某大型基础信息系统建设项目设计方案

第5章本期工程设计方案

5.6.数据处理和存储系统设计

本小节内容为分为三个局部：数据处理系统设计、存储系统设计、虚拟化平台设计。

内容包括设计概述、设备技术要求及数量。

5.6.1.数据处理系统设计

.数据处理系统设计概述

本系统计算能力包括数据库效劳器和应用效劳器二类。数据库效劳器包括核心数据库

效劳器、交换数据库效劳器、共享效劳数据库效劳器和前置数据库效劳需等。应用效劳器

包括数据处理区、共享效劳区、公共效劳区、数据管理区和前置区、福建试点等分区的应

用效劳器，根据人口数据库系统的业务特点和性能要求，除了数据核心区的应用为小机外,

全部部署虚拟化应用效劳器来支持大规模的数据处理、查询、计算、分析等业务。

数据处理系统拓扑结构：

效劳器架构依据应用体系架构、业务流程和系统平安体系架构设计。硬件支撑平台按

区域划分主要包括以下几个同部：

数据核心区：配置两台小型机，每台小型机划分为两个分区，通过集群数据库软件构

建两套双机集群环境，分别支持人口根底信息库和人口业务信息库。两台小型机通过SAN

光纤交换机连接磁盘阵列，组建SAN光纤存储网，虚拟磁带库及物理磁带库接入SAN,通

过备份效劳器实现对数据高速备份。

数据处理区：包括共享效劳和预处理两个功能区域。配置2个虚拟化架构效劳器，用

于报表和数据统计分析等功能。预处理数据库效劳港配置8台虚拟化效劳器并通过集群数

据库软件构建两套双机集群环境，分别处理、存储人口根底信息镜像库和各部委人口业务

信息镜像库，通过SAN光纤交换机连接磁盘阵列。配置18台虚拟化效劳器，提供数据预处

理应用效劳，2台效劳器做HA高可用性冗余。

共享效劳区：配置6台虚拟化效劳器，其中2台提供共享效劳WEB访问、2台共享效

劳WEB应用处理、2台用作共享效劳内容管理数据库效劳器，共享效劳应用效劳器配置32

个虚拟化效劳器，对外提供给用层效劳与处理，配置1台虚拟化效劳器，部署消息中间件,

2台效劳器做HA高可用性冗余。

公共效劳区：公共效劳器向银行、公众等用户提供公共效劳。具体效劳器配置按照实

际业务及访问量进行配置。方案配置：公共效劳门户EEB效劳器2台虚拟化效劳器，公共

效劳门户应用效劳器2台虚拟化效劳器，公共效劳门户数据库效劳器4台虚拟化效劳器，

统计分析效劳器2台虚拟化效劳器，公共效劳应用效劳器16台虚拟化效劳器，2台HA高

可用性冗余。

数据管理区：配置4台虚拟化效劳落，用于平安和网络管理；配置四台虚拟化效劳器,

用于运维管理，包括对主机、数据库、中间件、数据和事件等管理。配置3台虚拟化效劳

器，实现对核心区与预处理区的环境模拟，同时配置5台虚拟化效劳器，实现对各个流程

和软件等进行相关测试，2台虚拟化管理效劳器，2台效劳器做HA高可用性冗余。

前置区：6个共建单位，每单位配置3台虚拟化效劳器集群做数据库效劳器，一台磁

盘阵列，1台虚拟化消息效劳器，1台虚拟化代理效劳器，1台虚拟化数据共享效劳器，2

台效劳器做HA高可用性冗余。

福建试点：数据库效劳器3台虚拟化效劳器，应用效劳器3台虚拟化效劳器，虚拟化

管理、HA高可用性冗余2台效劳器。

根据效劳器架构设计，本工程需要配置不同类型和不配置参数的效劳器和存储设备,

设备数量及部署位置如下表所示：

序号虚拟化效劳器名称功能、用途数量功能区

1核心数据库效劳器国家人口根底信息库核心数据库效劳器2数据核心区

