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浪潮国际机场云计算解决方案

发布时间: 2014年12月01日

 一、国内民航发展和挑战

  目前,我国正处于 “十二五”末期,是我国全面建设小康社会的关键时期,也是深化改革开放、加快转变经济发展方式的攻坚时期,国内外形势呈现新变化新特点。“十二五”期间我国民航大众化、多样化趋势明显,快速增长仍是阶段性基本特征,民航发展迎来新的历史机遇期。根据官方数据统计,2013全年,全国民航运输机场完成旅客吞吐量7.54亿人次,比上年增长11.0%;全国运输机场完成货邮吞吐量1258.52万吨,比上年增长4.9%;全国运输机场完成起降架次731.54万架次,比上年增长10.8%。年旅客吞吐量100万人次以上的运输机场61个,其中北京、上海和广州三大城市机场旅客吞吐量占全部机场旅客吞吐量的29.0%;年货邮吞吐量1万吨以上的运输机场50个,其中北京、上海和广州三大城市机场货邮吞吐量占全部机场货邮吞吐量的51.8%;截至2013年底,民航全行业运输飞机期末在册架数2145架,比上年增加204架。我国共有颁证运输机场193个,比2012年增加10个。我国共有运输航空公司46家,按不同所有制类别划分:国有控股公司36家,民营和民营控股公司10家;全部运输航空公司中:全货运航空公司7家,中外合资航空公司13家,上市公司5家。

  从上述数据可以看出,我国民航发展仍处于较为迅速的发展状态。但近年来由于国际金融危机的影响深远,世界经济增长速度减缓,国际碳排放限制、石油价格波动等全球性问题更加突出,国际航空运输市场竞争日益激烈,我国民航全球化战略的实施存在较大压力,服务综合能力仍落后于国外发达国家,发展过程中的不平衡、不协调、不持续的问题依然突出。航班准点率下降,航班平均延误时间增加,安全运行压力增大,飞行、机务、空管等方面超负荷运转。IT信息化水平发展不一,难以凝聚强有力的竞争力。急需全面提升民航信息化水平,建设以旅客为中心的开放式运输信息系统,加快核心信息平台的换代升级。

二 、国内机场园区信息化需求分析

  机场作为航空运输和城市的重要基础设施,是综合交通运输体系的重要组成部分。经过几十年的建设和发展,我国机场体系初具规模,初步形成了以北京、上海、广州等枢纽机场为中心,其余省会和重点城市机场为骨干,以及众多干、支线机场相配合的基本格局。随着机场总量规模增长,机场密度逐渐加大,对机场服务能力和现代化程度提出了挑战。

  机场园区主要为国内、外为航空公司提供客运、货运服务,同时为旅客提供出行等服务。随着信息化建设和应用工作的进一步深入,对信息网络传输能力,数据中心处理能力和存储能力提出了更高要求,并且需要随时应对突发事件、提升应急能力。目前机场园区业务系统主要分为如下几类:

  机场生产类业务:离港值机系统、生产运营、航班信息显示系统、行李分拣系统、公共广播系统、楼宇管理控制系统、安防监控系统、泊位引导系统等

  机场管理类业务:主要包括办公、邮件、财务、ERP、门户网站等。

  机场其他类业务:如餐饮、购物、住宿、物流等业务。

  为进一步支撑园区业务流程和应用的深入融合,需要提供统一高效的园区IT系统流程处理能力,消息转换能力以及数据交换能力。需要建立和完善统一的综合技术平台体系,涵盖数据采集,存储,共享,交互和展现能力。目前,园区内生产业务、管理业务和非航空业务等都存在不同的技术标准,没有建立标准的统一编程模型,系统尚存在功能单一,开放性与扩展性较弱的特点。这种信息化条块分割建设会带来以下问题:

  越来越多的新业务要依赖独立的IT信息化系统,服务器的增加同时带来对IT环境的要求:机房空间、电源供应容量、UPS不间断电源容量、电力消耗、IT管理难度等一系列IT扩张带来的压力。

