CN115225664B - 一种气象信息基础设施资源云平台的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气象信息基础设施资源云平台的构建方法，包括S1、采用超融合架构设计气象信息基础设施资源云的总体框架，统一纳管各种虚拟和传统资源，构建“1云+N池”的云架构。S2、在物理服务器融合采用计算、存储、网络和安全等虚拟化和管理组件，实现气象信息基础设施虚拟化和资源池化。S3、采用云管理服务平台对虚拟化资源进行集中管理和动态调度，实现气象资源的多租户分级管理和申请、审批和交付流程自动化服务。本发明构建了一种气象信息基础设施资源云平台，实现计算、存储、网络和安全等资源的虚拟化、集中管理、动态调度和弹性扩展，建立集约化业务模式，面向业务提供IT资源服务和自动化运维管理，实现气象业务安全可靠和高效运行。
Description
技术领域
本发明属于气象信息服务平台的技术领域，具体涉及一种气象信息基础设施资源云平台的构建方法。
背景技术
随着综合气象观测、气象预报预测、公共气象服务等现代气象业务的快速发展，传统气象业务系统的“烟囱式”建设方式存在IT资源利用率低、业务上线时间长、单点故障、维护困难和扩展性不足等问题，已不能满足气象信息系统集约化发展需求。在虚拟化数据中心建设过程中，基于VMware虚拟化解决方案的传统架构资源池在实际业务应用中表现出很多不足的地方，比如存储性能、稳定性、可靠性、可扩展性和运维管理等方面，没有从根本上改变传统气象数据中心整体架构复杂、设备种类多、存储性能、稳定性、可靠性、可扩展性和运维管理等弊端。
为了解决目前不足和问题，考虑到业务上的可靠性、安全性和可控性，依托自有基础设施，建设气象私有云，整合原有计算、网络、存储资源，构建以超融合技术为核心的气象基础设施资源池，实现资源集约化管理、高效高可靠应用，同时减少硬件资源的频繁投入，加强业务系统的稳定性和可靠性，提供计算、存储、网络、安全等方面的基础资源虚拟化和集约化服务。因此，如何设计实现一个通用性强、扩展性好、支持业务应用系统快速上线、资源统一管理调度、安全可靠高效运行的气象信息基础设施云平台是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种气象信息基础设施资源云平台的构建方法，以解决或改善上述的问题。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种气象信息基础设施资源云平台的构建方法，其包括以下步骤：
S1、采用超融合架构将气象信息基础设施资源云的总体框架设计为基础设施层、平台管理层和业务应用层，统一纳管VMware虚拟计算池、分布式存储池和传统资源池各种虚拟和传统资源，构建“1云+N池”的气象业务IT资源支撑环境；
S2、通过网络聚合多台物理服务器，融合采用计算、存储、网络和安全虚拟化和管理组件，将气象信息基础设施进行虚拟化和资源池化，形成以超融合架构为核心的IaaS气象基础设施基座；
S3、通过云管理平台对计算、存储、网络、安全等虚拟化资源以进行集中管理和动态调度，根据不同业务类型提供气象基础设施资源的多租户分级管理和申请、审批和交付流程自动化服务。
进一步地，气象信息基础设施资源云平台包括：
气象信息基础设施资源云总体框架，包括基础设施层、平台管理层和业务应用层；
服务器融合虚拟化，包括计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和安全虚拟化；
云管理服务平台，包括气象基础设施资源的精细化管理，多租户分级管理和申请、审批和交付流程自动化，气象云主机的业务监控、云安全防护和多重容灾备份，资源统一访问入口、统一服务目录和统一运维。
进一步地，基础设施层以超融合架构为核心构建，统一纳管各种IT资源；平台管理层通过构建云管平台提供云主机、虚拟存储、虚拟网络和安全资源服务，实现业务运行监控告警、容灾备份等智能运维和自动化运营管理；业务应用层实现软件定义各种气象应用。
进一步地，服务器融合虚拟化将计算、存储、网络和安全资源以及管理组件全部融合到一台标准x86服务器中，多台服务器通过网络交换机聚合进行模块化的无缝横向扩展，实现硬件、系统以及应用三个层次融合虚拟化，实现气象基础设施资源的池化管理，为各类气象应用系统提供集约化的计算、存储、网络、安全等IT基础设施服务。
进一步地，虚拟化采用基于超融合的基础设施资源池化方法，将VMM方法和虚拟机控制结构相结合，形成了基于多源基础气象计算资源的纳管方法，并结合自适应条带化和多副本备份保障机制，实现对存储与计算资源集约化调度；采用Overlay方法和NFV方法将资源租户互隔离，完成超融合云架构中的网络虚拟化，实现了网络冗余功能的部署和气象数据传输过载保护机制。