2备份效劳器备份核心数据1数据核心区

3预处理数据库效劳器处理和存储各个共建单位业务汇总数据2数据处理区

提供数据的传输、提取、加载、反响、清

4预处理应用效劳器18数据处理区

洗、校核等应用

提供数据查询、比对、根底叠加、数据核

5共享效劳应用效劳器32共享效劳区

查等应用效劳。

共享效劳区、公

6统计分析效劳器提供报表、统计分析等4

共效劳区

序号虚拟化效劳器名称功能、用途数量功能区

共享效劳门户WEB效

7提供各部委共享效劳WEB访问2共享效劳区

劳器

共享效劳门户应用效

8提供共享效劳WEB查询等应用效劳2共享效劳区

劳器

共享效劳门户数据库

9提供共享效劳内容发布、管理等2共享效劳区

效劳器

共建单位数据共享效部署数据共享效劳

101共享效劳区

劳器（每共建单位1台）

公共效劳门户WEB效

11提供银行、公众等公共效劳WEB访问2公共效劳区

劳器

公共效劳门户应用效

12提供公共效劳WEB查询等应用效劳2公共效劳区

劳器

公共效劳门户数据库

13提供公共效劳内容发布、管理等4公共效劳区

效劳器

提供数据查询、比对、数据核杳等应用效

14公共效劳应用效劳器2公共效劳区

劳。

15消息效劳器部署消息中间件1共享效劳区

16平安管理效劳器用于平安和网络管理4数据管理区

17运维管理效劳器用于系统运维4数据管理区

18软件测试效劳器测试流程和软件1数据管理区

19软件测试效劳器测试流程和软件5数据管理区

共建单位数据库效劳处理、存储各个共建单位提供的业务数据

2012前置区

器（每共建单位2台）

部署消息中间件

21共建单位消息效劳器6前置区

（每共建单位1台）

部署代理效劳

22共建单位应用效劳器6前置区

（每共建单位1台）

数据库效劳器3台虚拟化效劳器,应用效

23福建试点效劳器劳器3台虚拟化效劳器，虚拟化管理、8福建试点

HA高可用性冗余2台效劳器。

序号虚拟化效劳器名称功能、用途数量功能区

数据处理区、数

据管理区、公共

24HA高可用性冗余每个功能分区2台，数据核心区除外8

效劳区、数据共

享区。

.数据库效劳器性能分析及设计

.L设计概述

本工程系统设计数据库涉及五个区域：数据核心区、数据处理区、共享效劳区、共建

单位前置区、福建试点区。采用小机、刀片效劳器搭建虚拟化平台来处理大规模的数据处

理、查询、分析等效劳。

.2.设备技术要求及配置数量

A技术要求：

,数据核心区小型机业务需求分析

本系统数据库效劳器硬件采用小型机作为支撑平台。由于各个厂家对小型机系统的设

计理念是不一致的，这导致小型机效劳器不能象PC效劳器一样，不同厂商的指标具有趋

同性，各个厂商的小型机的架构、CPU技术、可扩展性等都是不一致的。因此，如果仅仅

根据CPU个数对小型机进行具体性能的比拟是相当困难的，也是不合理的。因此，第三方

组织对不同厂家不同型号的小型机进行了比照测试，在同样的测试环境和标准下，考核小

型机的实际能力，给出相应的得分值。根据分值的比拟，我们可以很容易的对小型机性能

得到直观的数据分析，并尽可能的对小型机选型得到科学、公正的结论。在此，使用国际

上最通用TPC-C值作为评测指标。

业务处理量需求分析如下表所示:

每笔业务峰并发业务

序号业务类业务量小计(TPC-C)说明

TPC-C值(TPC-C)

