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中国铁路总公司云转型水到渠成,背后有哪两大因素?

中国铁路总公司(以下简称“铁总”)成立于2013年3月14日,以铁路客货运输服务为主业,同时开展多元化经营。2016年铁总完成货物运输26亿吨,平均每天约700多万吨;完成旅客运输27亿人次,平均每天约758万人,预计2017年客运增幅将达10%。

铁总的前身是原铁道部,在转企之后提出了建设世界一流的现代物流企业的目标。

除了加强客货运业务之外,铁总正在加强物流基地和物流系统平台建设,把传统站到站方式的运输业务与用户门到门的需求整合起来,为用户提供更便捷的服务。

此外,在转型过程中,铁总还依托自身资源和优势开展了大量的延伸服务。例如,铁总以前从未在互联网上发布过广告,如今却在研究广告如何精准投放的问题。

又如,12306互联网售票系统作为一个非常典型的互联网应用,如何更加合理地进行系统建设,是一个需要持续优化解决的问题。面对日均750万人次的客运量以及高峰时一天1200多万人客运量的需求挑战,若从信息系统工程设计之初,就按峰值需求配备所有设备资源,虽然能够支持高峰的时候用户需求,但在需求低谷期间IT投资就会形成巨大的浪费。

铁总积极响应国家的战略,一直在积极采用互联网、移动互联、云计算、大数据以及北斗卫星等新技术进行业务创新和应用创新,以有效支撑企业转型发展。

“但是,由于过去我们的技术能力储备不够,对新型互联网应用和云计算等新技术缺乏掌控能力,只能跟别人合作、学习,交了不少学费。”中国铁路信息技术中心技术支持部部长高明星告诉DOIT记者:“现在必须转变思路,技术转型离不开大量新技术的应用,对这些新技术,我们必须加强自主掌控和支持的能力。”

中国铁路信息技术中心技术支持部部长高明星

中国铁路信息技术中心负责铁总本级数据中心IT基础设施的建设和管理,以及铁路信息系统的研发集成和运维等相关工作;高明星自参加工作以来就一直在这个单位,在过去的二十多年,他见证了单位的名称从原铁道部电子计算技术中心到原铁道部信息技术中心,再到中国铁路信息技术中心的两次变迁;见证了核心信息处理系统从IBM的大型主机(Mainframe)到开放架构的小型机,再到x86架构的系统平台两次变迁,技术支持业务也从传统的操作系统、数据库、中间件等转向到增加对x86云平台技术支持的变迁。这其中最重要的变迁之一就是“铁信云”项目的建设。

“铁信云”云管平台,是中国铁路信息技术中心基于开放架构OpenStack的开源云计算解决方案,是中国铁路在IT建设方面拥抱数字化变革的重量级基础设施代表技术之一。

“铁信云”云管平台由中国铁路信息技术中心组织建设和运维,通过下属的北京中铁信科技有限公司,与北京云途腾科技有限公司组成联合研发团队,为铁信云提供技术支持;英特尔则为最终用户和合作伙伴提供各种类型的技术支持。

为什么要从传统架构向云计算架构转变?

铁总是如何走到云计算这条道路上的?

“这个问题有两个方面因素,一是铁总信息化建设的内在需求,二是业界信息技术发展的趋势。两个因素汇聚到一个焦点,成为中国铁路信息技术中心的选择。”高明星说。

谈到铁总的云转型之路,就不得不聊聊当时原铁道部信息化建设的历程。

高明星回忆说,他1993年刚参加工作就使用大型主机,在10多年的应用过程中,对大型主机产生深厚而复杂的感情,可以用“爱恨交加”来形容——恨的是大型主机相当昂贵,成本在那个年代差不多是整体IT投入的50%至60%,且操作系统基本上完全封闭;爱的是主机系统确实非常可靠、安全和稳定。

随着开放式架构小型机地不断发展,自上世纪90年中后期开始,当时的铁道部电子计算技术中心陆续引入了一些小型机系统。

2008年前后,大型主机面临更新换代。是沿着原来的大型主机路线(这是主机供应商的建议),还是选择新的突破方式?

