云计算背景下高校数据中心建设的探讨

毛新光

摘  要： 文章以闽江学院为例描述了数据中心建设的现状和存在的问题，提出了云计算在数据中心建设中的优势和重要性，探讨了在云计算背景下建设高校数据中心的技术架构。经闽江学院数据中心建设的实践证明，云计算可以提高高校数据中心计算服务器的稳定性和安全性，同时还可以提高运维的工作效率。

关键词： 云计算; 数据中心; 信息化; 云平台

中图分类号：G202          文献标识码：A     文章编号：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

學校经过了多年的信息化建设，已构建了以统一信息门户、统一身份认证和统一数据库为核心的数字化校园基础软件平台，建成了办公自动化、教务教学管理、档案管理、招生就业管理和校园一卡通管理系统以及网络教学平台等一大批应用服务。在实际应用过程中，由于应用软件对服务器硬件的需求差异大、病毒感染、硬件故障等时有发生，使数据中心管理压力与日俱增[1-2]。为了更好的管理这些服务器和资源更好地利用，本文提出基于多云管理平台，让支持异构存储的技术架构来建设高校的数据中心。

1 数据中心的现状及挑战

1.1 高校数据中心的现状

经过了多年的信息化的建设，现已有IBM刀片服务器二台共19片刀片服务器、20台IBM柜式服务器、二台H3C的UIS8000刀片服务器共16片、七台HP柜式服务器、二台DELL柜式服务器等，共计64台物理服务器，承载了全校的应用服务。二台H3C UIS8000配有32个主机插槽，方便在每个插槽上扩容UIS B390 G2刀片主机。其中在H3C UIS 8000服务器上有6片UIS B390 G2的刀片服务器上部署了H3C的CAS云计算平台，8片刀片服务器上部署了Huawei Fusion Compute云计算平台，这两套虚拟化平台组成了闽江学院的虚拟化计算结点。存放数据的存储有三套，其中两套是IBM V7000和DS4700存储，另一套是Huawei FusionCompute存储。计算服务器与存储通过两台华为2124光纤交换机互联，IBM V7000存储和DS4700存储是同构的，IBM V7000存储管理系统可以纳管IBM DS4700存储，不同品牌之间进行纳管存在壁垒的问题。

1.2 高校数据中心的挑战

经过多年的信息化建设，闽江学院数据中心共有64台物理服务器、二套虚拟化平台、三套存储，管理如此庞大的服务器群，遇到众多问题，给数据中心的管理工作带来了极大挑战。以闽江学院的数据中心为例，当前的数据中心在实际的应用过程中，主要存在的挑战如下。

1.2.1 计算资源不足的问题

IBM、HP等不在集群里的服务器，随着应用服务软件不断集成更新，以及组件或功能不断完善，需要的计算资源不断的增加[3]，而原先配置的服务器硬件不能满足应用的需求，往往需要重新购置新的硬件服务器，才能满足软件对硬件的需求，这往往造成了数据中心硬件资源的重复建设，造成了资源的浪费。

1.2.2 存储资源管理效率的问题

数据中心现有IBM的DS 4700和V7000、Huawei Fusion Compute三套存储来承载信息中心数据存放的所有业务。IBM V7000存储的磁盘分为两个池，一个SAS池有10.56T的空间，一个SATA池有16.37T的空间，同时还接管了同构的8.7T的DS4700外部存储。而异构的Huawei Fusion Compute是另外一套存储资源，作为不同品牌的存储，在集中纳管上，往往存在壁垒和兼容性的问题，这些弊端无形中增加了运维的成本和管理的难度。

1.2.3 数据安全问题

经过了多年的信息化建设，数据中心共有64台物理服务器，随着使用年限的增加，硬盘使用寿命的问题成为数据安全的重要风险点，因此不时的要对盘阵上的数据进行迁移，迁移到更安全的服务器上。这就需要时刻关注服务器的硬件运行状态，当出现故障时，及时更换硬件，使服务器正常运行，于是增加了服务器运维成本[4]。

1.2.4 系统扩展性问题

随着学校的快速发展，规模的不断扩大，对服务器的计算资源和存储资源的需求也越来越大，而服务器不能动态的增加应用所需的硬件资源。例如高校数据中心经常使用的学生选课系统，当进行选课时，并发的数据量很大，所需要的硬件资源就要相应的增加，而服务器不能根据负载动态地提高服务器的硬件配置，这样在实际应用过程中，就会影响服务器的性能和应用的体验。

2 云平台管理服务器的重要性

针对闽江学院数据中心的现状，提出了多云平台可以对数据中心的服务器计算机结点、H3C的CAS和Huawei的Fusion Compute集群、存储结点进行统一管理，同时有助于将来对租赁的公有云进行有效的管理。

