智慧校园云计算数据中心的构建与实现

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　　摘要：本文从高校数据中心信息化发展向及发展现状出发，研究如何通过前沿的云计算技术，形成集成能力强、运作效率高、具有可持续发展能力的云数据中心多业务应用平台，为学校提供用得好、有保证的信息化服务。作者结合四川水利职业技术学院云计算数据中心建设的实践，从技术架构、安全规划、运维管理、业务迁移及价值分析几方面分享云计算数据中心建设的实践经验。
　　关键词：智慧校园;云计算;数据中心;虚拟化
　　中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2020）10-0078-04
　　● 概述
　　随着移动互联技术的发展，当前智慧校园建设正在全面向数字化应用转型，用数字化技术重新整合业务流程，实现高效的业务访问，提升校园管理、教学科研、招生就业等各方面业务流程的运行效率，提高全校师生对信息化服务的满意度。作为承载校园信息化业务的数据中心，应从基础设施、业务应用、平台支撑等各层面进行整合，构建基础设施即服务、数据即服务、平台即服务的一站式服务数据中心架构，实现校内资源的共享和业务协同。
　　云计算是能够提供动态资源池、虚拟化和高可用性的下一代计算模式，可以提供“按需计算”服务，从而提高了信息化建设的效率和弹性。四川水利职业技术学院根据当前智慧校园数据中心建设的现状及发展趋势，选用云计算作为数据中心架构模式，建设了具备高度可靠性和安全性的数据中心。
　　● 技术架构
　　云计算数据中心实现IT资源供应，并在其基础上设计数字化应用体系和运营体系，逐步实施数字化业务的应用软件部署。学校的数字化业务涉及教学、科研、学管、后勤、财务等部门和业务流转，数据中心应当具备业务应用可靠、性能扩容方便、业务安全保障、运维管理便捷等特征。总体架构由基础设施层、虚拟化资源池层、管理层和云服务层组成（如下页图1）。
　　1.基础设施层
　　服务器、存储、网络等物理基础设施，构成融合资源池的数据中心软硬件支撑平台基础架构，它可由多个数据中心组成，并能在一个统一云平台下管理。
　　2.虚拟化资源池层
　　数据中心虚拟化层提供基础的计算、存储和网络虚拟化平台，通过数据中心资源调度控制平台对外提供统一的计算、存储和网络资源池。
　　3.云管理層
　　管理层统一管理多个底层的资源池，统一运营和运维管理，构建统一的融合资源池。通过服务中心提供VDC服务、云主机服务、云磁盘服务、网络服务及应用部署服务;通过运维中心实现资源管理、告警管理、拓扑管理、性能管理以及统计报表。
　　4.云服务层
　　基于管理层提供的运营和运维能力，匹配业务场景，通过服务目录实现资源的二级运营服务，包括自动化配置服务、校园大数据分析服务、信息资源运营服务，并实现数据中心自动化运维。
　　● 安全规划
　　云数据中心安全规划基于分层和纵深防御思想，包括基础设施安全、网络安全、主机安全、应用安全、数据安全、管理安全等几个层面（如图2），通过安全加固抵御云平台带来的安全风险。
　　数据中心规划的安全防御系统从物理和逻辑层面抵御安全威胁，从网络隔离、攻击防护、应用安全和管理安全等多个安全角度考虑。从网络层次设计上，部署边界安全防火墙，建立独立的安全管理区，部署统一安全管理中心、数据库审计、网页防篡改、运维审计、漏洞扫描等安全设施，为应用提供统一的安全运维管理。从系统角度，通过安全加固来保障云平台的安全可靠，消减云化之后带来的安全威胁。在逻辑层面上，从网络安全、主机安全、应用安全、数据安全、管理安全等层面防御各种安全威胁。
　　● 运维管理
　　在云计算数据中心建设之前，学院运维消耗了大量的人力资源，业务管理粗放，管理成本高，资源利用不合理。云计算数据中心基于VDC（虚拟数据中心）的模式，为不同的部门、业务提供不同的资源服务，实现资源的建设与使用分离。通过统一的运维管理平台，依照“敏捷运营，精简运维”的理念，实现了多数据中心统一管理、云和非云统一管理、异构虚拟平台统一管理、运营和运维统一管理（如下页图3）。