1,976,

1初始信息加载197617.131011,976,171.301

171.30

2数据维护3893.47202155,738.89

3部门信息定期344乙44.44511,722,1,877,961.112+3

覆盖维护222.22

部门信息批量1,589,

4317916.2551

比对581.25

5部门基准叠加12024.38102240,487.501,830,068.754+5

6核查效劳业务32857.71152985,731.25

7部门其他业务3^72.221002694,444.441,226,218.756+7

业务处理量需求分析

根据各种业务发生的时间和工作的特点，批量业务不需要考虑峰值变化，数据维护和

效劳业务需要考虑峰值变化，应予以峰值加倍计算。根据上表测算结果，得出：

1.系统并发处理能力：每秒处理的数据维护业务量26,000；每秒处理的联机效劳业

务量21,100；每秒处理的批量比对、业务量26,000。

2.数据加载能力：考虑照片因素，以户籍信息加载计算，到达每小时150GB的数据量。

3.信息资源使用效率：每天不低于5000万次访问。

4.响应时间：对于确切条件的查询，响应时间不超过3秒。

5.数据交换能力：根据信息流量预测，每秒交换数据量不低于40MB。

6.数据备份：全备份在48小时内完成，增量备份在12小时内完成。

系统的效劳响应速度：在精确条件下进行查询比对的响应时间不超过3秒。

/核心数据库效劳器处理能力推算

根据各种业务发生的时间和工作的特点，将业务史理量需求分析中的效劳分为1、2+

3、4+5、6+7四组，批量业务不需要考虑峰值变化，数据维护和效劳业务需要考虑峰值变

化，应予以峰值加倍计算。四组业务处理需要的TPC-C值分别为：1,976,17k1,877,

961、1,830,069、1,226,218。其中1、2+3是信息加载业务,为数据加载业务配置独

立的效劳器进行加载处理；4+5为6项根底信息提供的基准效劳，6+7为实有人口管理提供

的扩展效劳，分别提供配置独立的效劳器进行效劳处理。

4+5提供的基准效劳，以业务最大TPC-C值1,830,069为基准数值来选择面向政府

部门用户的数据库效劳器。同上，按照上述相同计算方式，要求数据库效劳器单机TPC-C

值为2,033,410tpmCo

6十7提供的基准效劳，以业务最大TPC-C值1,226,218为基准数值来选择面向政府

部门用户的数据库效劳器。同上，按照上述相同计算方式，要求数据库效劳器单机TPC-C

值为1,362,465tpmCo

因此要求数据库效劳器单机TPC-C值为2,033,410+1,362,465=3,395,875tpmC。

/预处理数据库效劳器处理能力推算

预处理数据库效劳器负责处理各共建部委的业务数据汇总和加载工作，从业务分类上

看，需要非常强大的数据交换能力和高10带宽，具体业务包括部门信息定期覆盖和数据维

护。

因此，以数据加载业务最大TPC-C值1,976,171为基准数值来选择面向政府部门用

户的数据加载效劳器。由于计算机长时间工作在80%以上负荷的情况下，可能将造成系统

资源的互锁，降低运行效率，严重的还可能引起系统的崩溃。因此，业务量消耗最大TPC-C

值占用计算机计算能力的60%是一个比拟好的设定,应按照TPC-C值1,976,171/60%二3,

293,619的处理能力来选择数据加载集群。由于双机并行处理一般只能够发挥1.5倍的单

机处理能力，因此要求数据加载效劳器单机TPC-C值为3,293,619/1.5=2,195,746tpmCo

/前置数据库效劳器处理能力推算

前置数据库效劳器是放置在共建单位端，以公安部为例，其他单位系统依照此设计推

算。前置数据库从业务分析包括初始信息传输、提取、加载等功能。根据需求，前置数据

库效劳器综合业务量为1781.25,每笔业务复杂度S=15,峰值裕度F=2,可得数据维护所

需处理能力tpmC=32437.5笔/分钟。所以，我们运用性能评估公式推算目前前置数据库效

劳器的需求为701,412tpmC,由于双机并行处理一般只能够发挥1.5倍的单机处理能力，

因此要求前置系统数据库效劳器单机TPC-C值大于于80万的tpmC性能指标。

工配置数量

下表对数据库效劳器配置、性能、扩展性、功耗等方面进行了说明。

,核心数据库效劳器

核心数据库配置说明：

工程说明

2台，单台32c以上；256GB内存;8块300GBSAS硬盘；10/100/1000Base-T

配置

网卡x8；HBA卡x8；UNIX操作系统；2个分区

性能TPC-C值：大于300万tpmC

内存最大可扩展到2TB内存：配置12个PCI插槽，最大可扩展到200个PCI

扩展性

插槽

工程说明

到达99.999%的可靠性。设备标配冗余部件。设备可自动检测关键部件，以确

高可靠性

保系统稳定运行。

可以在线不宕机调整分区，在线添加热插拔设备，在线升级微码，在线添加10

高可用性

扩展设备

设备可自动检测自身状态，可以主动将故障通知给运维人员，而且经常不要求

可效劳性（客户）进行干预.极大地减少了故障诊断时间，降低了人工本钱，并限制了效

劳中断的出现。

工作电压220-240V单相AC

满配最大总功

耗（最大:功率，最大功耗不超过6000W

单位：瓦特）

满配最大重量最大重量不超过300kg

工作温度5-35度

工作湿度8%-80%

/预处理数据库效劳器

预处理效劳器配置说明：采用虚拟化效劳器集群

工程说明

8台效劳器组成集群。4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz8核，512GB

配置

