高校数据中心云计算与虚拟化的应用探索

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　　 摘要：在高校的日常教学和管理工作中，随着信息技术的进一步发展，数据中心的作用越来越明显，但同时也存在着许多方面的问题，包括资源利用率低、管理工作不到位以及机房维护费用的增加等等.通过虚拟化技术与云计算数据中心的部署，既有助于缓解高校数据中心的现存问题，又有助于推动云计算“按需分配”理念的传播.本文对此进行了分析探讨，以供参考.
　　 关键词：高校;数据中心;云计算;虚拟化;应用探索
　　中图分类号：TP311.13;G64  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）04-0066-03
　　 随着我国教育事业与信息技术的进一步发展，我国高校的信息化水平也得到了一定的提升，高校信息系统的建设工作也越来越完善.另外，高校数据中心的建设也需要经过立项、采购、实施以及运维等工作阶段，在以往的高校数据中心建设工作中，其建设的时间往往需要半年以上.现阶段，在信息技术迅速发展的前提下，虚拟化技术与云计算技术也得到了进一步的发展，对于改善高校数据中心及信息系统有着重要的推进意义，有助于高校实现数据中心应用系统计算与存储资源的按需分配，使得建设工作的重点更加突出.与此同时，虚拟化的资源系统建设工作也将归入高校数据中心建设工作中，并成为高校数据中心建设工作中的一项重要内容，但是经过笔者的相关调查后发现，高校数据中心中仍然存在着诸多方面的问题.
　　 随着时代的进步与社会的发展，在高校数据中心中的应用系统也日益增多，服务器与设备也呈现惊人的增长速度，但是对于这些设备资源的利用率却很低.这是因为，高校数据中心中的服务器存在使用情况严重失衡的问题，有些应用系统，例如OA办公系统仅仅在上班时间被使用，除此之外的其他时间均得不到更好的利用，但是为了提高应用系统的质量，又无法降低服务器的某些配置，这样就造成了一定的浪费问题.此外，有一些服务器与应用系统的利用率可能比较高，一时之间满足不了诸多的需要，甚至可能会造成数据中心以及信息系统崩溃的现象.除此之外，对于高校数据中心的管理工作来说，某些应用系统属于独立状态，管理员很难对其进行统一的管理与维护，一旦服务器出现异常就会出现中断的问题，给使用者带来不必要的麻烦，也会给工作管理人员造成较大的负担与一定的压力.另外，随着高校数据中心中服务器硬件数量的进一步提高，不管是对于本身的电源还是对于机房空调移机UPS来说，其消耗量是一个非常庞大的数字.
　　 本文在对上述问题进行分析与探讨的基础之上，提出了虚拟化的高校云计算数据中心的建设措施与策略，期望提高高校数据中心资源的利用效率，促进高校数据中心建设工作的进步与发展.
　　1 关于云计算与虚拟化的分析
　　 具体来说，云计算就是多种计算形式的综合体，包括并行计算、分布式计算、网格计算等，也可以说云计算是这些计算科学概念在商业上的一种综合.云计算主要是将传统计算机系统中的计算与存储工作转移到云端上，这样一来，既有助于提高信息存储的安全性与可靠性，又可以帮助用户节省一定的硬件成本.在云计算中，虚拟化技术是其最为核心的一种技术，通过虚拟化技术有助于对大量的计算机资源进行统一的管理与调度工作，同时为用户提供一个计算机资源库，用户可以根据自身的需要进行选择与利用.
　　 经过笔者的相关调查后发现，现在流行的虚拟化产品主要有Vmware公司的VMware vSphere、微软公司的Hyper—V、Citrix公司的Xen—Server，但是使用率最高的虚拟化产品还是VMware vSphere，这是一种以硬件为基础的完整的基础架构虚拟套件，通常情况下，高校数据中心的建设工作都会选择此种类型的虚拟化产品.
