试论基于云计算的高校数据中心的设计与实现

试论基于云计算的高校数据中心的设计与实现

基于云计算的高校数据中心依靠其自身具备的优势成为研究和发展的主流，能为用户提供更为便捷和多样的服务。文章以高校云计算数据中心为目标，探讨了数据中心建设现状，总结了在高校云计算数据中心设计实现过程中所需要注意的要点，最后提出了一套适用于高校教务服务的云计算数据中心的实现方案。

标签：云计算；数据中心；虚拟机；高校服务

引言

在信息技术发展的推动下，各高校教务、科研以及办公等业务都通过信息技术的方式开展，导致高校对于各类信息系统以及数据存储空间等需求量都越来越高，数据中心的规模也不得不随之不断扩大。为了保障服务顺利开展，业务办理过程具有较高的安全性，各高校对于数据中心安全性、可靠性的要求也越来越高[1]。可见，传统的高校数据中心已经无法跟上时代的步伐，适用性也越来越差。为了改善高校数据中心现状，可以通过云计算、虚拟化等方式对服务器、存储以及网络进行全面整合。

1 高校数据中心建设现状

虚拟化技术对于高校数据中心的优化、简化起到了重要的作用，利用虚拟化技术以及云计算能够完成IT基础设施环境的功能，并改善现有数据中心构架以及管理模式。但当前各高校建设数据中心依然只简单的利用虚拟服务器代替物理服务器，忽略了对数据中心内存、网络以及应用交付系统等方面的协调和改善，虚拟化技术所具有的优势并得到充分发挥。当前各高校数据中心在运行过程中依然存在诸多问题，例如：连续性和灵活性较差、维护管理成本较高等。数据中心若只进行服务器的虚拟化而忽略其他硬件资源相应的调整，信息系统与硬件资源之间就会出现脱节现象，无法满足应用系统的需要，严重影响了信息系统的正常运行。因此，结合云计算技术，可以实现存储系统以及网上支付系统，而且能够统一的管理硬件资源，合理分配个硬件应承担的任务，屏蔽底层硬件细节，降低了研究与应用的复杂性。将硬件系统模块化，使其具有较高的独立性，较低的耦合性。应用系统所需要的计算、存储等资源都可以实现按需获取，保证了业务的高效性、连续性以及可用性。利用云计算技术建设高校数据中心能够有效解决服务器在虚拟化过程中所带来的问题。

2 基于云计算高校数据中心建设要点

2.1 资源池

高校数据中心建设过程中可通过虚拟化的手段，将数据中心软件资源以及硬件资源整合成为一个虚拟的资源池，可以有效简化硬件资源的管理和调度，资源可以实现按需获取，同时空闲的资源会自动释放，这一技术是云计算数据中心建

设中的一项关键技术和基础。资源池化的实现能够将离散形的硬件资源管理方式转为虚拟化的资源共享，管理工作会更加便捷、效率更高。资源池化能够根据应用系统的需要来进行分配，实现按需获取。另外，资源池化还可以实现各类业务的快速部署，合理分配动态资源。

2.2 资源动态管理

资源动态管理是云计算高校数据中心建设十分重要的一点。数据中心的核心在于如何管理应用数据。数据是信息的一种形式，管理的效率直接决定着使用的效率。不同的用户对不同的数据有着不同的关注度和使用度。用户希望获取的仅仅是其所需求的，因此对于存储资源和管理资源的时候，要动态的区分这些对于用户不同的贡献度。动态管理资源可以有效提高硬件资源的利用率。同时也使得数据中心能够更灵活的满足应用需求。数据中心可利用分布式资源调度等功能来实现资源的动态管理。

2.3 动态扩展

资源与需求是在不断地变化的。为了满足应用需求，数据中心的资源也必须根据应用需求动态地扩展以满足当前最新的应用需求。实现动态化、个性化的管理。在扩展当前资源池的时候，要保证当前正在进行服务的前提下进行。为了预防扩展过程中，出现新旧平台建设的不衔接问题，可以数据中心模块化，提高各个数据中心模块的独立性，降低模块之间的耦合性。每个模块都具有计算、网络、存储方面的资源，使得各个模块可以相对独立的工作，减少扩展时的相互影响，提高后期建设和维护的效率。

