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神华集团数据中心建设历程案例

行业:通用行业功能:信息化供应商:CIO发布时间:2012-12-28 15:21:18
本文以神华集团正在进行的信息化基础设施提升项目为背景,在回顾了大型能源企业集团数据中心发展历程的基础下,提出了新一代数据中心的定位和功能要求。然后结合能源企业集团业务需求和当今信息技术发展的趋势,分析了数据中心建设中面临的挑战,并结合神华集团正在进行的信息化工程给出了相应的对策。


   1、引言


   数据中心是以特定业务资源中的各类数据为核心,依托数据库管理、业务运行基础平台和网络系统,按照统一的标准,建立具有信息管理、数据综合分析、数据分类查询、综合统计分析及信息服务等功能的一体化业务资源数据管理体系。企业通过建立自身的数据中心,即企业数据中心,既可为企业用户提供统一的信息服务,消除“信息孤岛”;也可使企业信息系统资源运用更加高效,运维和管理更加科学。


   神华集团在企业集团整体信息化方面进行了一些探索。2010年,神华集团将流程优化与信息化总体规划项目作为加强基础管理的“一号工程”,在集团公司统一领导和项目组的积极努力下,历时8个月的总体规划。于7月份通过了专家评审验收。依据细化的业务流程,神华集团设计了整体的信息化架构,编制了未来3~5年的信息化规划,并确定了实施这一规划的具体工程。即SH217工程。其中,集团公司新一代数据中心的建设作为5H217工程中重要部分,担负着集团信息化基础设施平台的重要责任,为集团公司生产指挥、运营管理起重要的支撑作用。


   2、发展历程


   随着神华集团信息化进程的推进,集团数据中心的发展己经历了数据存储中心、数据处理中心和数据应用中心3个阶段,现在正向第4个阶段,数据运营服务中心迈进。这4个阶段的演进路线如图1所示。


   存储中心阶段:从上世纪90年代末期到2000年左右,数据中心主要承担数据存储和数据管理。早期,主要作为OA机房和电子文档的集中管理场所。


   处理中心阶段:从2001年到2005年左右是数据处理中心阶段。此时,基于局域网的EAM系统、TMIS系统等其他应用系统开始普遍应用,开始承担核心计算的功能。此阶段的典型特征是:面向企业核心计算;数据单项应用;企业开始组织专门的人员进行集中维护;对计算的效率及对企业运营效率的提高开始关注。


   应用中心阶段:从2005年到2010年,实现了集团信息化的3个层次,即“工业自动化,信息网络化,管理信息化”.此阶段的特征是:面向业务需求,数据中心提供可靠的业务支撑:大型广域网的建设开始普及;数据中心提供单向的信息资源服务:对系统维护上升到管理的高度,由事后处理到事前预防;开始关注IT的绩效:要求较高的可用性。


   运营服务中心阶段:随着现代信息技术的发展,基于互联网技术的,组件化、平台化的技术将在企业更加广泛的应用。数据中心将演进成为企业的数据运营服务中心。企业数据运营服务中心的含义包括以下几个方面:企业数据中心不仅仅管理和维护好各种信息资源,而是运营信息资源,确保价值最大化;IT应用系统建设能适应需求变化,系统设计更加柔性。与业务运营融合在一起,实时的互动,很难将业务与iT完全独立分开;IT服务管理己经成为一种标准化的工作,并借助IT技术实现集中的自动化管理:IT绩效成为IT服务管理工作的一部分;企业不仅仅关注IT服务的效率,IT服务质量成为关注重点;数据中心要求具有高可用性。


   目前,集团的数据中心正处于从应用中心到应用服务中心转换的关键时期。如何定位和建设新一代数据中心,SH217项日进行了明确的部署和安排。

3、定位和功能


   3.1数据中心在企业信息化中的定位


   SH217工程的总体架构是建设“两横一纵”信息化平台,支持业务“七大能力”.其中,新一代数据中心的建设作为SH2I7工程中第10项目组工作的重要部分,定位于整个架构的一体化纵向管控平台部分,如图2所示。


