云计算系统可以被看做是一个大型的计算系统，与传统的PC计算具有类似的层次，从下到上都必须包括计算资源、操作系统、中间件、应用软件等层次。
其中操作系统承担着计算系统管理的重要角色，主要需要完成五个方面的管理任务，包括进程与处理机资源管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理等。云计算操作系统为云计算数据中心的“管理者”，也需要完成类似的任务。然而，云计算是一场IT交付模式的变革，在优化了资源配置的同时，也对IT环境的管理提出了新的挑战，这些挑战可以从操作系统需要完成的管理任务的角度来看：
资源组织：如何管理物理资源和虚拟资源共存的环境?异构的设备如何管理?
任务管理：如何根据应用的需求实现动态伸缩?
存储管理：如何应对海量非结构化数据的挑战?
多租户架构如何保证数据安全?如何实现低碳节能的目标?……
这一系列的问题如噩梦般困扰着云计算数据中心的管理者，作为云计算数据中心的管理者，云计算OS应该如何应对这些挑战，最终完成系统管理的光荣使命。
针对云计算数据中心管理的这些挑战，浪潮将于5月31日推出一款面向云计算数据中心的操作系统——“浪潮云海OS”。云海OS是实现数据中心资源融合、智能调性、弹性伸缩的大型系统软件;整合了海量的异构资源，可提供按需的资源服务，智能的资源调度，不间断的资源进化，灵活的资源管理，支撑多层次多类型的云计算服务;云海OS是云数据中心的中枢系统，与浪潮大服务器、海量存储、集装箱数据中心，共同构筑了浪潮云海in-cloud云计算基础架构平台。
本文将从云计算数据中心管理面临的六大挑战出发，结合云海OS的功能特点，具体阐述“浪潮云海OS”将如何帮助企业用户解决云计算数据中心管理的难题。
挑战一：如何对物理资源和虚拟资源共存的环境进行统一的管理?
与传统的操作系统类似，云操作系统需要对计算资源的进行组织，并提供给上层的数据库和中间件来使用。然而，由于云计算的系统中，物理资源和虚拟资源是同时存在的，因此云计算操作系统需要对物理资源和虚拟化的资源进行统一地组织。如何超越物理和虚拟环境，对物理资源和虚拟化共存的环境进行统一的管理?这是云计算数据中心管理的一大难题，同时，虚拟化技术的多元化，让IT资源的管理更为棘手。
针对IT环境中虚拟机部署增多且日趋多元化的情况，一些虚拟化厂商率先推出了专用的虚拟化资源管理工具。然而这些解决方案往往具有一定的封闭性，只够管理某些特定的虚拟资源。
浪潮“云海OS”通过整体的视角，对计算(包括物理计算资源和虚拟计算资源)、存储、网络三类资源进行资源群组化分级的层级管理，并以资源池化的形式进行输出，对外技工资源统一获取接口。
并且，“云海OS”采用了Linux+Xen的架构实现了多元虚拟资源的管理。OS节点机的程序用C语言写成，管理机的程序用Java写成，如生成虚拟机，虚拟机监控器是基于开源程序在XEN开源平台上写成;虚拟机兼容Linux、Windows操作系统、一般主流中间件、数据库。
挑战二：异构的设备如何统一管理?
在完成云计算数据中心的资源组织任务时，除了虚拟化和物理机带来的挑战之外，如何对异构的基础设备进行统一管理也是一个很重要的课题。
在一个企业的数据中心里面，通常会有不同品牌的设备(包括服务器、存储、网络设备)，并且各家的服务器有自己的管理系统，各家的网络也有自己的管理系统，这对于数据中心的管理员来说，是一个具有挑战性并且十分复杂的工作。如何才能简化数据中心的管理?需要对异构的设备进行融合，并通过统一的系统来管理。
浪潮“云海OS”能够对资源整合，并进行统一管理，提供了一站式的运维服务。它可以将不同厂商、不同系列，包括服务器、存储、网络设备等异构物理设备进行整合，将计算、存储、网络三大资源融合为一个整体构成逻辑资源池，将多模块管理融通为统一管理系统，提供一站式的运维服务，降低成本。
有消息称，“云海OS”不仅可以兼容浪潮、惠普、戴尔等提供了IPMI智能平台管理接口的服务器;还能对安腾架构进行管理，但由于安腾本身与x86的关系，双方不可以相互迁移。
挑战三：如何实现按需动态伸缩?
