刘旭辉

1. 思科政府行业机会点 思科税务数据中心 解决方案 刘旭辉 V 1.0 刘旭辉

2. 目 录 • 中国税务信息化发展概述 • 思科税务数据中心网络建设方案 • 思科税务数据中心方案建设案例

3. “e-tax”evolution---“金税工程”的演进 Goal “金税私有云” 资源虚拟化，绿色IT， 多部门协调办公， 和谐电子税务征纳服务。 Phase I II Phase I I Phase I 金税工程三期 07-08开始的多业务融合应用，建设全新高速网络平台，确立“一个平台，一级处理”，并完善一级灾备，统一应用系统、全面建设“一级生产网络”。 金税工程二期 私有云 金税工程一期 开始98年，开发了税务综合征管应用系统，完善了税务系统的执法功能。全国税务系统大量WAN、LAN建设，完成首张全国骨干网。 开始于20世纪80年代， 办公自动化（OA）工程。

4. “金税工程”广域网基本完成 吉林 /2004 新疆/2004 黑龙江 /2004 内蒙/2004 辽宁 /2005 天津 /2006 北京 /2009 大连 /2007 历经两次广域网 建设高峰，网络延伸 至全国乡镇节点。 河北 /2010 宁夏 /2005 山东 /2007 河南 /2005 青海/2005 陕西 /2005 安徽 /2005 江苏 /2009 西藏/2006 四川 /2006 湖北 /2007 浙江 /2006 江西 /2005 湖南 /2006 贵州/ 2005 上海 /2007 DC成为当前 建设重点！ 云南/ 2005 广西 /2010 深圳 /2007 海南 /2006 图例： 省份/广域网改造完成时间

5. 数据大集中全国全面铺开—“CTAIS成功推广” “DC is hot !” 税务DC建设刚刚起步 广域网平台进入全面高速时期 如何建？简单 购买硬件？ OR搭建新架构？

6. 税务信息化平台建设愿景—建设和谐电子税务“征纳”平台税务信息化平台建设愿景—建设和谐电子税务“征纳”平台 Person Industry and commerce ministy 纳税个人 Social security 工商部门 社会保障 Bank customs 银行部门 e-TAX 海关部门 电子税务信息化 硬件平台 Public security Civil affairs 公安部门 民政部门 其它部门

7. 目 录 • 中国税务信息化发展概述 • 思科税务数据中心建设方案 • 思科税务数据中心方案建设案例

8. 税务数据中心建设思考 税务数据中心如何建设？ 先从业务着手、、、

9. 税务业务分类 非实时交易/联机分析 低要求类 实时交易类 税务服务器 实时性、可靠性要求中 分层部署、集群方式、双机互备或单机 实时性、可靠性要求低 单机或者冷备 实时性、可靠性要求低 分层部署、集群方式、双机备份方式，没有单点故障 • 培训系统 • 测试系统 • 综合办公 • 人力资源 • 财务管理 • 监察监督 • 教育培训 • 政府采购管理 • 后勤管理 • 国际情报交换 • 税务决策应用支持管理 • 运维管理应用 • 征管（含查询） • 防伪税控 • 税控收款机 • 货运发票管理 • 交叉稽核 • 协查系统 • 车购税管理 • 个人所得税 • 出口退税 • 税务互联网 • 12366纳税服务 • 短信平台 • 多元化申报 • 税库银 • 安全认证 • 网络应用

10. 业务特点1—“突发性” 8小时 8小时内为主 每月7、8、9 三天流量高峰 流量突发性强 突发流量占整体 90% 大集中下业务 适时性加强 税收业务占所有业务的70%,其中主要是征管业务，在8小时内发生，且在每月的7、8 、9三天流量集中突发，三天流量占据本月的90%。

11. 业务特点2----“数据共享、全面外联”