3 基于云计算的高校数据中心的设计与实现

3.1 计算系统

实现计算资源虚拟化的一种可靠方式是服务器虚拟化。在各大高校中，目前应用较为广泛的是通过vSphere来虚拟化平台。它是目前市场上唯一可供生产环境使用的服务器虚拟化套件。虚拟化技术创建了高效而灵活的存储池，不仅简化了虚拟机的存储操作过程，还可直接利用存储基础架构的各项功能，为在虚拟环境中使用和管理存储系统提供了最有效的方式。系统设计首先考虑的是功能的完善，其后是性能的改进。评判一个系统设计是否合理在于能够满足用户的需求。其次，是一个系统的可扩展性和容错性。能够在用户需求不断变动的情况下，做出改进。系统的整体架构不应有较大的改变，以使用那个各类业务不断增长的需求[2]。

3.2 网络系统

基于云计算的数据中心其网络系统与传统的数据中心相比，网络资源的调用方式主要是面向云服务的，并不是面向复杂的物理底层设施来进行设计。网络虚拟化能够将数据中心其网络设备的调用方式脱离物理位置以及物理状态，这是基

于云计算的构架中IT资源池化的关键环节。高校数据中心由于其所承担的业务及应用特点等决定了其网络系统的形式，即必须要将传统的校园网接入考虑到其中，同时还应当估计数据中心的网络接入。在设计高校数据中心网络系统时可采用超大规模的数据中心交换机作为核心，另一方面，还可通过对虚拟机系统平台内配备的软交换机的交换方式进行改进来提升虚拟化网络其运行质量。

3.3 存储系统

云计算的数据存储方式为分布式存储，对服务器的稳定性要求降低了，但对存储的可靠性以及性能都有着更高的要求，存储器作为数据中心的核心及运行的基础，其性能优劣、质量好坏都会对系统产生全面的影响，不断发展和完善存储系统是整个数据中心建设过程中的重点环节。一方面应当根据运算量充分考虑适宜的存储容量，另一方面应当重点考虑系统的I/O性能。为了完善云计算数据中心的存储系统建设，可以采用EMC公司的VNX存储系统来进行建设。

3.4 安全应用交付系统

实现安全应用交付系统对于高校数据中心来说是十分有效的一道安全屏障。安全应用交付系统，简称SSA，是指将客户的关键应用高效、安全、智能、可靠的发布到用户端。采用负载均衡、应用加速、Web应用安全、连接优化等技术。在极大提高数据中心核心业务系统的可用性、效率和安全性的同时，降低数据中心基础设施投资成本、维护复杂度和能源消耗。在虚拟机安全产品的选择上也应当慎重考虑。在这一方案中，可以采用Deep Security，这是综合了保护服务器以及应用程序功能的安全系统，通过与虚拟机管控中心的整合，提升了资源计算的效率。

3.5 云管理平台

云管理平台作为对整个数据中心进行资源管理和调配的平台，管理各个资源池工作负载交付，也是实现IaaS关键环节之一。云管理平台所具备的功能应当能够针对不同资源池提供统一的管理接口，实现对架构中各个资源池的集中管理，其功能主要包括资源管理、资源监控以及故障检测、数据统计等等管理工作。云管理平台构建方式可以在vSphere为云计算系统所提供的基础设施构架上通过第三方软件来实现两者的对接。

4 结束语

基于云计算的高校数据中心与传统的数据中心相比较，业务处理更高效、更简化，但对于硬件设备以及各系统的设计实现要求都更高。只有根据实际的业务需求，通过对计算、网络交付应用以及存储等系统的合理设计和不断完善，才能建设具有更高业务处理能力的高校数据中心，更好地服务于校园内的师生用户。

参考文献

[1]李璐颖，张云勇，房秉毅.云计算在网络中的应用[J].电信技术，2011（10）.

[2]王欣，张铮，张为华.数据中心的能源管理技术研究[J].电子技术应用，2016（3）.