内存

性能TPC-C值：大于230万tpmC

到达99.99%的可靠性。设备标配冗余部件。设备可自动检测关键部件，确保系

高可靠性

统稳定运行。

可以在线不宕机调整分区，在线添加热插拔设备，在线升级微码，在线添加IO

高可用性

扩展设备

设备可自动检测自身状态，可以主动将故障通知给运维人员，而且经常不要求（客

可效劳性户）进行干预。极大地减少了故障诊断时间，降低了人工本钱，并限制了效劳中

断的出现。

,预处理数据库效劳器

预处理效劳器配置说明：采用虚拟化效劳器集群

工程说明

8台效劳器组成集群。4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz8核，512GB

配置

内存

性能TPC-C值：大于230万tpmC

到达99.99%的可靠性。设备标配冗余部件。设备可自动检测关键部件，确保系

高可靠性

统稳定运行。

可以在线不宕机调整分区，在线添加热插拔设备，在线升级微码，在线添加IO

高可用性

扩展设备

设备可自动检测自身状态，可以主动将故障通知给运维人员，而且经常不要求（客

可效劳性

户）进行干预。极大地减少了故障诊断时间，降低了人工本钱，并限制了效劳中

工程_____________说明

一断的出现。

,共享效劳区数据库效劳器（4台）、公共效劳区数据库效劳器（4台）

前置数据库效劳器配置说明：采用虚拟化效劳器集群

工程说明

4台效劳器组成集群。4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz8核，512GB

配置

内存。

性能TPC-C值：大于80tpmC

到达99.99%的可靠性。设备标配冗余部件。设备可自动检测关键部件，以确保

高可靠性

系统稳定运行。

可以在线不宕机调整分区，在线添加热插拔设备，在线升级微码，在线添加IO

高可用性

扩展设备

设备可自动检测自身状态，可以主动将故障通知给运维人员，而且经常不要求（客

可效劳性户）进行干预。极大地减少了故障诊断时间，降低了人工本钱，并限制了效劳中

断的出现。

,前置数据库效劳器（6个共18台）、福建试点数据库效劳器（3台）

前置数据库效劳器配置说明：采用虚拟化效劳器集群

工程说明

3台效劳器组成集群。4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz8核，512GB

配置

内存。

性能TPC-C值：大于80万tpmC

到达99.99%的可靠性。设备标配冗余部件。设备可自动检测关键部件，以确保

高可靠性

系统稳定运行。

可以在线不宕机调整分区，在线添加热插拔设备，在线升级微码，在线添加IO

高可用性

扩展设备

设备可自动检测自身状态，可以主动将故隙通知给运维人员，而且经常不要求（客

可效劳性户）进行干预。极大地减少了故障诊断时间，降低了人工本钱，并限制了效劳中

断的出现。

.应用效劳器性能分析及设计

5.6.L3.1.设计概述

本工程系统设计数据库涉及五个区域：数据处理区、共享效劳区、公共效劳区、管理

效劳区、共建单位前置区及福建试点。采用刀片效劳器建设虚拟化计算平台，为其应用系

统提供高可靠性的效劳。

以业务需求分析中的应用处理业务量和信息量做为主要设计依据:

应用相关处理能力:

每秒处理的数据维护业务量26,000；

每秒处理的批量比对业务量26,000；

每秒处理的联机效劳业务量21,100。

信息资源使用效率：每天不低于5000万次访问；

响应时间：对于确切条件的杳询，响应时间不超过3秒；

数据交换能力：根据信息流量预测，每秒交换数据量不低于40MB。

5.6.L3.2.设备技术要求及配置数量

1数据处理区应用效劳器设计及配置数量

数据处理区按业务功能划分两个逻辑区域，共享效劳和预处理。

1.共享效劳主要提供信息查询、基准叠加、应用校核、信息比对、统计分析等应用效

劳。

2.预处理主要提供数据的传输、提取、加载、反响、清洗、校核和历史数据管理等功

能。

/共享效劳应用效劳器：

1）性能分析

根据应用系统需求和业务量分析（统计分析功能除外）每秒处理的数据维护业务量26,

000；每秒处理的批量比对业务量26,000；每秒处理的联机效劳业务量21,100。，响应

时间不超过3秒，计算所需线程数大约7600个。一般一个JAVA虚拟机可以支撑80-150线

程，按平均120计算，以上业务共需64个JVMo通常一个JVM对应一台1路3—6核心效

劳器能提供比拟好的访问速度和吞吐能力，同时考虑计算机本身的资源消耗3%,按每台效

劳器配置2路6核心CPU计算，那么以上效劳处理需要32台效劳器承当。

JVM对内存的使用是基于操作系统的，通常windows中JVM最大可分配1.7GB内存,

AIX中JVM最大可分配3.5GB内存,LINUX中JVM最大可分配2GB内存，本次配置LINUX

系统平台。同时，按CPU核数、内存1：2方式配置，每台刀片效劳器24Gb以上内存。

2）配置描述

采用刀片效劳器作为解决方案。配置4个刀箱，每刀箱配置8台刀片，共32台效劳器

来满足共享效劳应用处理。刀片机箱同时配置双光纤交换机、双网络交换机、双电源，实

现网络冗余的同时保证系统高可用性。刀片效劳器根据应用和业务性能需要实现负载均衡,

所有的节点都处于活动状态，自动分摊系统的工作负载，保证应用系统高可用状态。

共享区效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

采用32台虚拟化效劳器，每效劳器配置2WiIntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（32台）