当时的铁道部信息技术中心内部为此论证了大约两年左右,到2009年确定了加大开放力度,放弃大型主机转而走小型机的路线。这对原铁道部而言算得上是一次技术变革。

高明星清楚地记得大型主机正式退役的那一天是2012年12月12日。

选用小型机初期,成本的确比较合理。但随着信息化规模越来越大,小型机数量越来越多,CPU到了64核甚至128核规模的时候,总体拥有成本又居高不下,而且运维复杂。目前在铁总本级十几亿元的IT资产中,中高端小型机在数量上仍有已一定的规模,但x86架构的服务器在数量上已占绝对优势,基本上是一种混合式资产。

中国铁路信息技术中心面临新的挑战。

实际上,从2008年左右开始,Linux操作系统等开源类技术已经在传统企业开始得到逐步认可和初步应用,原铁道部信息技术中心也开始进行尝试,并且有了一些积累。随着云计算技术发展,OpenStack也逐渐走向成熟,其技术发展趋势也越来越明朗;中国铁路信息技术中心对云、对开源系统的态度,从心存疑虑到逐渐认可,到现在大胆实践,开始了一个新的转变过程。

“在我看来,这些转变看起来是那么地顺其自然、水到渠成——铁总信息化建设的内在需求与IT发展的趋势,让我们正好走到了这个交汇点。”高明星说。

2014年底中国铁路信息技术中心决定研发基于OpenStack的开源云计算解决方案产品,2015年底“铁信云”云管平台V1.0应运而生。

合作伙伴各显神通,四方牵手服务铁路信息化建设

北京中铁信科技有限公司技术总监李广谦从参加工作开始就与高明星一起工作,负责网络和系统的运维。2011年调到北京中铁信(隶属于中国铁路信息技术中心下属的中铁信息工程集团的北方区),探索技术转型之路。从2014年开始尝试通过开源技术推进“铁信云”项目,三年来已经实现了对信息中心部分业务需求的支持。

北京中铁信科技有限公司技术总监李广谦

李广谦表示,接手铁信云项目后,中铁信最初试图通过代理购买产品,采取二次开发和集成方式,并为此投入大量的时间,先后从技术和商务层面对市场上众多的国内外OpenStack创业与传统公司进行了考察。

通过考察发现,在技术层面上,不同公司的侧重点各不相同,但与企业建设私有云最大矛盾点却是惊人的一致——他们追求技术的创新点或前瞻性,而企业追求的是系统的绝对稳定性和易用性;在功能需求上,并没有哪一家产品能够满足全部的需求,要满足这一条,二次开发的工作量难以想象。

“中铁信一直在跟踪云计算技术。我们发现每家公司对OpenStack代码的研究程度并不比我们走的多远。我们完全可以追得上的。”李广谦说。

最终,中铁信决定走自主研发的路线。

(1)牵手云途腾尝试联合研发模式

自主研发的路上也是困难重重。

为了克服技术、人员方面的不足,中铁信决定选择联合的开发模式,借助市场上创业公司的先进力量,结合自身对铁路系统的熟悉和理解,整合双方的优势,完全自主研发,双方共享研发成果和知识产权。

这个理念得到了云途腾的认同,双方一拍即合,签订了战略合作的协议。

北京云途腾科技有限责任公司面向企业级客户,在基础设施、IaaS、PaaS等层面为企业提供云平台服务。云途腾COO吴凯在过去20年间为大型企业客户提供服务,过去几年联手英特尔致力于推动开源体系在国内企业客户的使用,为企业向云方向转型积累了丰富的经验。

北京云途腾科技有限责任公司COO吴凯

“这次为了支撑铁信云项目,我们创新地跟北京中铁信采取了联合研发的模式。透过北京中铁信,我们更清楚地理解铁总整体的背景和需求。”吴凯说,“技术层面,我们为铁信云项目总结出三大特点。”

