运营商内部云分级策略研究_运营商常用的云部署方式

通信世界网消息（CWW）运营商目前将云计算业务划分为内部云和外部云，内部云是供运营商内部使用的云，外部云是对外部客户提供的云服务。运营商内部云是承载内部相关平台和应用的云，内部云资源池一般通过IT基础设施资源整合，遵循资源共享、能力集中、合理管控等原则统一规划建设，用以提升企业的资源利用率，降低企业运营成本，促进企业内部各类系统的能力和快速支撑响应能力的提升。

近年来，运营商内部云建设规模巨大，逐渐成为机房资源占用的主力军。但其上承载的均是运营商自用系统，这些系统无法从重要性等角度进行分级。由于自用系统长期没有分级标准，机房往往“一刀切”按高等级规划建设，因而无法实现自用机房的分级规划建设。

本文将分析上层业务系统灾备特点，在不影响业务感知的情况下对内部云进行分级，按照不同的等级对应不同的配置进行规划建设，有效降低整体建设成本。

内部云架构及承载系统情况

为实现对多资源池大规模资源的管理，增强资源池的可靠性和规模，每个内部云资源池系统由一个或多个资源节点组成，每个资源节点内包含多个最小支付单元（POD）。

资源节点：考虑机房局址等实际情况，分为多个物理/逻辑区域（AZ）；拥有独立的数据中心基础设施及网络出口，任意一个资源节点失效不会影响其他资源节点的正常工作。资源节点之间采用高速低时延连接，保证分区之间的通信畅通。

POD：资源节点由多个POD组成。每个POD是以一组核心交换机为单位的建设单元，包含1000~3000台万兆服务器；POD之间通过二层或三层组网技术实现水平扩展，总体可达到数万台服务器规模。

内部云上承载的系统种类和数量繁多，业务分类如表1所示。目前运营商内部云上承载的系统采用双活容灾、主备容灾及异地数据备份方式的案例较少，但随着运营商内部云承载系统容灾需求的提出（如业务支撑系统和管理信息系统有双活容灾、主备备份、“两地三中心”等容灾需求），内部云亟需构建同城异址双活容灾、异地主备容灾及备份等能力，从而满足不同业务对可靠性的差异化要求。

表1 运营商内部云承载的业务分类

内部云承载系统的容灾方案

目前内部云承载系统可采用的容灾方案主要有异址主备、异址双/多活中心，“两地三中心”等。

异址主备部署方式如图1所示，由主中心承担生产任务，灾备中心闲置负责容灾。早期业务支撑系统容灾大多采用此种方式建设。

图1 异址主备部署方式

异址双/多活中心部署方式如图2所示，由双/多中心按区域或业务采用负载分担方式承担生产任务，且相互备份，不同中心在同城异址或者异地。当其中一个中心出现容灾场景时，通过上级的负载均衡，将全量业务切换到另一个中心。考虑容灾发生时的极端业务量，每个中心资源配置要有相应的冗余度，或具备自动弹性伸缩能力，以便在容灾场景发生时，单中心能够应对全量的业务冲击。目前大部分省份业务支撑系统采用此种方式。

图2 异址双/多活中心部署方式

“两地三中心”部署方式如图3所示，由同城两中心按区域或业务采用负载分担方式承担生产任务，且相互备份，异地建设数据级容灾。当主中心发生故障时，通过上级负载均衡，将全量业务切换到另一中心；当主备双中心均发生故障时，利用第三中心异步备份数据恢复业务，备份中心需要重新全量地应用，因此容灾恢复时间较长。

图3 “两地三中心”部署方式

三种容灾方式对比如表2所示，可以看出，不同的容灾方案各有其使用场景、优缺点，对应的投资不同，且不同的容灾方案还与内部云资源池的机房布局紧密相关。因此，IT系统在具体容灾方案选择时，应结合系统的实际需求、技术特点和内部云的建设情况综合考虑。

表2 三种容灾方式对比

内部云分级方案

分级原则

内部云的分级原则如图4所示，要充分利用上层业务系统灾备特点，在不影响业务感知情况下，将灾备系统所在的局房动力层降级。同时还要统筹考虑基础设施配套层整体建设成本，不能因为减少配套而增加IT基础设施及业务系统成本。

图4 运营商内部云的分级原则

分级方案

在不同的容灾方案下，可将内部云相应的资源分为A级和B级，其中A级对机房的电源配套保障要求较高，需要配置油机；B级对机房的电源配套保障要求等级较低，不需要配置油机。