2.13GHz8核，128GB内存。

统计分析效劳港配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置4台虚拟化效劳器，每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理据2.13GHz

虚拟化效劳器（4台）

8核，128GB内存。。

/预处理应用效劳器:

1）性能分析

根据应用系统需求和业务量分析，数据交换能力根据信息流量预测，每秒交换数据量

不低于40MB。这主要由预处理数据库完成，但应用层提供更多的效劳线程那么减小数据在

提交过程中的等待时间与结果反响，按4000线程数计算，每个JVM120个线程，以上业务

共需36个JVMo通常一个JVM对应一台1路3-6核心效劳器能提供比拟好的访问速度和

吞吐能力，同时考虑计算机本身的资源消耗3乐按每台效劳器配置2路6核心CPU计算，

那么以上效劳需要18台虚拟化效劳器承当，CPU核数与内存同样按1:2配置。

2）配置描述

采用刀片效劳器作为解决方案。配置2个刀箱，每刀箱配置9台刀片，共18台效劳器

来满足应用数据处理刀片机箱同时配置双光纤交换机接入SAN网络，双网络交换机、双

电源，实现网络冗余的同时保证系统高可用性。刀片效劳器根据应用和业务性能需要实现

负载均衡，所有的节点都处于活动状态，自动分摊系统的工作负载，保证应用系统高可用

状态。

预处理效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置18台虚拟化效劳器。每效劳器配置2颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（18台）

2.13GHz8核，64GB内存

消息中间件效劳器：

消息中间件效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置2台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz

虚拟化效劳器（2台）

8核，128GB内存。

,共享效劳门户效劳器设计

1）性能分析

共享效劳门户主要负责前端访问线程的HTTP请求，提供数据查询效劳和目录效劳等。

通常对于WEB应用，每台效劳相每核心CPU10至20个线程将会提供最正确吞吐量。线

程数可看做为并发访问的用户数，即一颗8核CPU处理的并发用户数为120左右，根据需

求分析门户的访问的并发量约为178,共需要近16颗8核CPU,每台效劳器配置4颗物理

CW,那么需要4台PC效劳器保证前端用户顺畅访问和WEB应用处理。

2）配置描述

共享效劳WEB访问效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置2台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（2台）

2.13GHz8核，64GB内存。

共享效劳WEB应用效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置2台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（2台）

2.13GHz8核，64GB内存。

共享效劳门户内容管理数据库效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置2台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz

虚拟化效劳器（4台）

8核，128GB内存。

,数据管理区效劳器配置

1）运维管理效劳器配置描述:

运维管理效劳器主要负责数据监控、审计、调试等运行维护，包括用于对主机、数据

库、中间件、数据和事件管理等。

管理区效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置4台虚拟化效劳器.每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（4台）

2.13GHz8核，64GB内存。

2）平安、网络管理效劳器配置描述：主要负责对网络和平安支撑平台提供管理和维护。

平安、管理效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置4台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（4台）

2.13GHz8核，24GB内存。

3）测试效劳器配置描述:

测试效劳器主要模拟各个逻辑区域功能，实现综合业务、软件等测试。通过虚拟化技

术模拟核心区与预处理区的业务流程。

测试效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置3台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（3台）

2.13GHz8核，128GB内存。

效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置5台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（5台）

2.13GHz8核，64GB内存。

/备份效劳器配置

备份效劳器配置表：

工程说明

配置1台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器（1台）

2.13GHz8核，64GB内存。

,前置区共建单位效劳器配置

前置区效劳器配置表:

工程说明

配置8台虚拟化效劳器。每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器

虚拟化效劳器(8台)