  业务部门对IT要求越来越高,不同业务部门要求不一,如何做到定制化的资源分配和IT供给将是更大的挑战。

  IT部门的响应效率方面,现有服务器平台上线一套新的服务器至少需要数天时间,且资源管理分配不灵活。

  业务连续性、安全性因素,业务连续性和故障快速还原目前是无法做到的,通常还原一个故障的应用服务器或崩溃的操作系统将会花费数小时或一天时间来进行,严重影响IT灵活性和安全性。

  各业务间信息的不通,难以进行大数据的整合和挖掘,实现更多的经济价值。

  以上因素将会大大制约机场园区IT信息化的发展,针对以上问题,结合IT中心情况需提供有针对性方案优化并加以实施灵活的IT架构、最具性价比的投资回报方案、最安全/可靠的业务平台、效率最高的管理方式,建设云数据中心便成为了最佳选择。

三、浪潮国际机场云计算解决方案

 

  园区内分散着航空、物流、酒店、商业等不同业务单位,如何既满足各单位的业务需求,同时实现业务上的大贯通是决策者需要考虑的。数据中心是园区业务系统承载者,传统的数据中心面临着技术架构、资源共享、能源消耗等问题,云计算带来了许多技术变革,通过建设新型机场园区数据中心,结合现有技术优势和业务特点,从系统资源利用、容灾备份、绿色节能等多方面综合考虑,满足未来园区内业务发展战略要求。

  机场园区IT基础设施建设

  对于园区基础IT系统建设,主要包含计算、存储和网络三大部分:

  计算资源建设:

  按照实际园区业务情况,采用“关键应用系统”+“X86虚拟化资源池”+“融合架构服务器”解决方案。在数据中心规划时,建议根据业务的特点对IT资源划分为核心生产区和非核心业务区。

  1、关键应用系统的安全呵护

  机场园区日均有数万计的旅客吞吐率,一旦某个系统环节出现问题将导致整个业务处理流程的中断,生产运营、离港值机、安检管理、财务结算等核心业务的运行一刻也离不开IT系统支撑,作为核心生产区,采用浪潮天梭K1系统,构建高可靠、高性能、高可用、高效率的IT资源,整个系统可用性达到99.9994%,充分保证业务安全可靠。

  核心业务服务器能力估算方法:

  以年吞吐量7000万日次机场为例,离港系统数据库服务器计算能力估算如下:

  计算公式:TPC-C值 = ((TASK x 90%)/T) x S x F/C

  TASK:典型工作日平均业务交易总量,指的是应用系统需要处理的用户业务请求的总和。

  TASK x 90%:假设典型工作日90%的业务交易集中在高峰时段。

  TASK x 90% / T: 即应用系统峰值每分钟处理的业务交易数。

  T:应用系统典型工作日业务交易峰值(完成80%交易)持续时间,以分钟为单位。

  S:实际业务交易操作相对于标准TPC-C测试基准环境交易的复杂程度比例。

  F:系统未来的业务交易量发展冗余预留,需要根据应用系统情况估算。

  C:服务器CPU利用率估算值。实际应用经验表明,服务器的CPU利用率高于80%则表明CPU的利用率过高会产生系统瓶颈,而利用率处于75%时,是处于利用率最佳状态。

  计算过程:7000万人次年吞吐量,平均每天19万人次办理业务,按照平均每个用户涉及五次查询、五次修改和五次保存操作,那么平均每个用户执行的事务数为15次

  则高峰时间段每分钟需要处理事务数=19,0000x(5+5+5)x90%/60 = 42750

  事务复杂度按照15计算,系统未来一段时间后预留量:预留量为200%。

  将以上各参数值代入公式,计算出TPC-C值。

  TPC-C值=42750* 15 * 200% / 75% = 1710000

  推荐配置:浪潮K1 950系列关键应用主机,8颗Itanium 9500系列CPU,64C,512GB内存,满足机场年吞吐量7000万的离港系统数据库系统建设需要。

  若机场为年吞吐量在800万的小型机场,则离港系统数据库系统建设需要达到20万TPC-C值,推荐采用浪潮K1 930系列关键应用主机,4颗Itanium 9300系列CPU,16C,128GB内存。