进一步地，云管理服务平台集中管理和动态调度气象基础设施资源，通过资源自动化服务、分级管理、多租户、业务数据安全、容灾备份能力，实现云上云下资源的统一管理、业务平滑迁移、数据中心的统一监控，构建气象统一资源支撑服务平台。
进一步地，业务数据安全通过虚拟化防火墙、分布式防火墙、虚拟机快照、虚拟机备份、持续数据保护CDP、异地容灾双活方法，实现气象业务云安全防护和多维度全面的数据保护。本发明提供的气象信息基础设施资源云平台的构建方法，具有以下有益效果：
本发明提出了气象信息基础设施资源云的总体框架，整合构建“1云+N池”的气象关键基础设施资源支撑体系，实现了气象应用系统整合、资源集约和业务流程简约高效。
本发明基于虚拟化、云计算和创新的超融合技术构建统一的基础设施资源支撑平台，融合采用计算、存储、网络和安全等虚拟化和管理组件，实现气象信息基础设施的集约化和资源池化，为气象业务提供统一管理、弹性扩展、稳定高效的基础资源支撑和平台服务。
本发明基于气象IT资源全生命周期管理模型，建立了气象基础设施集约化模式，实现气象基础设施资源的精细化、多租户分级管理和申请、审批和交付流程的自动化，实现云主机的实时监控、云安全防护和多重容灾备份。
本发明面向全省各类气象应用系统提供集约化的计算、存储、网络、安全等IT基础设施和各种基础软件服务，提升气象业务系统的服务效率和质量，为保障气象、民航、军队等部门顺利开展气象预报、服务、防灾和减灾等多方面业务和科研工作提供了高质量气象信息网络支撑。通过支撑气象预报预测、气象灾害预警、农气遥感和雷电灾害防御等气象服务平台的高效稳定运行，为保障气象防灾减灾工作做出了重要贡献，产生了良好的社会效益。
附图说明
图1为本发明气象信息基础设施资源云平台系统架构图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
根据本申请的一个实施例，参考图1，本方案的气象信息基础设施资源云平台的构建方法，包括以下步骤：
S1、采用超融合架构将气象信息基础设施资源云的总体框架设计为基础设施层、平台管理层和业务应用层，统一纳管VMware虚拟计算池、分布式存储池和传统资源池等各种虚拟和传统资源，构建“1云+N池”的气象业务IT资源支撑环境。
S2、通过网络聚合多台物理服务器，融合采用计算、存储、网络和安全等虚拟化和管理组件，将气象信息基础设施进行虚拟化和资源池化，形成以超融合架构为核心的IaaS气象基础设施基座。
S3、通过云管理平台对计算、存储、网络、安全等虚拟化资源以进行集中管理和动态调度，根据不同业务类型提供气象基础设施资源的多租户分级管理和申请、审批和交付流程自动化服务。
具体的，本实施例气象信息基础设施资源云平台在逻辑上包括三个层面，如图1所示，基础设施层以超融合架构为核心统一纳管各种IT资源；平台管理层通过构建云管平台提供云主机、虚拟存储、虚拟网络和安全等资源服务，实现业务运行监控告警、容灾备份等智能运维和自动化运营管理；业务应用层实现软件定义各种气象应用，满足气象观测系统、信息系统、预报系统、防灾系统等各种气象业务场景需求。
通过聚合多台物理服务器，融合采用计算、存储、网络和安全等虚拟化和管理组件，实现气象信息基础设施的集约化和资源池化，为气象业务提供统一管理、弹性扩展、稳定高效的基础资源支撑和平台服务。将计算、存储、网络和安全资源以及管理组件全部融合到一台标准x86服务器中，多台服务器通过网络交换机聚合进行模块化的无缝横向扩展，实现硬件、系统以及应用三个层次融合虚拟化，实现气象基础设施资源的池化管理，为各类气象应用系统提供集约化的计算、存储、网络、安全等IT基础设施服务。
采用基于超融合技术的基础设施资源池化技术，将VMM技术和虚拟机控制结构相结合，形成了基于多源基础气象计算资源的纳管技术，并进一步结合自适应条带化和多副本备份保障机制，实现了对存储与计算资源集约化调度。采用Overlay技术和NFV技术将资源租户互隔离，完成了超融合云架构中的网络虚拟化，实现了网络冗余功能的部署和气象数据传输过载保护机制。
平台硬件设备包括物理服务器和网络交换机，实施计算虚拟化后，形成统一的计算资源池，每一台X86服务器作为一个节点，每个集群至少使用三台服务器构建超融合资源池，后期可按需扩容；通过存储虚拟化构建统一的存储池，通过SSD分层和数据条带化来提供高性能，并且采用副本和仲裁为数据提供高可用；通过网络虚拟化来提供所画即所得的网络可编辑性，使得网络拓扑的变得更加简单便捷，基于Vxlan构建虚拟机东西向流量的承载通道。通过各种容错机制来保证系统的可靠性和业务的稳定性，采用模块化、标准化的资源池，提供最好的灵活性来应对未来业务的各种需求。