　　2 高校数据中心的现状分析
　　 对于高校数据中心来说基本都是传统层面上的中心机房，在高校数据中心的建设工作中为了提高应用系统的稳定性与安全性，在大多数情况下，都会选择一台服务器与一个系统应用相对应的模式.随着社会的进步与时代的发展，自动化的办公理念也得到了进一步的普及，数据中心各个部门的系统应用也随之增加，同时，服务器的数量也突然增加，这就造成了机柜数量不足、ups电源供电不足、散热设备处理能力不足以及机房面积不足等问题.
　　2.1 系统应用率较低
　　 笔者对高校数据中心的相关调查后发现，高校数据中心中各个系统的使用率并不高，还有的系统会间断性的出现峰值.每个学年的学期期末，学生在进行选课的时间段内，选课系统的访问量就会大大提高，这就容易使服务器出现死机甚至彻底崩溃的问题.但是，一旦过了学期期末选课的时间段，服务器的使用率就会大大降低，甚至陷入无人使用的状态，这样不仅会造成能源浪费的问题，还会对服务器的硬件造成一定的损伤.
　　2.2 难以实现资源共享，容易造成孤岛问题
　　 高校数据中心一般都是由教学以及生活的一些设施与场所组成的，一般来说，高校数据中心中的大多数数据都有自身特定的统计方式，而且这些统计方式仅仅只适用于数据本身，这样就使得一些数据、资源难以实现共享，这就造成了孤岛问题.高校數据中心如果没有统一的平台与统一的标准，一个功能就有可能被分到两个或两个以上的服务器中被完成，其资源与能源的浪费情况可想而知.
　　2.3 系统维护工作复杂且周期性长
　　 高校数据中心中分布着大量的电子产品，这些电子产品需要由专门的工作人员对其进行定期的更新换代，并且，这些电子产品与系统的采购时间与应用时间也是有所区别的，这样就容易造成各个服务器的配置与各系统应用需要的操作系统存在较大的差异.不仅如此，这些高校数据中心的众多服务器还没有一个软件对此进行统一的管理，这就难以在短时间内发现系统所出现的问题，只能在这些服务器运行时再去进行检查与调试，从而在无形之中加大了工作人员的工作难度与工作压力，也会给使用者带来一些不必要的麻烦. 　　2.4 应用系统待升级
　　 某高校数据中心待升级的主要应用系统以及资源利用情况如下表所示：
　　3 高校数据中心具备的条件
　　 对于高校的数据中心来说，一般都会具备三个最基本的条件，一是都具备自己的服务器，二是都具备自身的网络资源，三是具备自身的存储资源，但是这些资源都是独立存在的，高校数据中心的应用系统不能随意地进行迁移，如果发生了某些故障，这些应用系统以及资源的数据就难以被恢复，甚至出现大面积的丢失，对高校数据中心的工作造成巨大的影响与打击.云计算与虚拟化技术有助于在原有服务器的基础上将高校数据中心打造成为一个虚拟化的平台，经过改造后的服务器就是一个具备高配置，大储存特点的服务器.
　　3.1 对服务器进行整合
　　 经笔者的相关统计后发现，某高校的数据中心一共有66台的应用服务器，但是多数的服务器处于长期不使用的状态，其使用率大约在百分之十左右，这就造成了数据中心的系统资源浪费的问题.在高校数据中心中，利用虚拟化可以在一定程度上减少物理服务器的使用数量，也有助于提高服务器的硬件使用率，大大缓解了系统资源浪费的问题.
　　3.2 对服务器应用与部署方式进行改变
　　 在高校数据中心中，通过虚拟化可以完成对独立服务器部署单个应用方式的改变工作，当高校数据中心有新业务上线时有助于降低服务器采购以及基础设施的投入水平.除此之外，通过虚拟化还可以将数据中心的各系统以及其他设备进行有效的隔离，以此来确保应用系统的安全性与可靠性.
