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        基于軟件定義的智能化私有云平臺

        發布日期:2020-07-29

        客戶背景:

        北京理工大學1940年誕生于延安,是中國共產黨創辦的第一所理工科大學,是新中國成立以來國家歷批次建設的高校,首批進入國家“211工程”和“985工程”,首批進入“世界大學”建設高校A類行列。毛澤東同志親自題寫校名,李富春、徐特立、李強等老一輩無產階級革命家先后擔任學校主要領導。學?,F隸屬于工業和信息化部,全體師生員工正對標國家“兩個一百年”奮斗目標,全力朝著中國特色世界大學的建設目標邁進。

        項目需求:

        構建支持大規模數據處理、科學計算等應用場景的軟件定義的私有云平臺。該私有云平臺應具有軟件定義的技術體系、方法、工具、環境和實踐,具有大規模數據任務調度和資源管理核心,初步形成支持軟件定義的一體化硬件架構和軟件基礎平臺。

        1 (4)已處理

        解決方案:

        1.構建私有云平臺基礎硬件設施

        (1)組建若干臺服務器節點用于提供計算、存儲等服務。

        (2)服務器節點之間由交換機相連實現互聯互通。

        (3)服務器節點合理有效部署在機架上便于散熱、維護等。

        (4)搭建一臺防火墻用于病毒防護、入侵檢測等。

        2.私有云平臺硬件資源的虛擬化

        (1)建立虛擬化集群,將所有服務器的CPU計算、內存以及存儲資源進行統一虛擬化管理。

        (2)實現虛擬機之間的虛擬化網絡通信,支持隔離模型、路由模型、NAT模型以及橋接模型。實現虛擬網卡之間的VLAN隔離,帶寬控制等。

        3.私有云操作系統環境管理

        (1)提供認證管理,支持用戶單點登錄、令牌管理等;提供用戶增加、修改、刪除、查詢等功能;提供角色增加、修改、刪除、查詢等功能;提供權限管理,允許為不同角色用戶分配不同權限。

        (2)提供鏡像管理:支持鏡像文件集中存儲、管理、查詢等功能。

        (3)資源管理:支持一站式遠程平臺管理維護,能快速查看平臺內計算、存儲、網絡等資源分布、使用、故障異常等情況;支持人工智能的虛擬機資源優化調度。

        (4)網絡管理:實現專有網絡隔離;支持多租戶多網絡接入;保障網絡恢復不影響服務質量;安裝防火墻保證病毒防護及網絡安全,防火墻具有應用識別功能;支持基于SDN的數據中心流量動態智能管理;消除網絡節點單點故障,實現故障點網絡切換時上層業務無感知。

        (5)存儲管理:提供分布式存儲管理與多副本存儲。

        (6)監控管理:提供對服務運行狀態、進程數量、CPU每核使用率、內存使用率等主機物理資源的監控。支持系統日志記錄、分析和查詢工具,為系統故障排除提供支撐。

        (7)操作界面管理:可以使用通過WEB界面對整體云平臺進行管理。支撐系統運行監控和報警功能,及時發現資源異常情況,并發出警告。

        4.IaaS層功能

        (1)支持對虛擬機的創建、刪除和掛起等操作。

        5.大數據作業支持與部署

        (1)支持多種主流大數據處理框架,如MapReduce、Storm、Spark等。

        (2)支持HBase、Zookeeper等多種大數據服務。支持長服務的部署,將服務作為應用進行管理,并分配資源。

        (3)支持至少一種大數據框架下的工作任務優化調度機制,在處理大規模任務調度數據集時,較之現有的系統缺省調度器,使得CPU利用率和內存利用率有所提高,得到時延滿足的任務完成數量提高10%以上。

        6.數據庫服務

        (1)實現多種類型的數據庫軟件的快速部署,提供數據備份、統一管理、數據恢復等功能。

        (2)支持主流的關系型、非關系型以及緩存型數據庫服務,包括:MySQL、MariaDB、MongoDB、Redis等。

        (3)支持數據的備份與同步更新,支持不同關系類型的數據應用,支持數據的持久化存儲與可視化查詢、修改、刪除等操作。

        7.開發框架支持

        (1)支持與主流邊緣計算框架例如KubeEdge的云邊融合(包括提供接口用于任務卸載與分發、數據傳輸等)。

        (2)提供Python2.7以上版本的開發框架以支持Web開發、網頁爬蟲等。

        (3)支持基于Java的Web應用主流開發框架,包括Spring MVC, Structs2等。

        (4)支持主流深度學習開發框架包括Caffe、TensorFlow、PyTorch等,并提供 numpy、scipy、pandas 等眾多數據科學工具包。

        8.微服務

        (1)支持微服務架構與應用,包括統一網絡、存儲和多租戶管理,支持多層次的安全防護和準入機制、多租戶應用支撐能力、透明的服務注冊和發現機制。

        (2)自助式微服務集群管理,支持微服務資源自動調度與容錯機制,能夠立即對負載或者流量的增加做出反應。

        9.Docker服務

        (1)支持Docker的快速部署與多租戶管理。

        (2)支持Docker應用隔離。

        (3)支持Docker資源管理、資源監控以及鏡像管理。

        10.離線軟件倉庫

        (1)部署離線軟件倉庫服務器保障系統離線環境下的軟件下載與安裝。

        11.界面設計

        (1)統一用戶登錄和管理界面,提供管理員認證管理、配置管理、資源管理等權限。

        (2)界面美觀、簡捷。

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