2.1 动态的资源管理

云平台可以将要管理的服务器、H3C的CAS和Huawei的Fusion Compute的集群、存储进行池化。对于数据中心任一台服务器加入到集群的池中，作为云平台的一个结点。加入到该集群的服务器可以统一的进行管理，对于该集群的服务器当存储资源不足时，可以动态的分配存储资源。对于该结点上新建的虚拟机服务器可以随业务的负载，动态的调整虚拟服务器的计算资源，来提高服务器的性能。

2.2 服务器的高可用性

采用云平台管理数据中心的所有服务器后，当池中任何一个计算节点出现故障时，不会造成数据中心业务的宕机。宕机上的虚拟机，在网络出现故障时，自动发生迁移;同时云平台支持实时监测群集内计算节点的负载状态，根据灵活的调度算法，动态迁移云主机以均衡群集负载，优化业务运行性能，提高应用服务器的稳定性。

2.3 服务器的高安全性

云平台可以对服务器设置定时的备份和快照功能，当服务器出现意外情况，如受到病毒和木马入侵后，可以选择还原上一个备份点或快照，快速的清除掉病毒，保证了服务器数据的安全。当数据中心有多个管理员时，需要根据各管理员的角色的不同，需要分配不同的权限。管理员根据自己的权限，来管理本级的资源。

2.4 制定不同的告警策略

高校数据中心可以根据需要监控的物理资源、虚拟资源，可以自定义告警模板、策略、规则，提供对所纳管的集群的物理节点、虚拟机、物理交换机、分布式存储等对象配置监控策略[5]。策略可按告警模板、告警联系人、监控对象，制定不同的策略，不同的告警策略应用于不同的对象，通知不同的对象。这样根据不同的告警分发不同的对象，有利于了解告警颁发的根源，提高运维的效率。

3 数据中心建设的技术架构

3.1 存储的技术架构

闽江学院数据中心经过多年的建设，已经建立起了8.7T的IBM DS4700、27T的IBM V7000和109.5T的Huawei 5500V5的三套存储服务器，承载着存储闽江学院数据中心产生的数据。作为异构存储，带来运维和管理的难度。为了解决这个问题，闽江学院采用了Huawei OceanStor 5500的設备进行接管，主要的技术架构如图1所示。

新增的Huawei OceanStor 5500存储用FC端口通过两台华为2124光纤交换机分别与IBM V7000和DS4700的存储相连，通过异构接管功能实现对IBM V7000和DS4700的管理。通过这样的技术架构，就可以通过HuaweiOceanStor 5500的存储管理系统，管理整个数据中心的存储，提高了运维的效率。同时实现Huawei OceanStor 5500存储阵列上的LUN和异构接管LUN组成镜像LUN，将镜像LUN映射给主机读写，通过数据冗余，提高了异构接管LUN的可靠性，实现数据双写，保证业务运行的可靠性。

3.2 云平台管理系统的技术架构

通过多云管理系统，可以对VMware、H3C的CAS、Huawei的Fusion Computer等云平台、物理服务器资源、公有云等进行集中管理。该平台的技术架构如图2所示。

通过多云管理平台的异构引擎，提供了对现有私有云、公有云、物理服务器统一的管理与资源抽象能力，屏蔽异构虚拟化云环境的差异。通过多云平台，将分散的VMware、Huawei的Fusion Compute、H3C的CAS平台通过多云管理平台容器进行统一集中管理，享受容器的快速部署、高性能、安全性等诸多优势;同时平台本身采用全冗余、高可用的技术架构，在实际的应用环境中当服务器的硬件、网络链路断开、服务或系统停止响应时，可以持续保持对外服务，提高数据中心的稳定性和可用性。

4 结束语

在云计算迅猛发展的时代背景下，高校的数据中心应采用多云计算环境来建设高校的数据中心。云计算平台能根据服务器的负载，动态的利用资源池中的资源动态的为服务器分配资源，同时云计算平台还具有高安全性、高可用性、根据不同的任务来制定不同的策略等优点，这些都为高校数据中心在运维服务器的过程中减轻了运维管理人员的工作量，极大地提高了工作的效率。

参考文献（References）：

[1] 孙雷，张郑玉成.云平台技术在高校机房管理中的应用[J].教育教学论坛，2020.10（44）：42-43

[2] 翁国秀.云桌面技术在高校计算机实验室建设和管理中的应用[J].信息与电脑，2012.11：110-111

[3] 罗伟.基于云平台的校园网服务平台构建研究[J].电脑编程技巧与维护，2020.6：101-103

[4] 丁玉鹏，胡文斌，曹帅.云平台机房特点及运维管理分析[J].信息数据与电子工程，2019.19：80

[5] 宋婷婷.浅析云计算平台的安全防护[J].安阳师范学院学报，2020.5：41-44