基于云計(jì)算的高校數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化

摘 要：利用云計(jì)算來(lái)優(yōu)化高校數(shù)據(jù)中心，可以更高效、可靠、敏捷的方式為最終用戶(hù)、合作伙伴及客戶(hù)提供更好的服務(wù)。各高校數(shù)據(jù)中心根據(jù)各自的需要分別制訂實(shí)施不同的云計(jì)算解決方案，在學(xué)校內(nèi)部構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境，并在專(zhuān)用的托管式的基礎(chǔ)架構(gòu)中將其整合、優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；數(shù)據(jù)中心；優(yōu)化

在基本完成了數(shù)字校園的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)之后，高校信息化建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期。越來(lái)越多的高校認(rèn)識(shí)到了IT基礎(chǔ)設(shè)施集中、數(shù)據(jù)集中、運(yùn)行服務(wù)集中的必要性，大部分高校都意識(shí)到了作為數(shù)字校園核心的數(shù)據(jù)中心的重要性。校園數(shù)據(jù)中心建設(shè)正逐漸成為目前高校信息化領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于深遠(yuǎn)轉(zhuǎn)變的尖端，這一轉(zhuǎn)變一直受到日益增強(qiáng)的運(yùn)算能力、虛擬化技術(shù)，以及高速帶寬等等技術(shù)趨勢(shì)的推動(dòng)。與此同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、分布式計(jì)算、效用計(jì)算、并行計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和融合，由Google公司率先提出了“云計(jì)算”的概念。各種基于云計(jì)算的產(chǎn)品得到了大量的應(yīng)用，各行各業(yè)都大大加強(qiáng)了對(duì)云計(jì)算的重視程度。基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心開(kāi)始涌現(xiàn)，并且逐步進(jìn)入了高校校園。下面以微軟公司的產(chǎn)品為例說(shuō)明高校數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化，希望通過(guò)云計(jì)算提供更高效、更可靠，更敏捷的數(shù)據(jù)中心服務(wù)。

這一轉(zhuǎn)變并不是從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的簡(jiǎn)單變遷，而是一次面向業(yè)務(wù)需求交付 IT 服務(wù)的根本轉(zhuǎn)變。這一變革正是云計(jì)算，由此帶來(lái)的巨大的機(jī)遇，使得 IT 作為服務(wù)進(jìn)行交付，而后機(jī)構(gòu)和學(xué)校可以更加專(zhuān)注于關(guān)鍵業(yè)務(wù)解決方案，最終對(duì)交付成本和整體效率之間的平衡進(jìn)行優(yōu)化。

1 云計(jì)算

最早的云計(jì)算的概念是由Google提出來(lái)的。狹義的云計(jì)算指的是各種IT基本設(shè)備的交付和使用的模式，是指以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計(jì)算是指服務(wù)的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù)[1]。對(duì)云計(jì)算的定義微軟則有所不同，“在共享的硬件上及時(shí)按需的交付可伸縮的服務(wù)”。

通過(guò)“在共享的硬件上及時(shí)按需的交付可伸縮的服務(wù)”，高校數(shù)據(jù)中心可獲得更高效率，并進(jìn)一步節(jié)約成本[2]。這種做法的潛在收益十分明顯并具備充分的說(shuō)服力：通過(guò)自如的縮放，可以只在需要的地點(diǎn)和時(shí)間部署需要的服務(wù)，并且只有在需要使用服務(wù)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生成本。如果可以實(shí)現(xiàn)這樣的收益，學(xué)校即可將自己的工作重心從基礎(chǔ)架構(gòu)的創(chuàng)建轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心服務(wù)的交付。但雖然很多企業(yè)完全理解，并已經(jīng)通過(guò)云交付服務(wù)的概念獲益，但在嘗試給數(shù)據(jù)中心應(yīng)用此些云概念時(shí)，他們通常會(huì)遇到更多的問(wèn)題。除了“公共”云（通常是指第三方提供商提供完整服務(wù)），高校數(shù)據(jù)中心還可以在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，或通過(guò)使用第三方托管商的專(zhuān)用硬件獲得自己的云計(jì)算能力（這種做法通常叫做“私有”云）。在經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)牟渴鸷?，私有云即可提供虛擬化資源的共享池，并由 IT 部門(mén)負(fù)責(zé)控制、交付，以及分配池中的資源給需要的內(nèi)部團(tuán)隊(duì)或業(yè)務(wù)單元。

2 云計(jì)算的部署模型

對(duì)于不同的云計(jì)算部署模型，有兩種主要分類(lèi)方式：

（1）按照位置進(jìn)行劃分。也就是按照高校數(shù)據(jù)中心提供服務(wù)的物理運(yùn)行位置進(jìn)行分類(lèi)，例如位于各高校所在地的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，或者來(lái)自服務(wù)提供商。