12. 互联网 业务特点3—“分区分域部署、业务规划各自独立” 外部信息系统 纳税人服务系统 CA认证系统（核心安全系统） 电子政务网络 数据库 WEB 邮件 内网认证系统 外网认证系统 前置机 数据库 通信 负载均衡 系统 网关 目录 认证 通信 文件 应用 数据中心网络接入层 业务处理系统 内部网络应用系统 数据利用 分拆系统 运行维护系统 基础网络应用系统 综合征管 WEB服务器 应用服务器 数据库服务器 防伪税控 事件集成 ITSM 稽查稽核 数据库 日志 DNS 文件 出口退税 行政管理系统 税收执法 应用 运维受理 数据归档 WEB服务器 数据库服务器 应用服务器 增值网络应用系统 综合办公 人事、、 EmaIl 应用支撑系统 知识库 消息中间件 数据中心SAN网络 系统 SAN网络

13. WAN WAN WAN WAN WAN 国干 WAN 业务流量模型---省级/国家级集中 征管业务服务器群 数据中心 省局 GE 10M---20M 10M---20M 10M---20M GE 地市局 还是集中 GE 8M---10M 8M---10M 8M---10M FE 集中 FE FE FE 区县局 2M 2M 2M 2M 2M 2M 2M 分局及 税务所 国税系统：国家一级大集中 地税系统：省级大集中 南海灾备中心（一级灾备）

14. What about networks do ？ 外联接入网络 广域连接网络 局域网接入模块 网络服务 互联网接入网络 • 虚拟化技术提 升维护能力 • 网络的性 能如何衡量 • 局域网接入 • 的扩展能力 • 路由快速汇聚 • 高密接入 • 流量控制 • 网络管理 • 语音、视频和呼叫 中心等多业务的QOS 保证 • MAIL、FTP、DNS 等服务的安全性 • 新增服务的扩展性 • 针对外部单位网 络接入的前置系统 部署 • 不同单位网络路 由隔离 • 双层异构安全 访问控制 • 通用安全性建设 保证机密、敏感信 息安全 • 业务连续性保证 7×24小时的便民 服务 • 应用优化打造高 效的政务处理 任务很多： 应用服务区 数据中心核心区 研发测试接入网络 系统管理区 • 集成安全 • 负载均衡 • 集群互联 • 冗余 • 多层应用架构 • 高密接口 • 高速的数据 • 交换 • 扩展性 • 突发流量承载 • 最小授权的访 问控制 • 生产数据的 • 保护护及操作 • 审计 • 一站式解决维 护问题 • 带外管理，业 务与管理分离 扩展性 统一维护性 节能减排 避免重复性投资 还要、、 • DC方案如何设计？？ 答案： 架构、虚拟化

15. 目 录 • 国税数据中心建设概述 • 国税数据中心网络建设方案 • 现状分析 • 思科税务数据中心方案建设案例

16. 如今税务信息化应用趋势对现有IT架构提出挑战如今税务信息化应用趋势对现有IT架构提出挑战 然而，面临挑战、、、 税务系统一直来技术支持力量薄弱，技术人员比例1-3‰，网络维护、变更、多业务的承载等方面压力大。 高速网络 税务系统网络成为最为基础的资源，如何能够大集中下提高IT平台效率，将计算、存储、多业务资源进行有效调度、优化、协调，是税务网络资源所开展工作的方向。 智能、资源化平台 原有数据中心使用多年，大部分应经开始新建，DC迁移中对于生产和管理类业务如何解决同城办公的问题。 新一代税务数据中心 /灾备中心 统一架构、 FCOE 灾备建设中的“两地三中心”思想确立，对于原有的SAN路由器的使用面临维护难度、效率问题，而最新的FCOE技术是否成为改变以往做法的有效手段。

17. 然而，面临挑战、、、 税务存储信息每年40-70%增长 征收期数据中心流量增长无法预估？异地灾备中心之间资源利用低？数据中心资源化低，利用率不均衡。 • 如今税务信息化应用趋势对现有IT架构提出挑战 优化网络设计 设备增加，而数据中心架构没有变化，DC投入资源浪费 持续增加设备数量，更需要优化网络设计 基于业务的虚拟 化设计 数据中心电力、空调总投入约占据20%成本 能否持续无限增长？低耗能、低碳排放---绿色DC！ 数据中心维护成本5年增长30%投入 人员投入、开支、厂家设备更新、、、 cloud 数据中心资源化 54%的网络故障人为操作的错误发生 数据中心自动化、智能化成为重要趋势