异址主备容灾：主用系统设备对应的资源设为A级，备用系统对应的资源降为B级。异址双/多活容灾：第一主中心设备对应的资源设为A级，第二主中心设备对应的资源降为B级。

“两地三中心”容灾：第一主中心设备对应的资源设为A级，第二主中心、备用系统设备对应的资源降为B级。

运营商内部云的建设以POD为单位进行，如图5所示。在分级前，不同的POD可以设置在同一个或者不同机房内，对POD的设置不必考虑主系统、备用系统、第一主中心和第二中心的区别，且POD内设备对安装机房没有任何限制。

图5 运营商内部云以POD为单位进行分级

高保障的系统（A级）和低保障的系统（B级）分别设置在不同的POD内，同一POD的设备可部署在同一机房或不同机房内。

在内部云分级后，机房等相关配套设施也可以相应地分为A级和B级，对于POD设置的约束条件增加，POD不能跨不同级别的机房设置，POD的设置要考虑系统的容灾方案。主系统、第一中心可设置在同一个POD内，且只能设置在A级机房内；第二中心和备用系统可设置在同一个POD内，且只能设置在B级机房内。

从经济效益来看，分级后运营商内部云需考虑单独设置一个POD来部署备份系统所需的设备（称为“备份POD节点”），此部分POD系统所需的组网设备是分级后额外增加的，若按照内部云8个中心节点来考虑，且为了满足B域集中化的需求，需要每个节点均设置备份POD节点，即共计部署8个备份POD节点，按照此模型来计算，内部云分级后预计增加的费用将低于机房减配节省的费用。因此，从经济效益分析来看，内部云的分级是可行的。

存在问题及建议

实施内部云分级，将对内部云的规划建设和业务的开展带来一些挑战。

一是机房规划建设要求高。对内部云资源池的选址提出了更高的要求，每个资源池节点的选择要具备同城双址的机房，可以满足某些业务的“双活”部署。建议在机房规划中，针对数据中心业务分级提前进行相应的机房储备建设工作。对于新建机房的建筑空间按全部A级预留规划，原则上不超过满配的一半，严禁“一刀切”按高标准配置，后续根据需求分步实施，油机不足部分可以增补，油机空余的位置可改造为机房使用。对于现有机房，鉴于需重新梳理各类存量设备用电负荷、电源系统及分路容量，增加失压线圈、开关等设备，重新布放大量电缆，以致改造难度大、割接风险大，建议不再统一开展存量机房分级改造，可以随机房整体搬迁、扩容等同步进行分级建设。

二是资源池规划建设的复杂度高。由于规划时期的需求和实际业务需求有一定的偏差，分级建设完成后，这些偏差将影响资源的灵活使用，如规划建设在B级机房内的资源较多，但由于B级机房没有油机保障，就只能作为第二中心或备用系统来使用，无法灵活分配给相应的主系统或第一中心来使用。这大大增加了资源池规划建设的复杂性，降低了资源分配的灵活性。

另外，以POD为单位进行分级，需要将A级POD和B级POD分别部署在A级/B级机房内，对机房空间资源的需求可能会增大，不利于机房的高效集中利用，不利于资源池采用标准化模块部署。

综合上述问题，在资源池规划时，建议在考虑业务需求的基础上，充分结合机房的分级情况，制定业务需求与机房分级相匹配的规划方案，确保资源合理分配。

三是增加业务的不稳定性。考虑到目前尚未进行业务容灾演练，且实施经验欠缺，实施分级将对业务的开展产生一定的风险，增加了业务的不稳定性。建议在实施分级后，要充分验证IT云容灾流程、性能及影响，并尽量减少对业务的影响。在落地实施阶段，建议以试点方式稳步推进，先从企业内部业务入手进行业务分级试点，以降低试错成本，避免对外部客户造成影响，并总结容灾试点经验，做好分级供电场景下的动力、业务与网元应急预案与演练，保障灾备系统的正常切换与运行。

本文基于内部云承载系统的容灾方案特点，以不影响业务感知和不增加建设成本为目标，构建了内部云的分级方案。结合内部云的系统架构，以POD为单位进行分级，从而实现了不同容灾情况下的不同分级方案，为后续内部云的分级规划建设提供了参考。

考虑到内部云搭配容灾系统运行复杂，建议采用试点的方式充分验证容灾性能，评估相关的风险，待相关技术论证成熟后再进行推广。同时还要考虑机房的不同情况，对于新建机房要全面推行分级建设的原则；对于存量机房，考虑到情况比较复杂，可参照标准逐步推广。