（2）按照訪問(wèn)和控制級(jí)別進(jìn)行劃分。數(shù)據(jù)中心的資源可能承載于共享的或者專(zhuān)用的硬件和系統(tǒng)中。

根據(jù)不同的位置和不同的訪問(wèn)控制級(jí)別，高校數(shù)據(jù)中心云服務(wù)經(jīng)常被稱(chēng)作“私有云”解決方案或“公共云”解決方案，如圖1所示。

圖 1高校數(shù)據(jù)中心云計(jì)算的部署模型

“私有云”這個(gè)概念通常意味著以下兩點(diǎn)：

數(shù)據(jù)中心可使用一系列專(zhuān)用的計(jì)算資源（不與其他組織共享）。

專(zhuān)有資源可能位于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，也可能由外部的第三方服務(wù)提供商進(jìn)行托管。如果專(zhuān)用資源是被托管的，這種特殊的私有云類(lèi)型也稱(chēng)作是“托管私有云”。

“公共云”這個(gè)概念則通常意味著以下兩點(diǎn)：

不同學(xué)校需要共享一系列外部的計(jì)算資源。

資源可由外部的第三方服務(wù)提供商托管，并且通?？蓪?shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交付，并根據(jù)細(xì)化的資源使用率情況進(jìn)行收費(fèi)。

3 基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化

各高校可以通過(guò)利用云計(jì)算優(yōu)化自己的數(shù)據(jù)中心，從而獲得巨大的收益。并用更高效，更可靠，更敏捷的方式為最終用戶(hù)、合作伙伴，以及客戶(hù)提供服務(wù)。各高校數(shù)據(jù)中心根據(jù)各自的需要分別制訂實(shí)施不同的云計(jì)算解決方案，并通過(guò)利用包括微軟在內(nèi)的云服務(wù)提供商所提供的服務(wù)，在學(xué)校內(nèi)部構(gòu)建云計(jì)算環(huán)境，并在專(zhuān)用的托管式的基礎(chǔ)架構(gòu)中將其整合、優(yōu)化。

利用云計(jì)算對(duì)“傳統(tǒng)”的高校數(shù)據(jù)中心進(jìn)行優(yōu)化的工作，可以考慮從以下幾方面操作著手：

3.1 搭建云服務(wù)平臺(tái)和云服務(wù)器平臺(tái)

高?？衫梦④浀姆?wù)平臺(tái)自行構(gòu)建學(xué)校數(shù)據(jù)中心的云服務(wù)平臺(tái)和云服務(wù)器平臺(tái)。微軟的面向云計(jì)算的服務(wù)器平臺(tái)由包含了Hype-V虛擬技術(shù)的Windows Server 2008 R2、Active Directory、Systerm Center服務(wù)器管理產(chǎn)品、System Center virtual Machine Manager 自助服務(wù)門(mén)戶(hù)（SSP），以及Forefront等等安全產(chǎn)品組成[3]。

通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)，學(xué)?？梢岳肳indows Azure和SQL Azure產(chǎn)品對(duì)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并可以立即投入使用云服務(wù)。

通過(guò)云服務(wù)器平臺(tái)，各高?？梢詫?duì)“公共云”解決方案和“私有云”解決方案進(jìn)行定制，從而在充分利用現(xiàn)有的軟件、硬件資源的情況下滿(mǎn)足學(xué)校數(shù)據(jù)中心的功能需求。

3.2 逐漸熟悉虛擬化并獲得相關(guān)技能

學(xué)?？赏ㄟ^(guò)使用 Hyper-V 和 Virtual Machine Manager，增強(qiáng)自己對(duì)虛擬化和虛擬化管理領(lǐng)域方面的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。另外，這些工具還可讓學(xué)校提高硬件利用率，降低成本，簡(jiǎn)化物理和虛擬服務(wù)器的管理工作。

3.3 在可伸縮的服務(wù)器硬件上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化

隨著 Windows Server 2008 R2 的發(fā)布，學(xué)?？赏ㄟ^(guò)一系列全新的功能降低數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營(yíng)成本，提高安全性和可用性，將訪問(wèn)擴(kuò)展到更廣闊的范圍，同時(shí)改善服務(wù)器的可管理性。學(xué)?？山柚@一機(jī)遇將相關(guān)特性擴(kuò)展到所有服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)，同時(shí)通過(guò)全新的方法，例如服務(wù)器虛擬化技術(shù)，充分利用現(xiàn)有的資源。由于它在服務(wù)器基礎(chǔ)架構(gòu)中扮演了主要角色，因此服務(wù)器的更新?lián)Q代成了加速數(shù)據(jù)中心優(yōu)化流程的主要方法。

3.4 對(duì)物理和虛擬服務(wù)器環(huán)境實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的管理