18. 目 录 • 税务数据中心建设概述 • 税务数据中心基础平台建设方案 • 架构演进 • 思科税务数据中心方案建设案例

19. 数据中心的发展趋势The New World Order and Your Data Center 未来发展: Web 2.0/SOA Model 当前架构: ‘Silo Architecture’ • 满足各个行业业务信息化的可持续发展能力 • 虚拟化服务提供 • 根据需要分配资源和弹性扩展能力 • Silo’d IT 资源 • 低使用率/能耗效率低 • 分支 ‘mini data centers’ 烟筒式 协作式

20. Unified Fabric and I/O 数据中心网络组网发展技术趋势数据中心网络融合: IP,SAN,HPC 虚拟系统总线 计算服务器 Unified Fabric 网络服务资源 Unified Fabric 服务器 存储库 存储网络 计算网络 管理网络 网络备份 前端网络 • 计算虚拟化 • 存储虚拟化 • 网络虚拟化 Utility Network

21. Standards Data Center Bridge(DCB) Wire speed 10GE L2 Access Switch VirtualizationNetworking FCoE LAN LAN MACA MACB Active-Active Access Layer Nexus Nexus N5000 • Increased, security operational agility, and better utilization of network assets Consolidation of network resources reduces equipment and delivers Lower cost, power, cooling High performance, low latency, cost competitive 10GE access connectivity Enables Lossless Ethernet and significantly greater Data Center scale Eco System Partners 数据中心新技术

22. 思科数据中心统一交换架构:为下一代数据中心打造的统一交换以太网架构思科数据中心统一交换架构:为下一代数据中心打造的统一交换以太网架构 Increased Efficiency, Simpler Operations Management & Control 税务DC现状 LAN SAN Unified Fabric Primary Network Unified Fabric SAN Router Secondary Network HPC/Server farm

23. 数据中心基础网络新平台思科Nexus 系列 Innovation 在数据中心技术的研发投入超过10亿美元 在数据中心方面的技术有1513 个专利 传输接口灵活性 Nexus 为数据中心提供Unified Fabric 和I/O 多个产品采用一致的数据中心操作软件 Cisco Nexus 运行持续性 系统扩展性

24. 目 录 • 税务数据中心建设概述 • 思科税务数据中心网络建设方案 • 统一交换基础平台设计 • 思科税务数据中心方案建设案例

25. Roles Based Access Control • Link Layer Encryption • Integrated Packet Analysis • Open XML API for all CLI parameters • Consistent Device MGMT Platform • DC wide service provisioning • Consistent Network Policy (Physical or Virtual) • Efficient use of servers & storage • Improved VM performance, mobility & security • Multi-Protocol • Modular Design • Continuous Systems Ops. • Consistent & Focused Features • Cisco DCE • FCoE • Device & Cable Reduction • Fabric scalability w/ Multipathing • 10G Density • 40/100G Readiness • Low Latency • Active –Active links (STP Elimination) 虚拟化 服务器 交换 无处不在 的安全 数据中心 级操作系统 统一管理机构 统一交换 系统可扩展性 思科Data Center 3.0技术战略 新一代的数据中心

26. N1000 思科Data Center 3.0解决方案 虚拟化平台 统一计算平台 统一交换网络平台 存储网络 网络服务 服务器接入网络 虚拟化 平台 SAN 安全 应用交付 N7000 DCE统一交换 N5000 MDS 9000 服务器 计算 平台 网络 平台 存储 V V V V V V V V Data Center Network Manager– Topology Visualization and Provisioning ANM– Advanced L4-7 Services Module Management 数据中心管理 DC LAN GbE/10GbE N7000 Cisco Data Center Assurance Program 数据中心服务和最佳实践 Cisco 服务和支持 ASA WAAS ACE C49xx C6500 N5000 CBS3100 N7000 E-mail Security VPN

27. 思科税务大集中数据中心“统一交换平台”设计思科税务大集中数据中心“统一交换平台”设计 “ Putting IT All Together ” Nexus 7000 LAN SAN Nexus 5000 Unified Access Layer Direct Attach 10GE Nexus 2000 Nexus 2000 Nexus 2000 10GE Rack Mount Servers Unified Fabric (NAS/FCoE) Support for all 10GE Solutions Virtual Machine Connectivity w/ Nexus 1000V & VN-Link 1 & 10GE Blade Servers w/ Pass-Thru 1GE Rack Mount Servers 10GE Rack Mount Servers