　　3.3 对服务器的各项工作进行简化
　　 笔者经过相关调查后发现，目前，高校数据中心的服务器基本都是一个服务器运行一个应用，部署工作也比较复杂，存在一定的难度，当有两个或多个的应用需要在同一个环境下进行工作时，管理员还需要重复环境配置的工作流程，这就大大增加了管理员的工作难度与工作量，同时也加大了管理员的失误率.
　　 除上述之外，通过虚拟化的应用还有利于提高高校数据中心服务器的可用性，为高校数据中心营造具有透明负载均衡、动态迁移、故障报警等安全系数较高的应用环境，有助于促进高校数据中心建设工作的进步与发展.
　　4 云计算与虚拟化技术在高校数据中心中的实施
　　 云计算与虚拟化技术支持下的新型的高校数据中心具有环保节能、便于操作与维护、提高数据安全性以及便于数据迁移的特点.
　　4.1 资源层
　　 在高校数据中心中的资源层是将网络、服务器与存储等资源进行整合，将这些资源进行统一管理，从而为其余各个层次打好基础.对于存储设备来说也有了很大的改进，在存储设备中将太网或者是光纤连接在一起，不仅有助于为虚拟机的克隆提供强有力的保障，同时也提高了虚拟机的备份的安全性.对于传统的高校数据中心来说，服务器与其他资源的采购时间不尽相同，这就造成了一定的差异性，加大了维护工作人员的工作量，维护人员在对设备进行维护工作时就需要面对多种类型的配置与型号.
　　4.2 虚拟层
　　 對于整个高校的数据中心来说，虚拟层是其重要的组成部分，也可以说虚拟层处于数据中心的最为核心的位置，利用虚拟技术可以将不同类型的操作系统与不同的需求整合在一个平台上，便于应用进行迁移与灾备工作，同时，还有助于提高数据的安全性与工作效率.配置一个服务需要经过购买服务器，安装系统以及进行调试的工作流程，在没有进行改进工作之前，配置一个服务需要花费数周的时间，但进行改进工作后，配置一个服务仅仅需要花费几个小时就可以了，大大提高了工作效率，缩短了工作周期.
　　4.3 管理层
　　 对于高校数据中心中的管理层来说，它所存在的价值就是根据应用对物力资源的需求情况对数据中心内部的资源进行及时地调控，保持高校数据中心的负载情况一致处于均衡的状态.需要注意的是，高校数据中心的管理层面对的并不是最终的用户，它的主要功能是直接面向负责管理工作的技术人员的.
　　4.4 服务层
　　 对于高校数据中心的服务层来说，它是各个部门使用的应用系统，换而言之就是，服务层可以在一定程度上满足各个部门的业务需要.
　　 综上所述，在进行高校数据中心服务器虚拟化建设的同时，还需要对整个数据中心的环境进行分析，并对业务情况进行简单的预测与合理的总体性规划，按照设置好的目标，分步骤进行操作.另外，还要对架构设计、存储以及网络设计等工作进行关注，不仅有助于降低设计工作的失误率，还能在一定程上避免因失误造成的资源浪费问题，提高维护工作的工作效率.高校数据中心利用虚拟化技术与云计算技术实现了对硬件资源的整合，提高了各软件系统部署的工作效率与系统的安全性能.
　　5 总结
　　 教育是民生之本，科学技术是促进国家进步与发展的重要基础，因此，我国高校数据中心的建设工作越来越受到人们的重视.但是，对于我国目前的高校数据中心来说还存在着许多方面的问题，资源利用率低，浪费现象严重，维护工作复杂，服务器以及各系统之间难以实现共享等等都是高校数据中心所面临的严峻问题.利用虚拟化技术与云计算技术有利于缓解高校数据中心中的现存问题，同时也有助于提高高校数据中心服务器的利用率，提高维护工作人员的工作质量与工作效率.
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