业务数据安全通过虚拟化防火墙、分布式防火墙、虚拟机快照、虚拟机备份、持续数据保护CDP、异地容灾双活等方法，实现气象业务云安全防护和多维度全面的数据保护。通过部署安全虚拟化组件实现虚拟机云安全防护，针对通过Web端口访问云管理控制台的安全防护，云平台提供全面的管理层安全模块进行防护，包括HTTPS、双因子校验、弱密码检测、IP和MAC登录地址限制，防爆破机制、资源权限管理、闲时会话管理和内置WAF防火墙等防护模块。分布式防火墙负责虚拟网络内部的流量控制，虚拟防火墙vAF负责边界出口防护外部流量的攻击，分布式防火墙与vAF相结合，从南北向、东西向，从外部、内部，进行全方位的安全防护，保障数据中心的安全。
云管理服务平台集中管理和动态调度气象基础设施资源，基于气象IT资源全生命周期管理模型，实现资源和服务的全生命周期管理，对各种物理服务器、网络、存储、安全等虚拟化资源以及异构资源进行集中管理、动态调度，可动态提供丰富的计算和存储资源和基础软件服务。实现气象基础设施资源的精细化管理，多租户分级管理和申请、审批和交付流程自动化，实现气象云主机的业务监控、云安全防护和多重容灾备份，实现资源统一访问入口、统一服务目录和统一运维功能。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (4)
1.一种气象信息基础设施资源云平台的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用超融合架构将气象信息基础设施资源云的总体框架设计为基础设施层、平台管理层和业务应用层，统一纳管VMware虚拟计算池、分布式存储池和传统资源池各种虚拟和传统资源，构建“1云+N池”的气象业务IT资源支撑环境；
S2、通过网络聚合多台物理服务器，融合采用计算、存储、网络和安全虚拟化和管理组件，将气象信息基础设施进行虚拟化和资源池化，形成以超融合架构为核心的IaaS气象基础设施基座；
S3、通过云管理平台对计算、存储、网络、安全虚拟化资源以进行集中管理和动态调度，根据不同业务类型提供气象基础设施资源的多租户分级管理和申请、审批和交付流程自动化服务；
所述气象信息基础设施资源云平台包括：
气象信息基础设施资源云总体框架，包括基础设施层、平台管理层和业务应用层；
服务器融合虚拟化，包括计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化和安全虚拟化；
云管理服务平台，包括气象基础设施资源的精细化管理，多租户分级管理和申请、审批和交付流程自动化，气象云主机的业务监控、云安全防护和多重容灾备份，资源统一访问入口、统一服务目录和统一运维；
所述基础设施层以超融合架构为核心构建，统一纳管各种IT资源；平台管理层通过构建云管平台提供云主机、虚拟存储、虚拟网络和安全资源服务，实现业务运行监控告警、容灾备份智能运维和自动化运营管理；业务应用层实现软件定义各种气象应用；
所述服务器融合虚拟化将计算、存储、网络和安全资源以及管理组件全部融合到一台标准x86服务器中，多台服务器通过网络交换机聚合进行模块化的无缝横向扩展，实现硬件、系统以及应用三个层次融合虚拟化，实现气象基础设施资源的池化管理，为各类气象应用系统提供集约化的计算、存储、网络、安全IT基础设施服务。
2.根据权利要求1所述的气象信息基础设施资源云平台的构建方法，其特征在于，所述虚拟化采用基于超融合的基础设施资源池化方法，将VMM方法和虚拟机控制结构相结合，形成了基于多源基础气象计算资源的纳管方法，并结合自适应条带化和多副本备份保障机制，实现对存储与计算资源集约化调度；采用Overlay方法和NFV方法将资源租户互隔离，完成超融合云架构中的网络虚拟化，实现了网络冗余功能的部署和气象数据传输过载保护机制。
3.根据权利要求1所述的气象信息基础设施资源云平台的构建方法，其特征在于，所述云管理服务平台集中管理和动态调度气象基础设施资源，通过资源自动化服务、分级管理、多租户、业务数据安全、容灾备份能力，实现云上云下资源的统一管理、业务平滑迁移、数据中心的统一监控，构建气象统一资源支撑服务平台。
4.根据权利要求3所述的气象信息基础设施资源云平台的构建方法，其特征在于，所述业务数据安全通过虚拟化防火墙、分布式防火墙、虚拟机快照、虚拟机备份、持续数据保护CDP、异地容灾双活方法，实现气象业务云安全防护和多维度全面的数据保护。
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