一是对系统的稳定性、可靠性要求非常高。与很多金融行业开发测试类的项目不同,铁信云项目应用于货真价实的生产系统,云途腾与北京中铁信花了大量的时间进行测试、验证,确保了系统的稳定性和可靠性,真正支撑一个严苛需求的业务系统。

二是对系统的性能和可扩展性要求非常高。铁总信息系统的总体规模比较大,因此需要解决开放系统上很多的性能和可扩展性方面的技术难题,在这方面结合云途腾自身实践和国内外OpenStack部署等经验,在铁信云一期项目近800台物理服务器上实现了超10万台虚机的大规模测试验证部署,并顺利通过了压力测试。今年5月份在波士顿全球OpenStack峰会上,云途腾将这个大规模部署的经验向世界其他同行进行了分享。此外,铁信云一期在项目实施时,当所有准备工作就绪、真正部署OpenStack产品,采用了自动化部署方式,近800多个节点仅用了7个小时就顺利完成。

三是要求系统具有良好的适应性和兼容性。目前铁总的IT基础设施中包含了很多过去既有的、传统的系统,需要云平台能够提供接口与这些资源进行对接,这也是今后各种系统资源能够统一纳管必须的需求。在这方面云途腾与北京中铁信也做了大量的工作,通过整合既有和传统的系统资源,提高了系统的可管理性。

“这次创新的模式进行了一次成功实践,加速推动了开放架构在企业大规模实践中采用的进程。”吴凯说。

“经过多年的积淀,云途腾确实具备了丰富的经验。从现在看,当时我们选择他们作为合作伙伴还是很正确的。”高明星说,在测试过程中遇到了前所未有的产品和部署难题,但所有问题都在测试期内顺利得到了解决。

(2)英特尔,从现在到未来的陪伴式技术支持

在转向x86架构的过程中,合作三方都发现离不开英特尔这一个重要的角色。例如OpenStack采用的是KVM虚拟化技术,而KVM技术对CPU芯片指令集等特性应用比较多,英特尔作为芯片供应商提供了很多支持。在提高网卡的功能特性,软件研发的方向等方面,英特尔也提供了大量的技术支持,高明星相信,英特尔对于下一代存储、数据中心建设以及NFV/SDN等前沿技术领域还将会提供大量的支持。

另外,铁总本级数据中心机房的可用空间早在2014年就已十分紧张,目前正在规划建设一个新的数据中心。根据铁总信息化总体规划,新数据中心将主要承载铁总本级的信息系统,包括运输生产、经营开发、资源管理、建设管理、综合协同和战略决策等应用系统。

英特尔中国云计算战略总监陈绪博士负责开源云的战略规划工作。最近三年以来,中国的云计算发展日新月异,让他非常高兴。他更加高兴的是有机会与云途腾、北京中铁信、中国铁路总公司共同经历一次愉快的合作过程并品味其中的成功。

英特尔中国云计算战略总监陈绪博士

一个庞大的转型项目,一次堪称完美的合作

据悉目前北京中铁信与云途腾联合研发的铁信云云管平台产品已经发布到2.2.2版本。根据铁信云一期项目的工程设计规划,拟向新建的云平台迁移既有应用和部署新应用,包括客运、货运、机务、调度、公共基础平台共五大类十几个应用系统,经过前期持续努力,目前整体应用迁移和部署工作已基本按计划完成。

以在铁信云平台上部署的公共基础平台的机车远程监测与诊断系统(CMD)为例,后者目前已实时采集并掌握了全路4000台机车的位置与运行状态,并通过无线和北斗实现调度、实时故障报警和远程诊断等多种功能。

铁总是云转型中一个最有挑战性、代表性的巨型企业,也是IT技术发展和应用的一个缩影。

展望铁信云的未来

未来,中国铁路信息技术中心应用的铁信云将会辐射到全国铁路行业。在此过程中,中国铁路信息技术中心一方面将强化目前运维团队的技术能力,另一方面也将着力培养更多相关人才来支持运维等方面的工作,从而为支撑铁总的数字化转型以及下一轮的信息化建设打好基础。

 

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