自動(dòng)化、虛擬化，以及集成管理等服務(wù)器管理方面最佳實(shí)踐的采用，為學(xué)校提供了新的機(jī)遇來(lái)節(jié)省每年數(shù)千美元的運(yùn)營(yíng)成本[4]。作為Microsoft 優(yōu)化數(shù)據(jù)中心功能的一部分，System Center 數(shù)據(jù)中心管理解決方案設(shè)計(jì)為幫助學(xué)校通過(guò)在管理物理和虛擬系統(tǒng)時(shí)改善運(yùn)維和降低成本，來(lái)獲得不菲的收益。

3.5 更合理的目錄結(jié)構(gòu)

優(yōu)化數(shù)據(jù)中心環(huán)境的一個(gè)重點(diǎn)是更加合理的目錄結(jié)構(gòu)，并借此簡(jiǎn)化用于身份驗(yàn)證過(guò)程，強(qiáng)制實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的訪問(wèn)和安全保護(hù)、身份管理，以及信息保護(hù)機(jī)制。在云計(jì)算的世界中，這些目標(biāo)變得更加重要，并可用于對(duì)不同環(huán)境中的信息提供保護(hù)和訪問(wèn)控制。Microsoft 的 Active Directory 技術(shù)所提供的身份和關(guān)系管理功能組成了學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)，而整合于 Windows Server2008 R2 中的 Active Directory 使得學(xué)校獲得了“拆箱可用”的功能，可直接用于集中配置和管理系統(tǒng)、用戶(hù)，以及應(yīng)用程序設(shè)置。在 ActiveDirectory 中管理身份還可通過(guò)使用 Forefront Identity Manager 進(jìn)行更進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，該產(chǎn)品可整合其他身份存儲(chǔ)，添加自助服務(wù)功能，并為 IT 專(zhuān)業(yè)人員提供更多工具，解決日常工作中的任務(wù)，例如委派管理，以及為常用的身份管理任務(wù)創(chuàng)建工作流。

3.6 分支機(jī)構(gòu)現(xiàn)代化

Microsoft 提供了基于最新一代 Windows 操作系統(tǒng)的分支機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案，可以幫助控制 IT 成本，改善 IT 資源的安全性和可用性，并可提升業(yè)務(wù)敏捷度。通過(guò)集中和分布式的分支機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)場(chǎng)景，這些收益可將數(shù)據(jù)中心的管理和安全性擴(kuò)展到分支位置。高效的分支機(jī)構(gòu)解決方案可節(jié)約將 IT 經(jīng)理安置到每個(gè)位置進(jìn)行部署和協(xié)助的成本。

3.7 高性能計(jì)算

High Performance Computing（HPC）提供了一種高效低成本的解決方案，可使用熟悉的工具和技術(shù)進(jìn)行部署、管理，和擴(kuò)展。Windows HPC Server 2008 通過(guò)在桌面應(yīng)用程序和服務(wù)器群集之間提供豐富的整合式最終用戶(hù)體驗(yàn)縮放，可讓高性能計(jì)算變得更加平易近人。Visual Studio 2008 開(kāi)發(fā)工具則為 Windows HPC Server 2008提供了完善并行開(kāi)發(fā)環(huán)境。

4 結(jié)論

云計(jì)算提供了巨大的收益，可幫助高校優(yōu)化自己的數(shù)據(jù)中心，并用更高效，更可靠，更敏捷的方式為最終用戶(hù)、合作伙伴，以及客戶(hù)提供服務(wù)。通過(guò)使用 Microsoft 的解決方案，學(xué)?？梢愿鶕?jù)自己的需要實(shí)施云計(jì)算解決方案，并可利用云服務(wù)提供商所提供的服務(wù)，借此在內(nèi)部創(chuàng)建云計(jì)算環(huán)境，并將其整合到 Microsoft 合作伙伴所提供的專(zhuān)用的托管式的基礎(chǔ)架構(gòu)中。Microsoft 的解決方案能夠提供給用戶(hù)熟悉并一致的平臺(tái)，通用的身份認(rèn)證，通用的管理，以及通用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使學(xué)校從云計(jì)算中獲得最大收益。

參考文獻(xiàn)

[1]魏志鵬，李慧佳等.云計(jì)算影響下的圖書(shū)館信息服務(wù)研究[J].圖書(shū)館，2010，2：87-93

[2] 杜海寧.基于云計(jì)算的圖書(shū)館海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)研究[J].圖書(shū)與情報(bào)，2010，（3）：99-101

[3] Microsoft Corporation. 使用云計(jì)算優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的服務(wù)[DB/OT] . http：//www.microsoft.com/china/cloud/resources.aspx

[4] 孫坦，黃國(guó)斌.基于云服務(wù)的圖書(shū)館建設(shè)與服務(wù)策略[J]. 圖書(shū)館建設(shè)，2009，（9）：1-6

作者簡(jiǎn)介

賀鐵祖（1972-），男，湖南財(cái)政經(jīng)濟(jì)學(xué)院圖書(shū)館技術(shù)部，館員