2.13GHz8核，128GB内存。

.数据处理负载均衡分析及设计

.L设计概述

负载均衡设备为其应用提供负载负担、应用交付等功能，数据处理系统平台设备应当

实用、先进、可靠、高效、易用、平安、可扩展，能满足大量数据业务效劳及用户访问的

要求。效劳器是提供网络、数据效劳的核心部件，需要提供7X24不间断的访问效劳，因

而对效劳器选择就显得尤为重要。它们必须具有强大的处理能力、快速的磁盘访问和高可

靠性、高可用性的特点；同时效劳器的体系结构应符合开放的标准，具有扩充的余地，最

大范围地支持业界各种优秀的操作系统和效劳软件，充分满足持续快速的业务开展需要。

效劳器设备应具有高扩展性，当业务量增加或增加新业务时，效劳器能以增加节点、处理

器、内存等方式提供更高的性能来满足新的需求，并应能支持CPU板的升级和节点的平滑

扩充“效劳器的设计处理能力要求满足所有相关应用和规模的需求，并应考虑全部系统的

开销及应用切换时性能余量，且必须考虑性能冗余。

同时，在国家人口根底信息库系统这样一个多效劳器、多任务应用环境和多层次异构

的网络效劳器平台中，由于系统访问和数据请求频繁，对效劳器的处理速度将会造成很大

压力，用户的响应时间延长，从而会造成系统整体性能的降低。对于关键设备，一旦出现

单点故障，要保证整个平台仍能正常运行。因此，为确保网络效劳器平台的高性能，需要

从网络效劳器平台的管理和效劳功能上综合考虑RAS特性，即：

＞高可靠性(ReliabiMy)：每个效劳器都可以长时间无故障运行；

＞高可用性(Availability)：良好的冗余与容错设计，确保单点故障不影响系统运行；

＞高可维护性(Serviceab血y)：出现故障时能够在不影响系统运行情况下迅速排除。

.2.设备技术要求及数量

A技术要求:

/由于网络的数据流量多集中在中心效劳器一端，现在所说的负载均衡，指的是对访问

效劳器的负载进行均衡〔或者说分担）措施。负载均衡，从结构上分为本地负载均衡

和地域负载均衡（全局负载均衡），是指对本地的效劳器集群做负载均衡。

/效劳器群中每个效劳结点运行一个所需效劳器程序的独立拷贝，如Web、FTP、Telnet

或E-mail效劳器程序。对于某些效劳（如运行在Web效劳器上的那些效劳）而言，程

序的一个拷贝运行在群集内所有的主机上，而网络负载均衡那么将工作负载在这些主

机问进行分配。对于其他效劳，只有一台主机处理工作负载，针对这些效劳，网络负

载均衡允许网络通讯量流到一个主机上，并在该主机发生故障时将通讯量移至其他主

机。

/本次负载均衡设备布置位置在数据共享域及数据史理域，根据防火墙出口网络吞吐量

为20Gbps为依据，减去数据库镜像等数据流量，应用访问量所需的负载均衡设备总网

络吞吐量为12Gbpso

工配置数量：

序号部署位置部署方式台数备注

1数据处理域HA双机模式26Gbps

2数据共享域HA双机模式26Gbps

3共计4台

.WEB应用效劳器性能分析及设计

5.6.1.5.L系统概述

本工程系统设计WEB效劳器涉及二个区域：共享效劳区、公共效劳区。采用刀片效

劳器建设虚拟化计算平台，为其web应用系统提供高性能、高可靠性的效劳。中间件系统

是用于开发、集成、部署和管理大型分布式Web应用、网络应用和数据库应用的Java应

用效劳器。消息中间件效劳器是随需应变的电子商务时代的最主要的软件平台，部署和整

合新一代的简单的网页内容发布到企业级事务处理的商业应用，含有Jsp和Servlet容器，也

就可以做web容器,也包含EJB容器，是完整的J2EE应用效劳器。

.2.设备技术要求及数量

工技术要求:

,外部访问接入到负载均衡业务版，然后指向web效劳器;

/效劳器采用虚拟化效劳器组成集群，提供HA高可靠性；

A配置数量：

共享效劳区效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置2台虚拟化效劳器,每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz

虚拟化效劳器（2台）

8核，64GB内存。。

公共效劳区效劳器配置表：采用虚拟化效劳器

工程说明

配置.2台虚拟化效劳器，每效劳器配置4颗IntelXeonE7-4830处理器2.13GHz

虚拟化效劳器（2台）

8核，64GB内存。。

5.6.2.存储系统设计

.设计概述

存储系统是建立在SAN存储区域网的根底上，采用FC接口的高性能磁盘系统，通过

FC与SAN交换机相连，从而和SAN存储系统组成一个完整的集中的存储系统。数据库效劳

器通过SAN光纤交换机与磁盘阵列使用光纤线连接，共亨使用磁盘陶列，在节约本钱的同

时，提供了快速、可靠的存储功能。

光纤磁盘阵列可灵活地与效劳器群构成光纤存储局域网，同时加快了存储响应速度和

提升了效劳器的性能和速度，并且有如下特点：

数据库系统和其他效劳器群均可通过光纤存储设备访问局域网的光纤磁盘阵列，存储

实现了对多种操作系统的跨平台支持。

存储专用网络与系统的主干网别离，存储和备份进程不占用主T网资源，整个网络系

统性能和效率提高。

光纤存储设备的模式支持针对应用效劳器访问量或数据存储量根据需求的动态扩展，

可按需单独线性增加1、2、3……台效劳器或存储阵列即可。在存储需求增加时，即可线

性单独增加存储阵列扩容，扩容本钱低。

可轻松实现对多效劳器集群模式的支持。

可通过添加光纤存储设备存储网关设备，实现的相应功能，轻松实现与其他网络的存

储共享。

存储系统架构设计如以下图所示：

存储系统架构设计示意图

5.622.设备技术要求及数量

.1.存储设备技术要求

根据需求分析，国家人口根底信息库本期规划信息量为73.575TB,磁盘系统的物理容

量为126TBo存储系统配置方案如下：

/核心磁盘阵列

性能要求

联机事务处理性能到达4900000IOPS

高速缓存＞=128GB

物理容量为＞=236TB

功能要求

支持硬盘加密功能

支持存储自动分级功能，监控数据吞吐量，活动数据自动写入高速磁盘，非活动数据

自动写入低速磁盘，从而优化当前工作负载需求。

/加载、反响磁盘阵列

性能要求

联机事务处理性能到达90000010PS

高速缓存＞=16GB

物理容量为〉T11TB

功能要求

支持虚拟化功能，可虚拟化外接磁盘阵列，实现存储

支持存储自动分级功能，监控数据吞吐量，活动数据自动写入高速磁盘，非活动数据自动

写入低速磁盘，从而优化当前工作负载需求。

.2.设备数量

名称数量部署位置

核心磁盘阵列1台数据核心区：126TB

业务处理磁盘阵列1台数据处理区：117TB

测试磁盘阵列1台数据管理区：24.6TB

共享效劳门户磁盘阵列1台共享效劳区：126TB

数据核心区2台，数据处理区2台，共享效劳区

SAN交换机9台

2台，公共效劳区2台，数据管理区】台。

共建单位前置磁盘阵列6台共建单位：19.2TB

SAN交换机12台每个单位2台

5.6.3.虚拟化平台设计

.设计概述

由于业务系统的要求，目前数据中心越来越多地采用X86效劳器，无论是系统扩展性

还是系统可靠性都需要通过效劳器虚拟化技术进行增强。

上业务现状：目前数据中心X86平台的业务效劳器包括：

/根底效劳器：如DHCP、DNS等，管理用户、域和域名解析等

/数据库效劳器，数据存储和分析、中间件效劳器

/WEB及应用效劳器

/防病毒效劳器，防病毒软件的部署和管理

/代理效劳器，管理用户上网的过滤

/身份认证效劳器，身份认证的管理

4收益分析：通过效劳器虚拟化技术构筑新一代动态数据中心，可以给企业带来的直

接收益包括：

/减少硬件投资：由于效劳器虚拟化使得多操作系统可以共用硬件，直接导致效劳器

数量大大减少，虚拟化前后的效劳器数量比照保守估计为8:1,可以大大节省购置

效劳器的投入；其次由于存储的共享性提高，对存储设备的投资也大大节省；再加

上效劳器和存储减少带来的机房空间的节省、网络设备简化等等，可以看到效劳器

虚拟化直接给硬件投资带来了比拟大的节省。

,降低运行本钱：硬件的减少降低了硬件的维护和效劳费用，并且带来了运营费用的

降低，包括：机柜空间、电力消耗、制冷费用等等。

/简化数据中心管理、提高响应能力：数据中心的管理从原来的纵向分割式的多线管

理变成了横向统一管理，硬件人员专注于总体计算负载能力，软件人员专注于业务

逻辑效劳器，效劳器的使用和分配更加方便；采用动态数据中心技术后，为逻辑效

劳器分配计算能力的工作可以自动化完成，大大提高了企业数据中心的响应能力。

/提高业务连续性和灾备能力：采用效劳器虚拟化技术可以大大提高效劳器的业务连

续性和灾难备份能力，企业不用再因为效劳器维护而终止业务运行，所有的效劳器

之间都具备了在线备份能力；数据集中管理更加平安，异地灾备也变得更加实时和

方便。