28. Ethernet Fibre Channel Traffic 税务数据中心“统一交换平台”的先进性 Distributed Access Fabric Unified Fabric HPC & L2 Enhancements VN-Link • LAN/SAN Consolidation • Converged Network Adapters (CNAs) • High Performance Server Interconnect • Fabric Extender Technology • 100M, 1G & 10G Capable • FCoE & VN-Link Support • FabricPath • Nexus 1000V • Network Interface Virtualization (NIV) • Port Profiles • Low Latency Switching • Virtual Port Channel (VPC) • FabricPath Solution Benefits • Reduces number of physical ports, adapters, cables, switches at access layer • Moves Fibre Channel into the economic model of Ethernet • Maintains logical LAN/SAN mgmt model • 10:1 reduction in managed devices • No cross-rack cabling • Form-Factor & MGMT optimized • Policy based VM connectivity & security • Mobility of network policy • High Performance VM IO • Accelerate IO intensive applications • Eliminate logical Layer 2 loops • Massive bisectional bandwidth Powered by Cisco NX-OS Data Center Operating System

29. MPLS LSP Edge Edge Secure Segmentation Secure Segmentation MPLS Core Core Aggregation Aggregation Scalable Multi-path Fabric Scalable Multi-path Fabric Fabric Path Fabric Path L2 Pod-A Pod-A Pod-N Pod-N 基于统一交换平台的业务隔离设计（生产与其他业务） 征管 金税工程 VRFA VRF B VRFB VRF A MPLS VRF A VRF B VRFB VRF A L2 Workload Mobility

30. 税务系统同城数据、灾备中心二层互联（迁移）Live migration of VMs from one data center to another 举例：税务总局数据中心下一步迁移参考方案 OTV Data Center A Data Center B Ethernet Extension Long Distance VMotion Any Transport Nexus 7000 Nexus 7000 枣林前街DC 羊坊店DC 使得征管科技、信息中心、灾备中心的应用迁移变得简单！ 第一数据中心、第二数据中心、灾备中心=一个数据中心！

31. Cisco Nexus Data Center PortfolioIndustry Leading Technologies and Solutions Nexus 7018 Nexus 7010 Nexus 5548 Nexus 5020 Nexus 5010 Nexus 4000 Nexus 2232 Nexus 1010 Nexus 2248 Nexus 7010/7018 Nexus 1000V Nexus 2224 DCNM NX-OS Compute Access-Aggregation Aggregation/Core

32. 目 录 • 税务数据中心建设概述 • 税务数据中心基础平台建设方案 • 虚拟化 • 思科税务数据中心方案建设案例

33. 用户接入 网络 单独的 应用系统 单独的 应用系统 单独的 应用系统 数据中心 网络 计算资源池 存储资源池 共享的应用服务 共享的服务导向模式 标准化资源组成“共享池” 根据需求以构筑 数据中心的“虚拟化”基础架构 独立的专用 主机模式 数据中心从应用“独占资源” 向“共享资源”转变 数量众多的 机架及刀片式服务器 存储分离的 高端服务器模式

34. 数据中心虚拟化目标 整合或者共享物理资产来提高利用率 ? ? ? ? 服务器 服务器 服务器 服务器 数据中心正在经历整合、虚拟化到自动化的演变。通过虚拟化技术实现节能高效的绿色数据中心 Stand-By 用户交互模块 IT资源服务总线 (ESB) 虚拟服务器 虚拟服务器 虚拟服务器 虚拟服务器 • 减少物理设备，电缆，空间，电力与制冷 智能化网络结构 根据应用需求让物理IT资源可以流动起来! • 快速部署以及重部署资源以符合业务发展目标 Business Functions 应用 服务器处理 I/O 存储 资源池

