服务器集群包括Web服务器集群、应用服务器集群及数据库服务器集群。
所述第一数据中心与所述第二数据中心构成双活数据中心，所述第一数据中心与所述第二数据中心之间实现存储双活、服务器双活、网络双活及应用双活。
其中，存储双活是指数据存储的过程对业务系统保持透明，即业务系统能够实时访问双中心的存储系统，且双中心数据实时同步，保持一致，从而保证数据存储过程可靠，数据安全可用。其可以采用两种方式实现：基于专门的存储虚拟化设备和基于磁盘阵列同步复制技术。存储虚拟化方案也就是采用SAN存储框架，把存储虚拟化设备跨数据中心部署，两个数据中心的服务器可以同时读写镜像存储卷；服务器访问请求优先由部署在本数据中心的存储虚拟化设备响应，无需访问远距离的另一数据中心的存储虚拟化设备。磁盘阵列同步复制技术方案是把一个磁盘阵列的两个控制器分别部署在两个数据中心，控制器处于主备模式；两个数据中心的服务器只能访问主控制器进行读写，I/O延迟较高，而且业务负载全部运行在主控制器上，备控制器只有在主控制器发生故障时才会启用。因此，相较之下，存储虚拟化方案性能更好、更为可靠，在本发明中所述存储双活通过采用SAN存储框架实现，具体地，将两台虚拟化设备分别部署在所述第一数据中心与所述第二数据中心，把两个数据中心的光纤交换机级联，建成统一存储资源池，实现数据底层之间的存储复制。
数据库双活可以采用两种技术实现，一是数据库集群技术，二是数据库复制技术。其中，数据库集群技术是跨数据中心实现数据库集群，共同承担业务系统的运行，数据库实时同步，一个数据中心的集群存在问题，另一个数据中心实时接管。而数据库复制技术是数据库同城采用同步机制，在同步的基础上通过部署不同应用实现双活。两种技术相较而言，数据库集群技术能实时切换，且无数据丢失，而数据库复制技术的可拓展性好，实现方式简单。在本发明中，优选采用数据库集群方式。
网络双活是指两个数据中心之间形成统一网络，保证数据复制时效性，并保障访问能在两个数据中心之间能顺利切换。优选地，所述网络双活通过采用大二层网络实现。
应用双活是指应用系统通过两个数据中心同时运行并提供服务，当任意一个数据中心发生故障时，系统可通过另一个数据中心继续提供服务。应用双活主要通过服务器集群技术结合中间件集群技术实现。
在另一些优选的实施例中，所述基于云计算的数据管理系统具有负载均衡功能。如图2所示，所述物理基础设施还包括负载收集模块，其用于收集服务器以及业务的负载数据。所述云计算基础平台层还包括：
负载监控模块，用于接受负载收集模块传送来的信息，并判断是否过载；
负载策略控制模块，用于根据负载数据进行动态的运用负载均衡策略；及
负载调整模块，用于根据过载情况对资源进行动态迁移。
其中，优选地，所述负载收集模块包括定时器，用于定期检查并清理过期数据。
优选地，如图3所示，所述负载监控模块包括数据接收子模块、数据处理子模块和数据存储子模块。所述数据接收子模块用于接受负载收集模块所收集的数据，所述数据处理子模块用于处理得到负载情况数据(包括某一业务在某一虚拟资源上的负载占用率、某一业务所有虚拟资源的占用量以及某一虚拟资源被占用的负载量)。所述数据存储子模块用于存储所述数据接收子模块所接受的数据，可以用于进一步研究还需要处理计算那些数据更为合理。
优选地，如图4所示，所述负载策略控制模块包括负载策略选择子模块和负载策略实现子模块；所述负载策略选择子模块通过分析所述负载情况数据进行策略选择并修改对应配置文件；所述负载策略实现子模块用于实现策略算法。可以理解，所述负载策略实现子模块中存储有多个策略算法。
