任 斌

（江蘇食品藥品職業(yè)技術學院淮安223003）

“智慧校園”數據中心的關鍵技術

任 斌

（江蘇食品藥品職業(yè)技術學院淮安223003）

“智慧校園”自身擁有龐大的數據資源，能否建成一個成功的數據中心，是評價“智慧校園”建設是否成功的關鍵因素，本文著重分析了云計算與虛擬化技術這兩個在智慧校園數據中心中的兩個關鍵技術。

智慧校園大數據云計算虛擬化

數據中心是一整套復雜的設施。它不僅僅包括計算機系統(tǒng)和其它與之配套的設備（例如通信和存儲系統(tǒng)），還包含冗余的數據通信連接、環(huán)境控制設備、監(jiān)控設備以及各種安全裝置，是各種業(yè)務系統(tǒng)與數據資源進行集中、集成、共享、分析的場地、工具、流程等的有機組合。

“智慧校園”自身擁有龐大的數據資源，各業(yè)務系統(tǒng)也會不斷產生大量的數據，各業(yè)務系統(tǒng)之間還要進行大量的數據交換，這些數據既有結構化的也有非結構化的，因此組織存放這些數據的數據中心就顯得非常重要。可以說存儲于數據中心的數據是“智慧校園”的應用基礎，一個成功的數據中心是決定“智慧校園”建設是否成功的一個關鍵因素。

一、虛擬化技術

高校信息化起步較早，“智慧校園”數據中心大都是在原有數據中心的基礎上進行建設改造的。早期主要解決如何建設數據中心的問題，主要特點是數據中心端到端網絡整合，即根據業(yè)務需求，基于開放標準的IP協(xié)議，完成對企業(yè)現有異構業(yè)務系統(tǒng)、網絡資源和IT資源的整合。數據中心端到端網絡的設計以功能分區(qū)、網絡分層和服務器分級為原則和特點。通過多種高可用技術和良好網絡設計，實現數據中心可靠運行，保證業(yè)務的永續(xù)性。

但以前高校業(yè)務系統(tǒng)存在著習慣性的煙囪式建設情況，業(yè)務系統(tǒng)或者基礎設施以垂直體系建設，逐漸形成了資源與信息的孤島，例如存在原有存儲利用率不高，未來擴展困難等問題。這種傳統(tǒng)的IT架構已經無法完全滿足“智慧校園”新業(yè)務快速部署的要求，并且孤島式的基礎架構存在效率低下、成本高企、人力維護難度大，數據共享困難等情況。

隨著虛擬化技術的迅猛發(fā)展，越來越多的業(yè)務應用被遷移或者部署到虛擬化平臺中。虛擬化是一種資源管理技術，是將計算機的各種實體資源，如服務器、網絡、內存及存儲等，予以抽象、轉換后呈現出來，打破實體結構間的不可切割的障礙，使用戶可以比原本的組態(tài)更好的方式來應用這些資源。這些資源新的虛擬部份是不受現有資源的架設方式，地域或物理組態(tài)所限制。一般所指的虛擬化資源包括計算能力和資料存儲。虛擬化技術主要可以用來解決高性能的物理硬件產能過剩和老的舊的硬件產能過低的重組重用，透明化底層物理硬件，從而最大化的利用物理硬件設備。

而傳統(tǒng)的應用孤島式的數據中心模型擴展性差，核心資源的分配與業(yè)務應用發(fā)展出現不匹配，使得資源利用不均勻，導致運行成本提高、現有投資無法達到最優(yōu)化的利用、新業(yè)務部署難度增大、現有業(yè)務持續(xù)性得不到保證、安全面臨威脅。通過虛擬化技術構建共享的資源池，實現對網絡資源、計算計算和存儲資源的幾種管理、規(guī)劃和控制，簡化管理維護、提高設備資源利用率、優(yōu)化業(yè)務流程部署、降低維護成本。

