基于云計(jì)算的高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與實(shí)踐

劉彧 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院

隨著高校信息化建設(shè)的發(fā)展，師生的教學(xué)、科研、學(xué)習(xí)以及生活等多個(gè)方面均受到了信息化建設(shè)的影響。對(duì)數(shù)字校園進(jìn)行建設(shè)，高校的信息化建設(shè)水平進(jìn)一步提升，并且在其中，最為重要的組成部分就是高校數(shù)據(jù)中心，其為對(duì)數(shù)字校園平臺(tái)以及相應(yīng)的信息應(yīng)用系統(tǒng)起到承載作用的主要平臺(tái)，能夠?yàn)閿?shù)字校園平臺(tái)以及相應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供重要保障。

1 當(dāng)前高校數(shù)據(jù)中心存在的問(wèn)題

1.1 資源利用率較低

在應(yīng)用與資源進(jìn)行綁定的情況下，服務(wù)器均處于單機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)，所以對(duì)每一個(gè)應(yīng)用進(jìn)行資源配置，均需按照其峰值進(jìn)行落實(shí)，由此，多數(shù)資源在大部分時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)閑置的情況，導(dǎo)致服務(wù)器的資源利用率較低，并形成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)的情況，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性難以得到保障，進(jìn)而難以保障信息化平臺(tái)的整體安全性，最終形成了資源和數(shù)據(jù)共享的限制。

1.2 運(yùn)維成本高

學(xué)校應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)量持續(xù)增加，隨之，服務(wù)器以及網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量必然增加，導(dǎo)致相應(yīng)的維護(hù)工作不斷趨于復(fù)雜。如果采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心建設(shè)模式，電力供應(yīng)、散熱制冷等維護(hù)工作的成本將會(huì)急劇上升，能夠?qū)е聦W(xué)校長(zhǎng)遠(yuǎn)IT投入以及運(yùn)維工作的開(kāi)展更具難度。

1.3 業(yè)務(wù)部署緩慢

在對(duì)傳統(tǒng)模式應(yīng)用的過(guò)程中，若相關(guān)部門需要對(duì)新的業(yè)務(wù)進(jìn)行部署，在提交變更請(qǐng)求與實(shí)施運(yùn)行變更之間，具有較大程度的延遲，并且每一次對(duì)新業(yè)務(wù)的部署進(jìn)行落實(shí)，均須經(jīng)過(guò)硬件選型、采購(gòu)、安裝以及網(wǎng)絡(luò)配置等多個(gè)環(huán)節(jié)，過(guò)程較為復(fù)雜，使得新業(yè)務(wù)系統(tǒng)的上線和測(cè)試的過(guò)程極為漫長(zhǎng)。

1.4 管理策略分散

根據(jù)目前的情況來(lái)看，當(dāng)前多數(shù)高校的信息資源運(yùn)維管理工作都存在著策略分散的情況，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施功能難以得到充分的監(jiān)控、管理、報(bào)告以及遠(yuǎn)程訪問(wèn)等，而在事實(shí)上，促使數(shù)據(jù)、IT基礎(chǔ)設(shè)施以及運(yùn)行服務(wù)集中術(shù)后對(duì)數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理的必然條件。

2 云計(jì)算的高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與實(shí)踐

云計(jì)算屬于一種新型的共享基礎(chǔ)架構(gòu)方式，能夠?qū)薮蟮南到y(tǒng)池進(jìn)行有效連接，從而實(shí)現(xiàn)IT服務(wù)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)中心以及服務(wù)器進(jìn)行有效連接，將計(jì)算能力提供給客戶。對(duì)云計(jì)算技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，其服務(wù)系統(tǒng)能夠?qū)π@內(nèi)的教學(xué)資源以及科研資源進(jìn)行有效整合，同時(shí)對(duì)校務(wù)管理流程重新定義，以促使信息化的整體投入得到降低，最終實(shí)現(xiàn)資源利用率的提升和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提升，以保障客戶能夠?qū)Ω鞣N信息服務(wù)輕松獲取，不僅能夠切實(shí)提升客戶的滿意程度，還更加便利的實(shí)現(xiàn)集中管理以及降低系統(tǒng)維護(hù)工作的成本，在很大程度上降低了相關(guān)管理人員的工作強(qiáng)度。

2.1 相關(guān)技術(shù)

2.1.1 云計(jì)算

對(duì)云計(jì)算進(jìn)行應(yīng)用的主要目的，是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)個(gè)網(wǎng)絡(luò)成本相對(duì)較低的計(jì)算實(shí)體進(jìn)行整合，使其成為一個(gè)計(jì)算實(shí)體，并具有更加強(qiáng)大的計(jì)算能力。之后通過(guò)先進(jìn)的商業(yè)模式，使終端用戶能夠獲取到更加強(qiáng)大的計(jì)算能力。由此可以了解到，云計(jì)算不僅是一種技術(shù)，也是一種服務(wù)，在借助網(wǎng)絡(luò)向用戶提供服務(wù)的同時(shí)，促使資源的透明化得以實(shí)現(xiàn)，具有可靠性高、通用性高、規(guī)模大等多種優(yōu)勢(shì)。

2.1.2 虛擬化

對(duì)云計(jì)算進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，虛擬化技術(shù)是其中最主要和最基本的技術(shù)，其并非是實(shí)際版本的創(chuàng)建，而是包含操作系統(tǒng)、硬件平臺(tái)、中間件、網(wǎng)絡(luò)資源等多方面的虛擬版本，對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用的主要目的，不僅是促使任務(wù)得到集中管理，也是促使擴(kuò)展性以及工作負(fù)載得到提升。

