從大型機到小型機時代，再到今天的云時代，作為中國鐵路信息技術中心技術支持部部長的高明星，其職業(yè)生涯完整地見證了不同階段的IT技術變革。能夠一直站在技術發(fā)展最前沿的人應該是幸福的，我想這也是高明星今天仍能飽含激情工作的動力。

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中國鐵路信息技術中心技術支持部部長 高明星

需求和趨勢的***交匯點

鐵路業(yè)務高速發(fā)展這是有目共睹的，去年我國的鐵路運營里程超過12萬公里，排世界第二，其中高鐵運營1.9萬公里，排世界***。在鐵路業(yè)務高速發(fā)展的同時，鐵路的IT架構如果只是采用小型機+集中存儲、刀片和虛擬化加集中存儲這種傳統(tǒng)的架構，再疊加傳統(tǒng)煙囪式、孤島式的信息系統(tǒng)建設模式，鐵路信息化仍將會延續(xù)建設周期長、維護成本高、利用率低等問題的惡性循環(huán)。

已經(jīng)完成了政轉企的中國鐵路總公司，目標就是要向世界***的現(xiàn)代物流企業(yè)轉型。同時，以12306、95306為代表的客貨運服務以及經(jīng)營開發(fā)等新型業(yè)務需要的是互聯(lián)網(wǎng)架構的支持。需要IT基礎架構有彈性可伸縮、可擴展、IT系統(tǒng)部署和響應快、存儲擴容快還有保證IO性能等等不同特性，這些需求傳統(tǒng)IT架構很難滿足。

云計算[注]，這是必須要選擇的道路。在多方調研后，OpenStack作為鐵路行業(yè)內被認可的新一代數(shù)據(jù)中心IT基礎架構被正式采用。

“對于開源的技術，我們其實在2008已經(jīng)開始嘗試，并且有了一些積累。OpenStack經(jīng)過了四五年的快速發(fā)展開始走向成熟，開源技術發(fā)展的趨勢已經(jīng)比較明朗了。從最初對云、開放系統(tǒng)存在懷疑，到慢慢認為可用，到現(xiàn)在我們已經(jīng)開始用，這是一個逐漸轉變的過程。使用開源架構一是我們自身轉型的需要，也是IT發(fā)展的趨勢，我們正好走到了一個正確的交匯點。”高明星在記者的采訪中如此談到。

中國鐵路總公司從2014年開始做新一代鐵路信息化總體規(guī)劃，經(jīng)過三年的時間，已經(jīng)制定了詳細的信息化規(guī)劃來支撐總公司的轉型發(fā)展。要建設世界***的現(xiàn)代物流企業(yè)，這里面有太多的工作要做。

“隨著新版信息化總體規(guī)劃的發(fā)布實施，這么多的需求，IT系統(tǒng)如何能跟得上?一方面是客運，另一方面是貨運，還有經(jīng)營開發(fā)、建設管理、戰(zhàn)略決策等。僅客運去年一年的運輸量高達27億，貨運去年26億噸，平均每天700多萬噸，預計今年客運會有10%的增長，這都需要強大的計算能力和高效的技術支撐。過去的運輸主要是站到站，現(xiàn)在用戶的需求是門到門，我們現(xiàn)在缺的是兩端的服務，所以物流平臺要把兩端的用戶需求整合起來，給用戶提供更便捷的服務。”高明星清晰地解讀各業(yè)務具體需求。

聯(lián)合開發(fā)繞開那些“坑”

總公司的要求可以說是明確的，那么作為研發(fā)實施方，北京中鐵信科技有限公司(以下簡稱北京中鐵信)需要考慮如何設計與之匹配的信息系統(tǒng)。

該公司技術總監(jiān)李廣謙談到：“我們不僅要完成鐵路主業(yè)方面對信息系統(tǒng)的要求，更重要的是讓鐵路主業(yè)在轉型的過程中，信息化能起到積極主動的作用，這是系統(tǒng)規(guī)劃的前提條件。因此，我們需要明確地分析問題的痛點在哪兒并去解決它。”