  2、X86虚拟化资源池最佳实践

  通过浪潮TS860高端八路服务器构建弹性可扩展的浪潮虚拟化云资源池,实现机场园区业务系统高可用、按需划拨资源。通过对中心IT资源的实时监测和管理,实现资源的充分利用和调配,达到绿色节能,降低整体TCO。

  3、融合架构的创新应用

  对于部分计算密集型或IO密集型应用,建议仍采用传统 “一台服务器对应一个应用程序”的建设方式,同时考虑机房部署密度要求,可采用浪潮Smart Rack融合架构解决方案,单机柜可部署32节点双路服务器,机柜内节点采用集中供电和散热,电源数量减少到传统服务器的十分之一,风扇数量减少50%以上,部署密度提高13.8%,功耗降低12%,相同规模TCO降低15%。

  存储资源建设

  1、核心数据的存储保护

  采用浪潮AS1100H、AS510H等企业级磁盘阵列,配置多个控制器、大缓存、不同规格硬盘,以高性能、高容量、灵活配置能力适应业务的需求,并灵活采用各种先进的存储技术,保障数据的安全性、可靠性。

  2、原有存储的利旧和升级

  对于园区机房内原有规格较低的存储,可通过浪潮AS8000-M1存储虚拟化技术,实现对原有存储的接管并进行扩容,同时可实现存储分层、数据精简、备份迁移等高级功能。

  通过浪潮存储双活解决方案,实现数据的容灾备份,满足业务连续性要求。

  网络系统建设

  园区网络架构可分为核心骨干网、广域网、业务接入层、业务汇聚层和业务核心层。对于人流活动较聚集区,实现无线网络覆盖,提供乘客的乘机体验。根据不同地域或应用开划分不同的物理子网或逻辑子网。

  机场园区云管理平台建设

  在机场数据中心日常管理中,IT基础设施的运维成本占到了总成本的绝大部分,造成了大量资金的浪费。目前机场数据中心或机房中的服务器、存储设备、网络设施等的使用存在诸多问题:业务部门或其他单位向机场IT部门申请分配IT基础设施时,一般需要经过复杂的审批流程,耗费时间长,造成了大量资源的闲置和浪费;已经使用完的硬件资源无法做到及时归还和重新分配,业务灵活性和自主性不足;缺少全面有效的监控管理功能,不能根据CPU利用率、内存使用率等性能指标对物理资源进行有效的自动化管理调控。

  对于机场园区内部信息化而言,运维难度和运维成本一直是CIO多关心的问题,通过建设高效的浪潮云资源管理平台软件,能够有效降低IT基础设施中服务器、存储设备、网络设施的运维成本。

  1、IT资源管理的好帮手

  通过浪潮云资源管理平台,使用资源时将不再受限于具体的物理设备的使用情况,可直接通过Web门户对已经池化的各种计算、网络、存储等虚拟资源进行申请、管理、分配和回收操作,增强了业务自主性和灵活性,提高了机场园区工作效率和资源的整体利用率,节约了大量资源空闲时的运维成本。

  2、科学降低运维成本

  浪潮云资源管理平台具有多维度、高效的监控管理功能,可以实现对服务器、存储设备、网络设施等运行状态的实时监控与远程自动化管理,能够减少人力成本,降低设备能耗,达到降低机场园区运维成本的目的。

  3、快速提高综合竞争力

  机场园区的数据安全是机场的基石和核心竞争力,通过浪潮云资源管理平台的易用性,可快速提升IT运维人员的综合实力,可降低用户对于外部软件厂商的技术依赖性,尽可能的规避运维过程中的风险。