   从图2中可以看出,新一代数据中心位于信息化整体架构的底部,是所有信息化业务能力的支撑基础。


   3.2数据中心的功能


   一体化纵向管控平台在SH217工程中的定义是“依托数据仓库、集成总线、门户、工作流及内容管理平台、集中身份管理等支持功能,实现纵向业务信息的穿透和决策支持系统的应用。”将这个定义具体落实到数据中心的建设中,包含下面3个层次内容,如图3所示。


   从图3中可以看出,数据中心的建设从3个层级来满足SH217工程中一体化纵向管控平台的需求。这3个层级从下至上是:基础设施级、数据级和应用级。通过这3个层级实现了纵向业务信息的穿透,每个层级有不同的功能。


   基础设施级:基础设施架构作为集团业务应用系统的保障,全面服务于集团的所有应用系统。包括机房的设计与建设、内网和广域网的调整优化、服务器和存储的部署与调优、安全及运维管理平台等几方面。结合SI3217工程的实际,新一代数据中心的建设着重考虑以下2个功能需求:(1)以动态的基础设施架构满足弹性的业务应用增长需求;(2)建设以集团总部、二级单位为主体的二级数据中心体系,全面支持应用系统分级部署。


   数据级:集团的业务范围包括煤炭、电力,铁路、港口、航运、煤制油和煤化工,涵盖能源的产、运、销各个环节。其各个业务板块都会产生大量数据。保证这些数据在集团经营活动中的正常流转和安全是数据中心的核心任务。所以必须建立合理的数据库平台和容灾备份机制,在满足业务需求的同时,保证数据的安全。


   应用级:随着集团业务的发展,集团范围内已建立了多个信息系统。这些信息系统分布在总部和子分公司的各个业务部门,建设年代、开发方法和实施厂商各不相同。如何对这些异质、异构的信息系统有效集成,是集团信息化水平提升的关键问题。通过对现有系统的调研,数据中心会利用统一身份管理平台来完成所有信息系统的用户集成;利用应用集成平台来实现信息系统间的协作;利用企业门户完成用户端应用界面的集成。通过这些手段,使集团内部的信息系统以清晰、有条理的方式组合协作起来。


   4、挑战和对策


   4.1数据中心面临的挑战


   在新一代数据中心的建设过程中,会遇到来自各方面的挑战。这些挑战有些来自业务系统的实际需求,如资源整合和响应速度的需求;也有来自信息部门发展的现实要求,如降低运营成本和保障信息安全:还有来自我国信息化大环境的变化,如绿色环保。结合集团信息化的实际情况,对这些挑战分析如下。


   整合集团资源:目前,集团范围内的信息系统之间沟通和资源共享都不充分,这使得服务器与存储性能得不到充分利用。无论是出于IT成本过高、复杂性过大,还是资源利用率过低的原因,都要求数据中心能有效实现IT资源的整合。因为集中化的数据更便于备份、冗余和控制,也更有助于符合法规要求。


   提高响应速度:集团业务流程变革的速度正在日益提升,一方面变革产生的各种风险随之增加,因而需要信息系统以更快的响应速度和更有效的应对措施,来降低这类风险也就变得愈加重要。另一方面,变革速度的加快给企业数据中心带来时间上的更大压力,这也迫使企业IT系统提高响应速度,这不仅体现在解决方案的开发、部署和集成上,还体现在及时实现所承诺的服务水平上。


   降低运营成本:IT环境的管理和维护费用日益升高,数据中心的运行成本在不断攀升。据业内专家分析,在今后的5年中,企业在管理和运作IT系统方面的成本将是其直接购买系统成本的3倍。而另一方面,企业目前所有的应用、定制化软件普遍过多,有许多服务器未能得到充分的利用。如何降低人力成本,如何降低IT总体拥有成本,如何提高rr的投资回报,是企业信息化道路上的重要课题,也是降低企业预算的当务之急。