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北京中鐵信科技有限公司技術總監(jiān) 李廣謙

從2014年開始，北京中鐵信承接了信息中心的“鐵信云”項目，確定了從傳統(tǒng)架構向云計算架構轉變的方向。

李廣謙作為北京中鐵信的技術總監(jiān)，這些年來一直保持著對云計算技術的關注和研究，這其中就包括OpenStack。“我們走得非常小心，做OpenStack的公司不乏諸如IBM、紅帽等這樣的國際大公司，也出現(xiàn)了眾多本土創(chuàng)業(yè)型公司，但我們并不清楚他們之間產(chǎn)品的差異。所以我們花了大量的時間約談這些公司，經(jīng)過一圈調研之后，我們也發(fā)現(xiàn)每家的技術側重點是不同的，它與我們的需求有一個***的矛盾點，就是這些公司更追求技術的創(chuàng)新點或者技術的前沿性，我們需要的是系統(tǒng)的絕對穩(wěn)定性和易用性，我們希望能把復雜的技術做到最簡單。”

另外，在功能需求上，北京中鐵信發(fā)現(xiàn)并沒有一家公司的產(chǎn)品能夠滿足其全部的需求，如果要滿足需求，涉及到二次開發(fā)的工作量也相當大。

第三，因為OpenStack基于開源的架構，每家公司在OpenStack代碼開發(fā)方面的水平并沒有比北京中鐵信領先太多，而且在李廣謙看來，這個差距北京中鐵信是可以追得上的。但是李廣謙發(fā)現(xiàn)，如果完全自研，同樣會存在一些問題，比如對北京中鐵信而言，在OpenStack某些技術方面相對薄弱。此時的李廣謙想到了聯(lián)合開發(fā)模式，那就是借助市場上的先進力量，再結合自身對鐵路系統(tǒng)的了解，匯集雙方的優(yōu)勢一起做技術研發(fā)。這樣做的好處是既保證了是自主研發(fā)，雙方共享研發(fā)結果和知識產(chǎn)權，又能揚長避短。最終北京中鐵信選擇了北京云途騰科技有限責任公司來共同完成鐵信云的開發(fā)和實施。

三大難題迎刃而解

鐵信云，就是中國鐵路信息技術中心、北京中鐵信、北京云途騰、英特爾公司秉著開源合作的精神將開源云平臺的思考與落地有機融合。它以原生的OpenStack作為基石，結合OpenStack組件之上再以“穩(wěn)定性、可靠性、易用性、安全性”四個標準進行相關組件開發(fā)和加固，同時聯(lián)結合作伙伴形成完善的鐵路集成解決方案。

那么，這個聯(lián)合開發(fā)方案是否能滿足用戶的需求，著手點在哪里?北京云途騰科技有限責任公司COO吳凱在采訪中也總結了鐵信云重點解決的原生OpenStack的三大問題。

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北京云途騰科技有限責任公司COO吳凱

首先在可靠性方面，大家都知道，開放架構有它的優(yōu)勢和劣勢，劣勢恰恰是在穩(wěn)定和可靠性方面，尤其對于中國鐵路信息技術中心來說，它真正要用開放架構去支撐生產(chǎn)的系統(tǒng)。為此雙方的技術團隊主要去攻克的難關在于，怎么把OpenStack開源“大帳篷”架構下的模塊的不穩(wěn)定性，以及松耦合性做結實。

云途騰與中鐵信花了大量的時間，實現(xiàn)了系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性的大幅提升。鐵信云在規(guī)劃之初就同步規(guī)劃了云平臺的運維監(jiān)控系統(tǒng)(OMS)，云途騰在里面貢獻了MagicStack模塊。北京中鐵信研發(fā)團隊將大數(shù)據(jù)[注]的底層架構引入到OMS，通過監(jiān)控、日志分析對IT系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，結合大數(shù)據(jù)技術進行預測分析、告警，結合MagicStack做自動化的聯(lián)動，這是一整套系統(tǒng)。目前雙方也在考慮將這套系統(tǒng)貢獻給OpenStack社區(qū)。

