云計算背景下高校數據中心建設的探討

毛新光

摘? 要： 文章以閩江學院為例描述了數據中心建設的現狀和存在的問題，提出了云計算在數據中心建設中的優勢和重要性，探討了在云計算背景下建設高校數據中心的技術架構。經閩江學院數據中心建設的實踐證明，云計算可以提高高校數據中心計算服務器的穩定性和安全性，同時還可以提高運維的工作效率。

關鍵詞： 云計算; 數據中心; 信息化; 云平臺

中圖分類號：G202? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2021）09-125-04

Abstract： Taking Minjiang University as an example， this paper describes the current situation and existing problems of data center construction， puts forward the advantages and importance of cloud computing in data center construction， and discusses the technical architecture of building university data center in the background of cloud computing. The practice of the data center construction of Minjiang University has proved that cloud computing can improve the stability and security of the computing server of the university data center， and can also improve the work efficiency of operation and maintenance.

Key words： cloud computing; data center; information; cloud platform

0 引言

學校經過了多年的信息化建設，已構建了以統一信息門戶、統一身份認證和統一數據庫為核心的數字化校園基礎軟件平臺，建成了辦公自動化、教務教學管理、檔案管理、招生就業管理和校園一卡通管理系統以及網絡教學平臺等一大批應用服務。在實際應用過程中，由于應用軟件對服務器硬件的需求差異大、病毒感染、硬件故障等時有發生，使數據中心管理壓力與日俱增[1-2]。為了更好的管理這些服務器和資源更好地利用，本文提出基于多云管理平臺，讓支持異構存儲的技術架構來建設高校的數據中心。

1 數據中心的現狀及挑戰

1.1 高校數據中心的現狀

經過了多年的信息化的建設，現已有IBM刀片服務器二臺共19片刀片服務器、20臺IBM柜式服務器、二臺H3C的UIS8000刀片服務器共16片、七臺HP柜式服務器、二臺DELL柜式服務器等，共計64臺物理服務器，承載了全校的應用服務。二臺H3C UIS8000配有32個主機插槽，方便在每個插槽上擴容UIS B390 G2刀片主機。其中在H3C UIS 8000服務器上有6片UIS B390 G2的刀片服務器上部署了H3C的CAS云計算平臺，8片刀片服務器上部署了Huawei Fusion Compute云計算平臺，這兩套虛擬化平臺組成了閩江學院的虛擬化計算結點。存放數據的存儲有三套，其中兩套是IBM V7000和DS4700存儲，另一套是Huawei FusionCompute存儲。計算服務器與存儲通過兩臺華為2124光纖交換機互聯，IBM V7000存儲和DS4700存儲是同構的，IBM V7000存儲管理系統可以納管IBM DS4700存儲，不同品牌之間進行納管存在壁壘的問題。

1.2 高校數據中心的挑戰

經過多年的信息化建設，閩江學院數據中心共有64臺物理服務器、二套虛擬化平臺、三套存儲，管理如此龐大的服務器群，遇到眾多問題，給數據中心的管理工作帶來了極大挑戰。以閩江學院的數據中心為例，當前的數據中心在實際的應用過程中，主要存在的挑戰如下。

1.2.1 計算資源不足的問題

IBM、HP等不在集群里的服務器，隨著應用服務軟件不斷集成更新，以及組件或功能不斷完善，需要的計算資源不斷的增加[3]，而原先配置的服務器硬件不能滿足應用的需求，往往需要重新購置新的硬件服務器，才能滿足軟件對硬件的需求，這往往造成了數據中心硬件資源的重復建設，造成了資源的浪費。

1.2.2 存儲資源管理效率的問題

數據中心現有IBM的DS 4700和V7000、Huawei Fusion Compute三套存儲來承載信息中心數據存放的所有業務。IBM V7000存儲的磁盤分為兩個池，一個SAS池有10.56T的空間，一個SATA池有16.37T的空間，同時還接管了同構的8.7T的DS4700外部存儲。而異構的Huawei Fusion Compute是另外一套存儲資源，作為不同品牌的存儲，在集中納管上，往往存在壁壘和兼容性的問題，這些弊端無形中增加了運維的成本和管理的難度。

1.2.3 數據安全問題

經過了多年的信息化建設，數據中心共有64臺物理服務器，隨著使用年限的增加，硬盤使用壽命的問題成為數據安全的重要風險點，因此不時的要對盤陣上的數據進行遷移，遷移到更安全的服務器上。這就需要時刻關注服務器的硬件運行狀態，當出現故障時，及時更換硬件，使服務器正常運行，于是增加了服務器運維成本[4]。

1.2.4 系統擴展性問題

隨著學校的快速發展，規模的不斷擴大，對服務器的計算資源和存儲資源的需求也越來越大，而服務器不能動態的增加應用所需的硬件資源。例如高校數據中心經常使用的學生選課系統，當進行選課時，并發的數據量很大，所需要的硬件資源就要相應的增加，而服務器不能根據負載動態地提高服務器的硬件配置，這樣在實際應用過程中，就會影響服務器的性能和應用的體驗。