在实现了对物理资源、虚拟化资源以及异构计算资源的高效组织以后，操作系统的下一个管理任务就是如何将这些资源按需提供给上层数据库服务和中间件服务来使用。
传统的数据中心是以应用主导的“割据自治架构”，在这样的数据中心里，每一个应用使用并独占所分配的资源，对于资源的管理而言，只需要对单一的“设备管理”。而云计算的数据中心，通过虚拟化对资源进行了整合，应用与资源之间并不是一对一的关系，这时候就需要根据应用的需要动态、快速地分配相应的资源，并在使用之后，进行回收，也就是需要实现资源的按需动态伸缩。
实现资源的按需动态伸缩对于云计算数据中心的可用性是至关重要的，前不久，Amazon AWS的服务器的由于扛不住高并发应用的冲击，出现服务宕机，造成巨大损失。
浪潮“云海OS”通过即插即用以及动态调配的方式，实现资源的弹性扩展。服务占有的资源池可以弹性伸缩，按需分配，当资源池平均负载超过某个阈值之后，系统为服务自动增加资源，而当资源池平均负载低于某个阈值之后，系统自动减少资源。
此外，当硬件资源不够时，还可以对硬件设备进行在线扩展，即插即用，服务无需中断，添加后的物理设备自动参与负载均衡，VM或者数据都会重新分布，可同时支持5000台设备，100万虚拟进程。
挑战四：如何管理海量的非结构化数据?
除了资源组织、和动态资源分配的任务之外，操作系统另外一个十分重要的任务就是数据管理——也就是文件系统所承载的功能。而在云计算时代，海量非结构化数据的出现，对数据管理提出了巨大的挑战。
据IDC分析，企业80%的数据都是非结构化数据，并且，还在以每年60%的复合增长率在急剧增长; 从2010年-2012年，块级数据存储增长趋于平缓，而文件级数据以惊人的速度增长。如何对海量非结构化的数据进行有效的组织，应对爆炸式的非结构化数据增长，成为云计算数据中心管理所面临的又一挑战。
浪潮“云海OS”采用分布式文件系统存储，并通过存储资源进行池化，提高了存储效率，有效地应对了海量非结构化数据带来的挑战。“云海OS”采用分布式文件系统整合各种存储设备，形成一个或者多个大型的、一致的存储资源池，将虚拟机及其上应用保存在分布式文件系统之上，采用容错、高并发I/O等机制，保证了存储的高效率高可靠性及PB级海量存储，简化了存储资源的使用，提高了数据中心的资源利用效率，同时可快速响应用户对存储资源的需求。
挑战五：多租户架构如何保证数据安全?
云计算时代，数据的安全性受到了空前关注。云计算是基于多租户架构(Multi-Tenant)的IT交付模式，多租户就是多个租户共用一个实例，租户的数据既有隔离又有共享，如何才能保证租户数据的相互隔离和数据隐私是云计算数据中心管理面临的重大挑战。
浪潮“云海OS”采用了五大安全机制，极大地提高了数据的安全性。“云海OS”着眼于数据中心运维管理全生命周期，设计采用五大安全机制，包括用户和管理员控制机制、通信加密与数据加密机制、系统内部安全机制、系统内部稳定性机制、数据中心存储安全机制，从系统本身、数据、到数据中心物理设备提供系统性安全保证。
挑战六：如何实现低碳节能的目标?
随着环境问题日渐凸显，低碳节能被提上了社会生产的每一个环节，为了达到对顶的低碳节能的目标，同时降低数据中心的能耗成本，通过智能的能耗管理手段来进行能耗管理，是当前云计算数据中心管理所面临的重要课题和挑战。
浪潮“云海OS”，基于智能化的资源调度实现负载均衡，消除计算热点和存储热点，将海量资源动态实时分配给海量的云应用，实现“架构即服务”应用;同时，整个数据中心可在云海OS的控制下，实现一体化的自管理，节能降耗，提升服务质量，并带来计算和存储的高可用性。
小结：计算模式的改变对于计算系统的管理提出了一些列的挑战，是否能够通过有效的手段来应对这些挑战，成为云计算能否成功的关键。作为首款国产的云计算操作系统，浪潮云海OS即将翻开中国云计算发展的全新篇章。
