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高职院校云数据中心建设探析

文/ 程　君

摘　要：我校通过近年数字化校园的建设,已初步形成教育信息化基础设施体系,原数据中心机房建设规格低、面积小、环境条件较差,无法承载日益发展的业务需求.新机房着力于提供未来5 年的云数据中心级机房环境,以《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2008) 为基准,完成了我校云平台数据中心核心机房的建设.

关键词：数据中心；云平台

一、数据中心机房建设

该数据中心面积220 ㎡, 配有独立配电间, 配备双路50KVAUPS 供配电系统及独立接地系统,配备2 组共128 节电池,提供8 小时满载市电故障运行时间及抗雷击特性,且UPS 可平滑升级至双路100KVA,提保障未来扩容需求；配置双路40KW制冷量的精密空调并机运行,可持续将房间内温湿度及空气含尘浓度控制在标准范围,为精密电子设备提供稳定运行环境；提供48 台42U 标准宽体机柜用于安装网络、计算及存储设备；提供10G 光纤通讯网络、且可平滑升级至40G,提供千兆/ 万兆接入能力；配备了漏液检测、惰性气体喷洒式消防系统、全自动新风系统等事故保障手段,可有效保障火灾事故时的设备安全；数据中心还设置了门禁系统及视频监控系统,严格控制机房进出权限；同时利用可视化机房环境动力监控系统及综合业务管理平台,完成对全网设备运行状态的实时监控.

二、数据中心架构、计算能力及存储能力建设

我校数据中心承担了全校业务的核心支撑任务,计算及存储能力也随应用系统的建设逐步提升,保障了校园信息化业务系统的各项性能要求.

目前,数据中心提供了2 套完善的资源架构：基于集中存储和高性能刀片服务器的集中式架构与基于分布式存储和计算的分布式架构.

1. 集中式架构建设

采用IBM 和Cisco 的高性能刀片服务器,提供XX 路共XXG的CPU 处理能力及XXG 内存处理能力；采用NetApp 的集中式存储,具备8GbFC 及10GbFCoE 的高速冗余接口,提供XXTB的存储空间,并通过虚拟化引擎将计算及存储资源整合至资源池中,再根据业务系统的各自需求合理分配.

该架构主要为我校核心业务提供服务,如：校级核心数据库及数据网络、数字化校园系统（三大平台及OA、教务、人事、学工、科研等业务系统）、一卡通系统、DNS 及NTP 服务、邮件服务等.

2. 分布式架构建设

采用机架式x86 服务器群,提供XX 路共XXG 的CPU 处理能力及XXG 内存处理能力；采用服务器内置硬盘配合PCIeSSD提供较低成本的高速存储能力；采用独立光纤万兆双网卡提供高速数据交互能力,通过虚拟化引擎将将计算及存储资源整合至资源池中,并由云平台资源申请及管理服务提供给我校各部门或学院使用.

该架构即为我校云平台的系统架构,主要为我校部门级业务提供服务,如：部门或院系网站、各院系教学实训系统、各部门申请独立使用的其他系统等.

三、校园网云平台建设

我校通过近年数字化校园的建设,已初步形成教育信息化基础设施体系,并基本完成了数字化校园业务系统的建设,而在数字化校园的基础上,还着力建设基于校园云服务的业务系统,利用云服务功能特性,满足校园服务的公众化、资源管理的集约化,达到服务和资源的广泛高效利用的需求.

我校云平台的建设是基于服务器虚拟化技术,提供武汉职业技术学院已有计算及存储资源的云服务管理平台.云平台系统通过对现有资源整合和调配,提供完整的基础设施与应用的统一化在线服务,做到面向用户提供包括弹性计算、灵活存储、多类型数据库及应用程序等在内的云计算特性功能,并集成完善的权限管理、计费管理、网络资源管理及安全管理特性,满足行业用户对IaaS、PaaS 类的业务需求.

本云平台将学校分布式架构资源进行集中管理调度,形成统一的云资源池,支撑各类业务管理系统和公共服务平台的稳定运行以及科研高性能计算工作,另外,还能提供诸如大数据处理、课程培训、云计算教学、动漫设计等应用.老师、学生等云平台最终用户可以通过网络在学校任何地方访问云平台,实现对云资源的自助使用.

云平台整体包括六大模块,分别是：

1.IT 基础硬件

充分利用已有高性能计算资源对服务器、存储设备、网络设备进行了统一调度管理,以实现资源的优化配置、充分共享.

2. 云资源池

利用云平台的虚拟化技术,将底层IT 基础硬件设备进行虚拟化处理,借助云平台控制器对虚拟资源进行统一纳管,屏蔽底层各类硬件环境的复杂性,构建统一的虚拟化云资源池,为上层的业务管理系统和公共服务平台的运行提供必须的计算、存储和网络资源.

3. 自动化云服务

在虚拟化层基础上,云平台对虚拟资源进行能力封装,提供了多项自动化的云服务,包括基础能力（虚拟机、存储卷、网络资源等）、应用支撑能力（应用自动化部署、数据库服务、负载均衡服务等）、辅助能力（HPC、大数据处理、安全防护等）等,云平台用户可以通过这些服务满足各种场景下的IT 需求.该层是整个云平台的核心部分,直接决定着云数据中心的能力大小.

4. 自助服务

云平台为老师、用户提供了自助服务门户.云平台管理员只需要为每个用户分配一定的资源配额（例如10VCPU、20G 内存、200G 存储空间等）,用户就可以自助登录到云平台界面,使用云平台提供的各项功能进行应用部署工作.

5. 扩展能力

云平台的构建也遵循标准化的原则,且所有的API 均对外开放,云平台用户可以利用这些API 进行能力扩展开发.

6. 云平台应用

依托云平台提供的各项自动化服务,云数据中心既能支撑学校各类业务管理系统和公共服务平台的稳定运行,又能集中各单位有效计算单位的空闲时间为计算需求提供服务.

参考文献：

[1]蔡立军. 计算机网络安全技术[M]. 北京: 中国水利水电出版社,2005.

[2] 夏丹丹,李刚,程梦梦,于亮. 入侵检测系统综述. 网络安全技术与应用,2007.01.

[3] 孙健,王韬,李东强. 病毒防护技术的研究. 科学技术与工程,2005.11.

（作者单位：武汉职业技术学院）

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