  机场园区数据中心升级改造

  传统建设机房、建设数据中心的过程当中往往会有几个误区,第一个,往往功耗问题是不被着重关注的,但是若达到一个十万台规模级的数据中心,每年的电量消耗可达到几千万;第二个,在传统建设机房的过程当中往往采取分步建设方式,整个的机房建设一次定型、一次投资、一次到位,在未来IT需求不断增长的时候,采取逐个机柜、逐个机房的方式去扩展。但是,随着业务的发展传统的建设方式势必会造成一些问题,比如说现在机房有200平方米有2个机柜,当业务在快速增长的时候,可能需要添置机柜设备、UPS,整体机房的散热、制冷是否需要扩容,非计划宕机的时间长短。如果说业务的增长量不是很多的话,这种传统的建设方式是非常合适的,一次到位一次成型,减少了后期的投资浪费。如果说,我们的业务是一种快速的部署,而且每年都有极大的增长量,采用这种传统的建设遍显得捉襟见肘。如果机场园区业务每年增长速度高于10%甚至20%的话,采用模块化数据中心的建设方式,将减轻整体业务的压力。

  浪潮模块化数据中心是为了应对云计算、虚拟化、集中化、高密化等服务器的变化,为了提高数据中心的运营效率,降低能耗,为了实现快速扩容及互不影响,因此,对其空调系统及UPS系统、机柜系统、监控系统必然带来了更高的要求,包括空调的精确制冷、动态制冷、高效制冷的革新,UPS低负载下高效率、可模块化扩容、小型化支持单独模块等需求的创新,机柜的尺寸、承重的优化及通孔率的提升,监控的智能化及小型化、区域化可扩容等需求,基于以上因素,浪潮模块化数据中心采用完全不同于传统方案的理念去设计,可帮助机场数据中心实现快速部署、灵活扩展、高可用和降低成本。

  大数据技术带来的机场变革

  随着互联网的不断发展,大数据正在成为一股热潮,同时催生了数量众多的行业应用,例如通过大数据分析企业税收情况从而帮助企业合理发展,并帮助国家追查偷税漏税。通过大数据分析车辆套牌,追查违法行为,维护社会治安。大数据正改变着我们的生活。大数据具备典型的特征属性,一是数据量到达一定级别,二是在通过对数据的筛选、清洗和处理可为人们带来更高价值的信息。大数据时代,面临的挑战主要是,各式各样的杂乱数据,海量的数据和沉睡的数据。机场园区每天数万人次的出行产生了大量数据,面对这些杂乱的数据,我们需要提供大数据治理服务,海量的数据需要大数据计算服务,沉睡的数据则需要大数据开放服务,浪潮云海大数据开放平台可实现这三种服务的需要,可实现PB级数据的关联和TB级数据的秒级查询。

  随着互联网、电子商务、物联网的快度发展,催生了航空业大数据发展,通过大数据技术构建智慧机场,实现园区数据增值,提升机场运行效率,为旅客提供高品质服务。

  1、利用大数据技术加强服务能力

  在机场公共满意度方面,飞机延误一直以来是降低旅客体验的最大问题,除包括导致飞机延误的原因有天气、飞机晚点、航空管制、突发意外等不可抗因素,同时还包括对于飞机相关的维修加油、机务人员状态、行李管理等人为因素。通过多个因素的时时数据采集和分析,预测飞机的晚点概率,通过优化和调整航班,对各个环节实现科学管理,提高机场效率和旅客满意度。

  通过对旅客历史出行内容的分析,及时推荐优惠线路和目的地天气、交通、餐饮、住宿等情况,打造个性化出行体验。

  2、利用大数据技术实现风险预警

  机场在节假日往往会遇到出行高峰,对于机场的运行能力提出了挑战。通过数据来对旅客的出行时间、目的地、返回时间等内容进行分析,实现工作人员、飞机等精准调度,对拥挤的机场高效梳理。

  通过计算模型推测不同的天气条件下,各种机型着落的安全度,结合飞行员飞行习惯和飞行事故原因,当超过模型警戒值时紧急预警,为保障民航的持续安全提供可靠的“大数据”支撑。

  通过采用浪潮云海大数据解决方案,帮助客户构建Share Nothing分布式处理架构,可随客户数据和业务的增长而不断灵活扩展,保证良好的线性度,可以从10个节点动态扩展到四千节点,从根本上解决传统架构在性能、扩展性方面存在的难题。通过专业人员对整体性融合式调优,实现包括存储单元方面、计算单元方面和通信单元方面的优化,同时实现包含自适应调度算法、低消耗锁算法、热点数据感知的负载均衡算法等算法层面的优化。多层次整合优化保障性能卓越,有效实现海量数据的存储、分析挖掘需求。