提升信息安全:随着信息技术的发展和网络的进一步普及,企业面临着众多新型病毒和安全隐患的威胁,这些因素己经对企业提供优质服务造成了巨大影响。


   关注绿色环保:随着集团各类信息系统的建设,使用的服务器和存储的数量大幅增长,这给数据中心在环境控制、电源与制冷、空间管理等方面造成了巨大压力。如何在有限空间实现更有效的能源和环境管理,是集团新一代数据中心面临的又一个任务。


   4.2应对策略


   SH217工程项目组在信息化规划的时候充分考虑了以上这些因素,并制定了相应的对策,主要包括以下几个方面。


   (1)整体部署,优化实施


   在SH217工程中,第10项目组专门负责信息化基础设施提升,全面负责数据中心建设的各项工作。因而,不会把一体化管控平台的各项工作割裂开来,而是整体部署,统一优化实施。建设的目标不是某一个系统或是某一个指标达到最优,而是达到整体优化。


   (2)基础设施由“竖井式”转向资源池模式


   传统应用系统的建设模式是“竖井式”建设,一个应用系统需要一整套甚至多套基础设施组件进行支撑,每个应用系统都是一个竖井。资源利用率低,无法实现共享;系统运维人员通常按照专业技能划分各自的维护界面,一个故障的处理往往需要多个不同专业领域的人员协同工作,效率容易成为瓶颈。


   云计算的兴起为数据中心的建设提供了新的思路。云计算平台可以分为3种:公有云、私有云和混合云。基于集团业务规模和安全性的考虑,私有云平台更适合神华的业务需求。未来神华集团数据中心的建设模式是“资源池式”建设,通过虚拟化技术的应用打破了传统竖并式的资源壁垒,若干应用系统共享各类处理资源,支持随业务应用压力变化灵活调整资源供应;集中式运维管理通过对运维流程的固化、不同专业领域的人员整合等方法的应用大大提高了运维效率。


   (3)统一应用集成平台


   私有云的服务一般采用Web服务的方式来实现,作为Web服务的的核心组件,面向服务的架构已经得到厂众多公司和研究机构的重视,已经逐渐成为应用软件系统集成的主流技术。


   集团现有应用的显着特点是业务流程多而且复杂。大多数应用系统接口较多,但缺乏统一的接口标准和规范;应用系统分散、应用系统之间整合以复杂的点到点整合居多:企业内外部整合需求逐步增多。基于50A架构的应用集成平台,可有效解决上述应用集成难题,如图5所示。通过这部分的工作,可以使集团各个业务系统间的沟通由企业服务总线((ESB)来有组织的完成,而不会形成点对点沟通的复杂网状沟通,从而便于管理和调优。


   5、总结和展望


   在回顾了集团数据中心发展历程的基础上,结合集团SH217工程的实际,分析了新一代数据中心的定位和功能,并进一步阐述了数据中心建设中面临的挑战,最后给出了应对挑战的对策。


   按照SH217工程的部署,集团公司数据中心的建设分为3个阶段:第1阶段的重点是数据中心基础平台建设;第2阶段的重点是灾备中心建设;第3阶段是基础平台的完善和优化。随着SH217工程的推进,数据中心建设第1阶段的工作已进入了收尾阶段。第1阶段旨在通过建设数据中心机房和网络,完成网络设备、安全设备、服务器、存储设施、运维和安全管理平台、基础技术平台的需求分析、架构设计、选型、采购和部署,完成广域网的调整优化方案设计与优化实施,以帮助提升神华集团的基础设施支撑保障能力,为第2阶段应用系统建设的需要奠定基础。


   在第2阶段中,SH217工程中的大多数业务系统将进入开发部署阶段,有些甚至进入运营维护阶段。数据中心第1阶段的建设成果将为这些业务系统提供安全、可靠、高效、方便的基础平台,为集团的各项业务保驾护航。随着系统建设的深入,集团层面灾备中心的建设将是下一阶段的工作重点。特别是最近几年中,我国自然灾害频发,为灾备中心的建设敲响了警钟。如何在全集团建立1套完善的灾备机制,不仅仅是一个技术问题,还需要相应的制度、流程和标准。这将是第2阶段数据中心建设的工作重点。



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