　　数据中心运维管理平台通过统一的运维门户，提供了强大的南向对接能力，对资源进行监控、统计、分析与预测，从而实现数据中心资源的统一运维管理，支持日常运维、系统变更、运营分析等运维业务场景。同时，运维平台对外开放北向接口以对接第三方运维平台，将各个数据中心的云资源监控信息和非云资源监控信息都汇聚起来进行统一运维管理。
　　通过集中运维管理平台降低了云数据中心使用复杂度，实现使用和运维的极简，使信息中心有限的运维人员把更多精力释放出来，投入到智慧校园的业务创新，从而给学生提供更好的教学和管理的数字化服务。
　　● 业务迁移
　　高职院校普遍采用传统服务器加磁盘阵列的计算存储模式，部分学校也建立了服务器虚拟化平台，现有部署在物理机或早期虚拟化平台的大量业务及数据需要平滑迁移到云计算数据中心上。因此，云计算数据中心部署实施的关键是建立强有力的服务保障体系，保证业务的连续性是业务迁移的核心要求，数据迁移的可靠性也是数据迁移成败的关键。
　　业务迁移通常包括P2V和V2V模式，存在跨多平台的复杂性和不确定性，给项目带来诸多风险，必须做好缜密的调研和论证，制订科学、规范的实施方案和应急回退方案，选择合适的迁移路线，制订合理的操作规范，减少和避免发生人为错误导致的故障，并在规定的日期内完成整个系统的迁移工作，做到业务停顿时间最短、影响范围最小，否则不仅会给企业的生产和管理带来中断，甚至会带来经济损失。为了实现业务快速、平滑的迁移，结合最佳实践，可以把业务迁移流程分工为如下几步：规划、详细设计、实施、后续管理、培训以及项目管理。其流程如图4所示。
　　业务迁移方案应充分保证业务连续性的最大中断时间要求，并且在保证业务中断时间的要求下，确保应用系统平稳、安全地从原有平台迁移到新建的云计算数据中心。 　　● 结语
　　目前，IT信息技术已经延伸到学校的各个层面，将云数据中心“IT基础设施”的“按需使用”以及“自动化管理和调度”作为云计算的实践，形成可落地实施的、可持续发展的云计算平台，其核心价值主要表现在业务扩容简单、应用稳定可靠、安全保驾护航、运维简单易用等方面。
　　从学校角度看，云计算有利于整合信息资源，实现信息共享，促进学校教学和科研水平的发展;从用户角度看，利用云计算可以独立实现或享受某一项具体的业务和服务。因此，云计算将在高校的IT战略中扮演越来越重要的角色。各高校在数据中心建设过程中，应尽量借鉴成功的实施案例，选择成熟的云计算软件平台，做好数据中心升级改造的实施规划，优化数据中心业务管理流程，整合教育资源，提供服务平台，建设好“随需而动”的智慧校园数据中心，为后期平安校园、物联网及大数据建设打下稳定、灵活、可扩展的坚实基础，加速构建以人为本、以提升师生服务满意度为核心目标的智慧校园。
　　参考文献：
　　[1]曹建军.基于大数据的云计算中心智能运维系统的研究[J].计算机产品与流通，2019（07）：150.
　　[2]李沐明，袁亚兴.云计算环境下开放大学数据中心私有云建设研究——以国家开放大学为例[J].广西广播电视大学学报，2019，30（03）：15-18.
　　[3]毛晓仙.高校数据中心云计算与虚拟化的应用探索[J].赤峰学院学报：自然科学版，2019，35（04）：66-68.
　　[4]张伟.基于数据中心的云计算审计系统设计探讨[J].邮电设计技术，2019（04）：40-44.
　　[5]褚辰琛.虚拟化技术在新一代云计算数据中心的应用研究[J].信息与电脑：理论版，2019（06）：1-2.
　　[6]侯艳.基于云平台的智慧校园建设与应用研究初探[J].科技风，2018（01）：50.
　　[7]刘冬鄰.基于云计算的智慧校园双活数据中心架构设计[J].西南师范大学学报：自然科学版，2017，42（05）：41-46.
　　[8]邓一辉，蔡翠翔.基于云计算的智慧校园网建设[J].电脑与电信，2016（12）：44-45.
　　[9]吴细花.“智慧校园”云平台的关键模块设计与实现[D].长沙：湖南大学，2014.
　　[10]李丹，陈贵海，任丰原，等.数据中心网络的研究进展与趋势[J].计算机学报，2014，37（02）：259-274.
　　项目基金：四川水利职业技术学院院级科研项目资助（KY2019-14）。
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