优选地，如图5所示，所述负载调整模块包括过载监控子模块和过载迁移子模块；所述过载监控子模块用于根据负载情况数据进行过载分析，如有过载现象，则调用过载迁移子模块进行业务迁移。如图6所示，所述负载调整模块的运行过程具体为：获取负载情况数据，分析当前节点是否过载；若未过载，则负载调整进程挂起；若过载则置负载迁移状态位为1，然后判断是否存在轻量级节点。若不存在，则等待，若存在，则触发负载调整进程，运行过载调整算法，选择合适的轻量级节点进行负载迁移。若迁移不成功，则返回异常；若成功，则更新负载迁移状态。判断当前节点是否仍然过载，若过载则继续重复过载调整步骤，若不过载，则调整工作结束。
相应于本发明实施例一，本发明实施例二还提供一种基于云计算的数据管理方法，利用本发明实施例一所提供的基于云计算的数据管理系统进行数据管理。
通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于，把各软硬件资源和信息都放在云计算平台统一管理，实现资源整合，提高了资源利用率，并且便于运维管理，数据保护性好，系统可用性高；并且，采用双活数据中心，两个数据中心都处于运行状态，进一步提高资源利用率；此外，两个数据中心互为备份，实现数据实时同步，具有很好的容灾能力。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种基于云计算的数据管理系统，其特征在于，包括：第一数据中心和第二数据中心，所述第一数据中心与所述第二数据中心构成双活数据中心；
所述第一数据中心与所述第二数据中心均包括云计算信息服务层、云计算基础平台层、虚拟化基础设施层；
所述虚拟化基础设施层包括物理基础设施、虚拟化抽象装置、若干虚拟机和虚拟化管理平台；所述虚拟化抽象装置用于对所述物理基础设施进行虚拟化以所述虚拟机为单位进行管理；
所述云计算基础平台层包括服务器集群、分布式文件模块、分布式数据库管理模块、分布式数据处理模块、数据库与数据分析模块和服务总线。
2.根据权利要求1所述的基于云计算的数据管理系统，其特征在于，所述第一数据中心与所述第二数据中心之间实现存储双活、数据库双活、网络双活及应用双活。
3.根据权利要求2所述的基于云计算的数据管理系统，其特征在于，所述存储双活通过采用SAN存储框架实现，所述网络双活通过采用大二层网络实现。
4.根据权利要求1所述的基于云计算的数据管理系统，其特征在于，所述服务器集群包括Web服务器集群、应用服务器集群及数据库服务器集群。
5.根据权利要求1所述的云计算环境下数据一致性维护系统，其特征在于，所述虚拟化抽象装置包括虚拟机监视器和虚拟化平台，所述物理基础设施包括服务器、存储设备、网络设备、电力设备及环境调节设备，所述虚拟化管理平台包括资源抽象模块、资源监控模块、资源部署模块与安全管理模块。
6.根据权利要求5所述的基于云计算的数据管理系统，其特征在于，所述物理基础设施还包括负载收集模块，其用于收集服务器以及业务的负载数据。
7.根据权利要求6所述的基于云计算的数据管理系统，其特征在于，所述云计算基础平台层还包括：
负载监控模块，用于接受负载收集模块传送来的信息，处理并存储负载情况数据；
负载策略控制模块，用于根据负载情况数据进行动态的运用负载均衡策略；以及
负载调整模块，用于根据负载情况数据对资源进行动态迁移。。
8.根据权利要求7所述的基于云计算的数据管理系统，其特征在于，所述负载策略控制模块包括负载策略选择子模块和负载策略实现子模块；
所述负载策略选择子模块用于通过分析所述负载情况数据进行策略选择并修改对应配置文件；
所述负载策略实现子模块用于实现策略算法。
9.根据权利要求7所述的基于云计算的数据管理系统，其特征在于，所述负载调整模块包括过载监控子模块和过载迁移子模块；
所述过载监控子模块用于根据负载情况数据进行过载分析，如有过载现象，则调用所述过载迁移子模块进行业务迁移。
10.一种基于云计算的数据管理方法，其特征在于，包括利用如权利要求1-9任一项中所述的基于云计算的数据管理系统进行数据管理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200211 |