35. 服务器池 存储 虚拟机集群 分区存储池 桌面 网络 瘦客户机 虚拟桌面 交换调度 网络虚拟化是解决问题的重要途径 网络虚拟化平台 35

36. 思科税务数据中心虚拟化解决方案 • 前端数据中心虚拟化 • 组件虚拟化 • IDS/IPS，VRF，VDC、防火墙 • 交换系统虚拟化 • VPC Nexus N:1 提供更好的网络 • 扩展能力 • 网络虚拟化 • VPN，MPLS/VPN,VLAN，Vnet • OTV • 网络服务虚拟化 • 应用加速、L4-L7交换机，安全服务， • 广域网优化技术 • 服务器和后端存储虚拟化： • 存储虚拟化与统一IO： • DCE：数据中心以太网，Unified • IO/FCoE • 服务器及桌面虚拟化： • Vmware/Vnlink：服务器虚拟化 • VDI技术：虚拟化桌面技术

37. VDC 2 VDC 4 思科数据中心前端虚拟化技术之：组件虚拟化 • 组件虚拟化说明:把一个物理设备划分成多个逻辑单元，在网络中共享 • 组件虚拟化技术实现 • 传统的路由器和交换机技术：VRF,VLAN • 新一代的Nexus产品虚拟化技术：VDC • 安全和L4-L7层设备虚拟化技术：虚拟防火墙、虚拟IDS/IPS,虚拟ACE • SAN虚拟化：VSAN技术 • 组件虚拟化的使用场合和特点： • 物理资源充分利用,减少投资成本和物理设备 • 为端到端的网路虚拟化提供基础保障； • 虚拟化能提高灵活性和网络效率，降低资本和运营开支 网络业务 组件化 虚拟IPS 虚拟ACE VDCs VLANs 虚拟防火墙 VSAN 税务数据中心只有一套物理网络资源，组件虚拟化可以很好简化 网络结构，实现生产业务与办公业务的逻辑隔离和端到端安全。

38. Application n Aggregation Integrated Services Switch Application 2 Security Services Security Services Security Services Web Application Database Appliation 1 Shared Infrastructure Services 思科税务数据中心前端虚拟化：基于应用的虚拟化 • 网络：端到端的路径分开，无论是在三层还是二层链路下。包括设备的VPN技术，比如MPLS VRF等 • 应用：每个应用区甚至每个应用都有自己的业务服务设施，比如：防火墙、IDS、负载均衡器、SSL加速、……应用服务

39. 思科税务数据中心虚拟化解决方案 • 前端数据中心虚拟化 • 组件虚拟化 • IDS/IPS，VRF，VDC、防火墙 • 交换系统虚拟化 • VPC Nexus N:1 提供更好的网络 • 扩展能力 • 网络虚拟化 • VPN，MPLS/VPN,VLAN，Vnet • OTV • 网络服务虚拟化 • 应用加速、L4-L7交换机，安全服务， • 广域网优化技术 • 服务器和后端存储虚拟化： • 存储虚拟化与统一IO： • DCE：数据中心以太网，Unified • IO/FCoE • 服务器及桌面虚拟化： • Vmware/Vnlink：服务器虚拟化 • VDI技术：虚拟化桌面技术

40. 数据中心网络整合路线

41. SAN (FCoE) 不远的将来：Unified I/O (FCoE)清晰的发展演变方向-网络融合 FC HBA SAN (FC) LAN (Ethernet) FC HBA CNA SAN (FC) NIC LAN (Ethernet) CNA NIC LAN (Ethernet) CNA = Converged Network Adapter • 10 Gbps Ethernet • Lossless Ethernet: • Matches the lossless behavior guaranteed in FC by B2B credits • Ethernet jumbo frames • Max FC frame payload = 2112 bytes

42. 在以太网架构上映射FC帧 使得 FC 运行在一个无损的数据中心以太网络上 一次连接服务器:光纤存储和以太网共享同一个端口 更少的线缆和适配器 软件配置 I/O 与现有SAN环境可以互操作 No Gateway—stateless 益处 FCoE Ethernet FibreChannel 数据中心FCoE的应用FC over Ethernet (FCoE)

43. 思科税务数据中心虚拟化解决方案 • 前端数据中心虚拟化 • 组件虚拟化 • IDS/IPS，VRF，VDC、防火墙 • 交换系统虚拟化 • VPC Nexus N:1 提供更好的网络 • 扩展能力 • 网络虚拟化 • VPN，MPLS/VPN,VLAN，Vnet • OTV • 网络服务虚拟化 • 应用加速、L4-L7交换机，安全服务， • 广域网优化技术 • 服务器和后端存储虚拟化： • 存储虚拟化与统一IO： • DCE：数据中心以太网，Unified • IO/FCoE • 服务器及桌面虚拟化： • Vmware/Vnlink：服务器虚拟化 • VDI技术：虚拟化桌面技术