/业务顶峰虚拟化平台支撑能力：采用效劳器虚拟化计算可以在业务顶峰时段运用其

他区域的计算资源为其顶峰区域提供计算效劳，提供业务支撑能力。

总的来看，虚拟化技术使得企业对资源的利用更加高效，管理手段更加灵活，数据中

心更加智能和强壮，为企业降低了总拥有本钱，带来了投资收益最大化。

5・6.3.2.虚拟化建设规划

整个建设方案围绕着虚拟化效劳的生命周期，从效劳的策略、效劳的设计、效劳的供

给到效劳的运维这四个方面，以业务要求为出发点，以效劳为导向，建立按需提供满足效

劳水平要求的高可用性、高扩展性、高灵活度和管理简化的虚拟化技术架构，并以如何规

划、管理和运行有效的高质量的企业虚拟化体系为目标，建立虚拟化效劳的管理和运维机

制。虚拟化建设方法论如以下图所示：

整个虚拟化建设分为虚拟化效劳策略制定、虚拟化效劳设计、虚拟化效劳部署和虚拟

化效劳运维四个阶段，从虚义化的业务目标策略驱动、组织协同、自动的虚拟化管理流程、

虚拟化软件、虚拟化根底设施和人员技能六个层面同步展开：

1）制定虚拟化效劳策略

•虚拟化效劳策略的发现

■根据业务开展对IT的要求，制定满足业务和IT开展要求的虚拟化开展策略性

目标

■梳理现有IT运维管理流程

■梳理现有根底架构和软硬件环境，确定可进行虚拟化的潜在资产和对象

•虚拟化效劳策略分析

■对虚拟化可实现的业务和IT开展策略目标的适用性进行分析评估，确定虚拟

化效劳的策略目标

■映射虚拟化的效劳策略目标，对与虚拟化相关的各组织、.业务单元的组织协同

能力和现状进行分析，确定部门协同的成熟度并进行差距分析

■映射虚拟化的效劳策略FI标，对当前运维和资源管理流程进行评估

■映射虚拟化的效劳策略目标，对当前的软硬件环境和根底设施进行评估，确定

虚拟化对软硬件环境和根底设施的需求，并进行本钱和投资回报分析

■映射虚拟化的效劳策略目标，对岗位职能配置和人员的技能进行差距分析

■根据以上分析结果，确定虚拟化效劳的整体策略目标，策略远景和实现规划及

演进路线

2)虚拟化效劳设计

•根据确定的虚拟化效劳规划策略，进行虚拟化效劳的详细设计，主要设计内容包括:

■满足业务效劳水平要求的(SLA)虚拟化效劳目录和参考架构

■制定与虚拟化相关的各组织、业务单元的组织协同和运行策略

■根据运维和资源管理流程分析结果，参照ITIL最正确实践和虚拟化最正确实

践，设计和优化虚拟化运维管理和资源管理流程

■根据软硬件环境和根底设施评估分析结果，确定技术选型方案，并针对确定的

技术选型方案进行详细的技术架构设计

■制定支撑虚拟化运维管理和效劳交付的人员职业开展方案，对不同角色岗位和

职能人员的培训和技能培养方案

•根据虚拟化效劳详细设计建立测试环境，进行原型测试，包括：

■确定可虚拟化试点的'业务范围和IT范围

■根据虚拟化技术架构、运行管理架构、组织架构和效劳交付和管理架构的详细

设计进行测试，并根据测试中发现的问题完善和优化详细设计方案

■对支撑虚拟化运维管理和效劳交付的人员进行与其职能相对应的培训

3）虚拟化效劳的部署

•将经过测试的虚拟化技术架构发布到生产环境

•根据虚拟化规划策略，实现业务备选对象的P2V迁移

•按照效劳水平协议，参照虚拟化效劳目录和参考架构，面向客户交付和管理虚拟化

效劳

4）虚拟化效劳的运行和维护

•建立虚拟化效劳和资源管理的日常运行操作制度和流程，完善各种虚拟化运行手册

和知识库

•基于整个IT运维管理框架，对虚拟化技术架构进行运行监控管理的统一集成，平

安管理的统一集成以及虚拟化资源的申请、供给及回收利用的整个生命周期管理

•基于运维管理流程的统一运行维护管理

在本次工程中，将以虚拟化建设的方法论为参照，结合国家人口数据库的具体业务要

求和虚拟化建设目标，以如下的过程在如下方面展开虚拟化建设：

5・6・3.3.虚拟化设计方案

.1.虚拟化体系架构

根据现有效劳器使用情况的分析，针对国家人口信息库的业务环境，建议以下效劳器

从物理机迁移到虚拟机环境的效劳器，根据四个平安域划分出来四个资源池，另外包括福

建试点和六个试点单位域列表如下；

•数据处理域资源池

主虚拟

物理虚拟每虚

机虚拟机应用内存机存共享存

物理主机型号机个机个机CPU网卡

序名称类型容量储容储容量

数数颗数

号量

DELLPowerEdge预处预处双口8Gb共享虚

1M910刀片效劳9理应18理应224300HBA,4口拟化存

器用效用IGbE储剩余

劳器空间

共享虚

DELLPowerEdge消息双口8Gb

消息拟化存

2M910刀片效劳2效劳24128600IIBA,4口

效劳储剩余

器器IGbE

空间

预处

共享:虚

DELLPowerEdge理数数据双口8Gb

拟化存

3M910刀片效劳8据库8库效4128600HBA,4口