根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，虛擬化平臺(tái)可以分為三個(gè)方面，分別為平臺(tái)虛擬化、資源虛擬化以及應(yīng)用程序虛擬化。促使虛擬化技術(shù)的功能得到充分發(fā)揮，能夠有效提升硬件資源、軟件資源的利用率，提升遷移、容災(zāi)以及開(kāi)展管理工作的便捷性，強(qiáng)化系統(tǒng)資源的動(dòng)態(tài)擴(kuò)容性以及便捷部署，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心以及云計(jì)算的有效發(fā)展。

2.2 基于云計(jì)算的高校數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)架構(gòu)

根據(jù)我校數(shù)據(jù)中心信息化的發(fā)展方向以及發(fā)展情況，應(yīng)強(qiáng)化綜合協(xié)調(diào)以及統(tǒng)籌規(guī)劃工作，借助先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)高校云數(shù)據(jù)中心平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，保障高校的云信息服務(wù)能夠得到健康、可持續(xù)發(fā)展。

2.3 高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案

2.3.1 基礎(chǔ)設(shè)施與資源

云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：在對(duì)云網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不僅需要對(duì)傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)的接入情況進(jìn)行考慮，還需對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的接入情況進(jìn)行考慮；計(jì)算資源虛擬化：使用服務(wù)器虛擬化軟件對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行構(gòu)建，從而實(shí)現(xiàn)虛擬化任務(wù)的完成，vSphere、Hyper-V、KVM系統(tǒng)等均為高校中應(yīng)用較為廣泛的服務(wù)器虛擬化軟件；存儲(chǔ)資源虛擬化：對(duì)存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)底層存儲(chǔ)設(shè)備的抽象化統(tǒng)一管理，對(duì)其中的邏輯特性有效保留，更加良好的發(fā)揮自身作用，具有更加良好的空間調(diào)整能力。

2.3.2 云計(jì)算管理平臺(tái)

此為云數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵部分之一，能夠?qū)崿F(xiàn)校園內(nèi)各種軟硬件資源的虛擬化以及資源池管理，并能夠針對(duì)不同類型的資源池提供相應(yīng)的管理接口，從而提高管理工作的有效性。

2.3.3 高校云應(yīng)用系統(tǒng)

其中主要包括教務(wù)管理、學(xué)生管理、招生就業(yè)管理、辦公自動(dòng)化、人力資源管理、一卡通等多方面的公共服務(wù)系統(tǒng)。

2.3.4 校園云服務(wù)

基礎(chǔ)設(shè)施云服務(wù)：借助虛擬化技術(shù)，促使服務(wù)器資源與存儲(chǔ)資源建立成為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施云供高校內(nèi)部應(yīng)用，以用戶的需求為基礎(chǔ)，對(duì)相應(yīng)的虛擬服務(wù)器以及存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行建立，有利于提升虛擬服務(wù)器的性能以及可應(yīng)用性；公共平臺(tái)云服務(wù)：其中主要包括中間件、Web服務(wù)器以及數(shù)據(jù)庫(kù)等，通過(guò)對(duì)虛擬化技術(shù)的應(yīng)用，統(tǒng)一的公共平臺(tái)得以建立，大幅度的節(jié)約了投入以及開(kāi)展運(yùn)行維護(hù)工作的成本。

2.3.5 數(shù)據(jù)中心保障體系

信息安全體系：以物理、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、信息以及管理為主要出發(fā)點(diǎn)嗎，對(duì)校園數(shù)據(jù)中心的整體安全起到重要保障作用，促使校園信息化系統(tǒng)的安全性和可靠性得到有效提升；運(yùn)維保障體系：其中主要包括系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)管理以及維護(hù)服務(wù)等，在其進(jìn)行運(yùn)行期間，能夠?qū)?shù)據(jù)中心內(nèi)資源的分布與使用情況進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，以保障數(shù)據(jù)中心內(nèi)相關(guān)資源的負(fù)載能夠持續(xù)處于均衡狀態(tài)。

3 基于云計(jì)算的高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與實(shí)踐

我校云管理平臺(tái)主要應(yīng)用的系統(tǒng)為H3C CAS，其將KVM作為重要基礎(chǔ)，使用融合基礎(chǔ)框架建立起虛擬化平臺(tái)，不僅為用戶提供了自助式的云服務(wù)，同時(shí)也對(duì)外開(kāi)放了標(biāo)準(zhǔn)的云接口，能夠?qū)?shù)據(jù)中心資源實(shí)施動(dòng)態(tài)的調(diào)整和分配，在實(shí)現(xiàn)高利用率和高安全性的同時(shí)，大幅度的降低了資金投入。

在本學(xué)期第一周的學(xué)生選課工作中，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示同時(shí)在線人數(shù)達(dá)到2500人左右，此時(shí)虛擬機(jī)能夠?qū)x課工作所造成的巨大壓力有效承載，僅在選課工作開(kāi)啟8小時(shí)以后，便實(shí)現(xiàn)了9000名學(xué)生的選課成功，并且在此過(guò)程中，選課系統(tǒng)持續(xù)處于正常的訪問(wèn)狀態(tài)，使學(xué)生獲得了良好的用戶體驗(yàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用促使高校信息化建設(shè)的步伐不斷加快，在本文中，根據(jù)我校信息化建設(shè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出并實(shí)踐了新的云數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)方案，并取得了良好的成果。