44. 数据中心服务器后端虚拟化技术 服务器资源虚拟化愿景：数据中心的应用迁移、整合 DC 2 IB APP WAN BackBone Vmotion Application Across DC Configure VSAN IB APP Image Hypervisor Trading APP Allocate Available Server Configure L2 Services Configure Network & Services DC 2 Resource Pool DC 1

45. 数据中心服务器后端虚拟化技术服务器虚拟化技术发展数据中心服务器后端虚拟化技术服务器虚拟化技术发展 • VMware ESX server • Microsoft HyperV • Xen (with AMD-SVM or Intel VM-T) • Virtuallron (hardware-assisted) Hypervisor Hypervisor Full Virtualization Para-Virtualization Application Virtualization 例如 例如 例如 • Xen (with traditional hardware) • Oracle VM server • VMware server • VMware workstation

46. 数据中心服务器后端虚拟化技术把网络交换延伸到服务器VM数据中心服务器后端虚拟化技术把网络交换延伸到服务器VM 挑战: VMotion • VMotion可以跨网络地动态迁移VM，管理策略如何适应 vSwitch • 无法察看本地交换流量和为其设定策略 vSwitch vSwitch • 无法识别一条物理链路上多个虚拟机的流量 VLAN101 • 解决方案：Cisco VN-Link技术 • 把网络延伸到服务器VM • 提供一致的连接服务 • 协调、统一的管理

47. 数据中心服务器后端虚拟化技术VN-Link 技术示意 VM #1 VM #1 VM #2 VM #2 VM #3 VM #3 VM #4 VM #4 VM #5 VM #6 VM #7 VM #8 Cisco VN-Link —Virtual Network Link Server 基于策略的虚拟机连接 网络与安全属性的移动性 不间断的运行模式l Server VMW ESX Cisco VN-Link VMW ESX VMs Need to Move • VMotion • DRS • SW Upgrade/Patch • Hardware Failure VN-Link Property Mobility • Vmotion for the network • Ensures VM security • Maintains connection state Virtual Center

48. IP Cloud VMOTION等新应用模式带来的网络挑战 解决方案-Nexus OTV支持 Vmotion/ DRS 需要虚拟机应用从一个L2区域平滑移动到另一个L2区域 利用Nexus组成具备OTV特性的虚拟机服务器集群Block OTV(Overlay Transport Virtualization) 延伸L2通过L3边界 Nexus 7000 汇聚层+ Nexus 1000V访问层=完善的解决方案 L3 L3 L2 L2 POD POD POD POD Inter-Pod LAN Extension: Subnets are extended over L3 boundaries: • Extension of predefined VLANs/subnets • STP domains remain isolated to each pod • Containment of fault domains at pod level Inter-DCs LAN Extension: VLAN Extension over Metro/WAN Cloud: • VLAN/subnet Extension comparable to inter-Pod • Pod L2 Domains remain isolated • Access to POD subnet is controlled by IGP

49. 数据中心服务器后端虚拟化技术Cisco和合作厂商合作：VMware合作为例 Cisco是全球网络和通信领域公认的领先厂商，也是建立网络的中坚力量，其提供的解决方案构成了世界各地成千上万的公司、大学、企业和政府部门的信息通信基础设施，用户遍及电信、金融、制造、物流、零售等行业以及政府部门和教育科研机构等。 VMware是x86虚拟化领域的领导厂商，拥有出色、高质量的产品和一系列最为丰富的虚拟化解决方案，覆盖从桌面到数据中心的广泛领域，在该领域的市场占有率最高，收入最大。 • Cisco和VMware签署合作协议 • Cisco在VMware投资1.5亿美金 • 同VMware一起宣布VFrame • 开始联合解决方案的开发 Cisco和 VMware 展开合作 • 联合解决方案的市场推广 2007 2008 2005/2006

50. 目 录 • 税务数据中心建设概述 • 税务数据中心基础平台建设方案 • 最佳实践－（best practice ） • 思科税务数据中心方案建设案例