2 云平臺管理服務器的重要性

針對閩江學院數據中心的現狀，提出了多云平臺可以對數據中心的服務器計算機結點、H3C的CAS和Huawei的Fusion Compute集群、存儲結點進行統一管理，同時有助于將來對租賃的公有云進行有效的管理。

2.1 動態的資源管理

云平臺可以將要管理的服務器、H3C的CAS和Huawei的Fusion Compute的集群、存儲進行池化。對于數據中心任一臺服務器加入到集群的池中，作為云平臺的一個結點。加入到該集群的服務器可以統一的進行管理，對于該集群的服務器當存儲資源不足時，可以動態的分配存儲資源。對于該結點上新建的虛擬機服務器可以隨業務的負載，動態的調整虛擬服務器的計算資源，來提高服務器的性能。

2.2 服務器的高可用性

采用云平臺管理數據中心的所有服務器后，當池中任何一個計算節點出現故障時，不會造成數據中心業務的宕機。宕機上的虛擬機，在網絡出現故障時，自動發生遷移;同時云平臺支持實時監測群集內計算節點的負載狀態，根據靈活的調度算法，動態遷移云主機以均衡群集負載，優化業務運行性能，提高應用服務器的穩定性。

2.3 服務器的高安全性

云平臺可以對服務器設置定時的備份和快照功能，當服務器出現意外情況，如受到病毒和木馬入侵后，可以選擇還原上一個備份點或快照，快速的清除掉病毒，保證了服務器數據的安全。當數據中心有多個管理員時，需要根據各管理員的角色的不同，需要分配不同的權限。管理員根據自己的權限，來管理本級的資源。

2.4 制定不同的告警策略

高校數據中心可以根據需要監控的物理資源、虛擬資源，可以自定義告警模板、策略、規則，提供對所納管的集群的物理節點、虛擬機、物理交換機、分布式存儲等對象配置監控策略[5]。策略可按告警模板、告警聯系人、監控對象，制定不同的策略，不同的告警策略應用于不同的對象，通知不同的對象。這樣根據不同的告警分發不同的對象，有利于了解告警頒發的根源，提高運維的效率。

3 數據中心建設的技術架構

3.1 存儲的技術架構

閩江學院數據中心經過多年的建設，已經建立起了8.7T的IBM DS4700、27T的IBM V7000和109.5T的Huawei 5500V5的三套存儲服務器，承載著存儲閩江學院數據中心產生的數據。作為異構存儲，帶來運維和管理的難度。為了解決這個問題，閩江學院采用了Huawei OceanStor 5500的設備進行接管，主要的技術架構如圖1所示。

新增的Huawei OceanStor 5500存儲用FC端口通過兩臺華為2124光纖交換機分別與IBM V7000和DS4700的存儲相連，通過異構接管功能實現對IBM V7000和DS4700的管理。通過這樣的技術架構，就可以通過HuaweiOceanStor 5500的存儲管理系統，管理整個數據中心的存儲，提高了運維的效率。同時實現Huawei OceanStor 5500存儲陣列上的LUN和異構接管LUN組成鏡像LUN，將鏡像LUN映射給主機讀寫，通過數據冗余，提高了異構接管LUN的可靠性，實現數據雙寫，保證業務運行的可靠性。

3.2 云平臺管理系統的技術架構

通過多云管理系統，可以對VMware、H3C的CAS、Huawei的Fusion Computer等云平臺、物理服務器資源、公有云等進行集中管理。該平臺的技術架構如圖2所示。

通過多云管理平臺的異構引擎，提供了對現有私有云、公有云、物理服務器統一的管理與資源抽象能力，屏蔽異構虛擬化云環境的差異。通過多云平臺，將分散的VMware、Huawei的Fusion Compute、H3C的CAS平臺通過多云管理平臺容器進行統一集中管理，享受容器的快速部署、高性能、安全性等諸多優勢;同時平臺本身采用全冗余、高可用的技術架構，在實際的應用環境中當服務器的硬件、網絡鏈路斷開、服務或系統停止響應時，可以持續保持對外服務，提高數據中心的穩定性和可用性。

4 結束語

在云計算迅猛發展的時代背景下，高校的數據中心應采用多云計算環境來建設高校的數據中心。云計算平臺能根據服務器的負載，動態的利用資源池中的資源動態的為服務器分配資源，同時云計算平臺還具有高安全性、高可用性、根據不同的任務來制定不同的策略等優點，這些都為高校數據中心在運維服務器的過程中減輕了運維管理人員的工作量，極大地提高了工作的效率。

參考文獻（References）：

[1] 孫雷，張鄭玉成.云平臺技術在高校機房管理中的應用[J].教育教學論壇，2020.10（44）：42-43

[2] 翁國秀.云桌面技術在高校計算機實驗室建設和管理中的應用[J].信息與電腦，2012.11：110-111

[3] 羅偉.基于云平臺的校園網服務平臺構建研究[J].電腦編程技巧與維護，2020.6：101-103

[4] 丁玉鵬，胡文斌，曹帥.云平臺機房特點及運維管理分析[J].信息數據與電子工程，2019.19：80

[5] 宋婷婷.淺析云計算平臺的安全防護[J].安陽師范學院學報，2020.5：41-44