第二是解決OpenStack大規(guī)模實施的問題。中國鐵路信息技術中心***期實施的項目，大概有600臺計算節(jié)點的物理服務器，117臺節(jié)點的存儲服務，再加控制等其它節(jié)點，將近800臺。CPU 15740核，內存216 T(+微信關注網(wǎng)絡世界)，SAS 1.6P，SATA 2.9P，SSD 192T，網(wǎng)卡將近2000個萬兆網(wǎng)卡，并且還要考慮到后期工程中更大規(guī)模的物理機加入進來。在這個規(guī)模之下，要解決開放系統(tǒng)上的技術難題，在這方面云途騰向國內甚至國際上OpenStack部署實施方法方面也做了很多研究、學習和貢獻。

聯(lián)合研發(fā)團隊用了近2個月時間做了一個非常完整的測試，甚至開到了10萬臺虛機的規(guī)模，在上面運行了各種OLTP、OLAP等應用，同時還做了計算環(huán)境下消息隊列處理能力的性能測試、計算節(jié)點的高可用性測試等，在存儲環(huán)境下做了Ceph集群的IOPS、吞吐處理能力的極限測試和穩(wěn)定性測試等。能夠在這800臺物理機上測試成功，也讓合作三方對這個平臺的穩(wěn)定可靠性都有了信心。而聯(lián)合研發(fā)團隊在大規(guī)模驗證過程中，也積累了大量的寶貴經(jīng)驗

第三個問題是解決了與老舊和傳統(tǒng)系統(tǒng)的對接問題。將過去老舊和傳統(tǒng)的系統(tǒng)資源做對接，也是為了以后各種系統(tǒng)能夠統(tǒng)一納管。這些傳統(tǒng)系統(tǒng)對接包括VMware的支持與納管，傳統(tǒng)集中式存儲的支持與納管，以及Power小型機的支持和納管等。

開源需要最前沿的技術支持

在OpenStack開源的云計算架構上，大多使用的是KVM的虛擬化技術，而KVM對CPU芯片指令集的這些特性應用較多，而英特爾在這方面的技術領先性是毋庸置疑的，英特爾也一直是推動OpenStack發(fā)展的中堅力量。

在中國鐵路信息技術中心上云的過程中，除了在CPU指令集方面的技術支持，英特爾也在不斷把他們的***的前沿技術應用到鐵信云的規(guī)劃上，比如提高網(wǎng)卡性能、存儲優(yōu)化、軟件研發(fā)的方向等方面。

“以點帶面，是英特爾一貫的商業(yè)模式。從中國鐵路信息技術中心應用的鐵信云來看，它會輻射到全國的鐵路行業(yè)，這也是英特爾在行業(yè)內扶持OpenStack的一個模式。”英特爾中國云計算戰(zhàn)略總監(jiān)陳緒博士談到。

我們知道如今英特爾在很多領域都有新的突破，比如軟件定義存儲[注]、軟件定義網(wǎng)絡[注](NFV[注])等?，F(xiàn)在以Ceph為代表的存儲架構已經(jīng)獲得了OpenStack整個社區(qū)的認可，更是獲得了國內諸多央企的實際使用。底層技術的研發(fā)，特別是硬件的適配和對未來架構的支持，這也是英特爾團隊研發(fā)的重點。

英特爾在開放系統(tǒng)中投入了眾多前沿技術和資源，這些研究成果也越來越多的被諸如云途騰這樣的OpenStack創(chuàng)業(yè)公司或前沿型的技術公司所采用。

比如在鐵信云運維管理方面，有一個很重要的IPMI監(jiān)控功能。三年前云途騰就與英特爾合作，利用IPMI使提升運維的效能和性能，如今這個監(jiān)控功能就在鐵信云的實踐中采用。

同樣，應用在鐵信云上的英特爾的最前沿的技術還包括DPDK，這是英特爾提供的軟件包，在軟件定義網(wǎng)絡(SDN[注])里面用的比較多;除此之外還比如SPDK，在軟件定義存儲方面能夠極大提升吞吐能力。

正如文中李廣謙所說，開源架構有利就有弊，而像北京中鐵信和云途騰這樣的本土企業(yè)的空間，就在于趨利去“弊”，和提供更適應本土的軟環(huán)境。

無論是從技術層面、市場容量還是客戶認知方面，OpenStack無疑在中國企業(yè)級市場迎來了它的黃金時代。