  机场云数据中心设备配置

项目

部署方式

设备选择

备注

核心数据库

(离港值机系统

航班信息系统

财务结算系统

ERP系统等)

物理资源池

双机高可用

4-8台浪潮K1950:

单台最大支持32颗CPU,256核心,4TB内存,最大提供8个物理分区,浪潮K-UX UNIX操作系统

根据业务系统数据库建立不同独立物理分区

应用系统

(航班信息显示系统、行李分拣系统、公共广播系统、安防监控系统办公、邮件、门户网站等)

虚拟资源池

10台浪潮TS860+4台浪潮NF8460M3:

单台TS860 最大支持8颗Intel Xeon E7-8800 v2 CPU,120核心,12TB内存

单台NF8460M3最大支持4颗Intel Xeon E7-4800 v2 CPU,60核心,2TB内存

根据业务级别建立不同等级计算资源池

物理资源池

4台浪潮SmartRack

单台满配最多32个节点,每节点最大支持2颗E5-2600 v2系列CPU,256GB内存,双千兆网卡或双万兆网络

部署IO、计算密集型等应用

存储系统

存储资源池

8-16台浪潮AS1100光纤存储:

16Gb 双控光纤存储,支持IB、SAS、万兆主机接口,支持PB级容量,支持镜像、快照、卷复制、自动精简、SSD缓存加速等功能

核心数据库存储、虚拟化存储

4套备份软件、4台物理磁带库或虚拟带库、备份一体机等

实现本地容灾备份

2台浪潮AS8000-M3

最大支持8个节点扩展,每个节点24GB缓存,最大支持32PB容量,支持在线数据迁移、存储高可用、自动精简配置、数据实时压缩、存储虚拟化、自动分层、卷复制、快照等功能

实现两地存储双活

云平台系统

物理或虚拟

浪潮云海OS管理平台:

支持对数据中心各类异构硬件设备及软件资源的统一管理

网络系统

物理

核心交换机、路由器、VPN、汇聚交换机、防火墙等

  浪潮解决方案优势及客户价值

  1、机场园区业务增长的核动力

  浪潮帮助机场园区打造云数据中心能够轻松应对各单位对业务系统提出的建设需求,做到快速响应、快速部署,部署更新工作时间由原来数天或数星期缩短为只需几分钟即可完成。如果总资源池中的硬件计算资源告急,只需要添加相应的物理服务器,简单的将新购的服务器部署到资源池集群中,云平台会根据整体资源池的动态资源平衡来自动分配新增加的计算资源给应用程序,提供源源不断的核动力。构建大数据平台,帮助机场实现旅客满意度的提升、加强机场安全和经济收益。

  2、合理优化IT管理架构

  通过浪潮云管理平台可实现多级用户管理体系,通过不同权限划分,实现机场园区数据中心资源的多层次化管理和高效利用。通过统一的管理平台,来进行对平台中运行的各个单位设立不同权限的管理账号,根据工作需要设置不同的管理权限,可对自身实用的资源进行管理。并可通过其管理日志追溯操作过程。还可以通过在平台上安装第三方安全软件的方式,一次性解决平台内所有计算单元的病毒防护、木马查杀、补丁升级等工作。

  3、安全可靠的云数据中心

  通过浪潮自主研发的国产云数据中心操作系统,加强了云数据中心WEB安全、虚拟化安全、数据安全、访问控制、安全审计等方面的安全控制,可帮助机场园区构建安全可控的云数据中心。

  4、机场园区信息化的强有力后盾

  浪潮是中国领先的云计算整体解决方案供应商和云服务商,具备IaaS、PaaS、SaaS三个层面的整体解决方案服务能力,凭借浪潮高端服务器、海量存储、云操作系统、信息安全技术可为机场园区打造领先的信息化解决方案。

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