采用存儲虛擬化技術，可全面整合現有數據中心后端存儲資源，打通不同品牌、新舊存儲等限制，實現存儲池化，面向前端提供統(tǒng)一的存儲服務，為前端服務提供應用交付級別的存儲管理，滿足用戶在性能、容量、可擴展性、高可用性等的要求，為高校未來業(yè)務發(fā)展和數據增長，提供有力的支撐。

在高校信息化的發(fā)展中，數據安全開始變得越來越重要，因為數據中心承載著越來越多和越來越重要的應用和業(yè)務系統(tǒng)，絕大部分高校目前沒有規(guī)劃統(tǒng)一有效的保護策略，隨著虛擬化和大數據的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工備份、磁帶備份則成為信息管理部門的一項繁重工作，并且由于高校日常教學與科研，文化與生活，校務與決策越來越依賴業(yè)務系統(tǒng)和應用，因此保證業(yè)務系統(tǒng)數據的安全，使核心應用及數據具備容災功能，就變得十分迫切了。

適應“智慧校園”的新一代數據中心應具有應用安全與資源智能的特性。基于TCP/IP的開放架構，保證各種新業(yè)務和應用在數據中心的基礎體系架構上平滑部署和升級，滿足用戶的多變需求，保證數據中心的持續(xù)服務和業(yè)務連續(xù)性。各種應用的安全、優(yōu)化與集成可以無縫的部署在數據中心之上。通過智能化管理平臺實現對資源的智能化管理，資源智能分配調度，構建高度智能、自動化數據中心。

二、云計算技術

在“智慧校園”環(huán)境中的每個人都希望能隨時的獲取公共信息資源、發(fā)布個人信息，個人擁有私有網絡存儲空間、能對其進行有效靈活的管理、能對其中的資源進行共享。各種各樣的“云”，為適應上述的要求在虛擬化的數據中心基礎上發(fā)展迅速起來。

云的基本特征是動態(tài)、彈性、靈活，按需計算，傳統(tǒng)的網絡架構與技術雖然也能構筑云計算的基礎平臺，但是因此而形成的傳統(tǒng)運行架構卻無法支撐如此動態(tài)化的IT業(yè)務要求。它必然要求一種新的數據中心IT運行模式，將大量的計算資源以動態(tài)、按需的服務方式供應和部署。傳統(tǒng)業(yè)務結構下，由于多種技術之間的孤立性（LAN與SAN），使得數據中心服務器總是提供多個對外IO接口：用于數據計算與交互的LAN接口以及數據訪問的存儲接口，某些特殊環(huán)境如特定HPC（高性能計算）環(huán)境下的超低時延接口。服務器的多個IO接口導致了數據中心環(huán)境下多個獨立運行的網絡同時存在，不僅使得數據中心布線復雜，不同的網絡、接口造成的異構還直接增加了額外人員的運行維護、培訓管理等高昂成本投入，特別是存儲網絡的低兼容性特點，使得數據中心的業(yè)務擴展往往存在約束。

由于傳統(tǒng)應用對IT資源的獨占性（如單個應用獨占服務器），使得數據中心的業(yè)務密度低，造成有限的物理空間難以滿足業(yè)務快速發(fā)展要求，而已有的系統(tǒng)則資源利用效率低下。而且，傳統(tǒng)業(yè)務模式下，由于規(guī)模小，業(yè)務遵循按需規(guī)劃，業(yè)務應用部署過程復雜、周期漫長，難以滿足靈活的IT運行要求在云計算這種變革性運營與服務模式下，必須能夠解決成本、彈性、按需增長的業(yè)務要求，并改進與優(yōu)化IT運行架構。因此，云計算服務必然要求一種大規(guī)模的數據中心IT運行方式，在極大程度上降低云計算基礎設施的單位建設成本，大幅降低運行維護的單位投入成本。通過網絡與I/O的整合來消除數據中心的異構網絡與接口環(huán)境，云計算中心需要優(yōu)化、簡化的布線與網絡環(huán)境。由于其業(yè)務集中度、服務的客戶數量遠超過傳統(tǒng)的數據中心，導致了高帶寬的業(yè)務流。所以，為滿足云計算的業(yè)務要求，統(tǒng)一的基礎網絡要素必然包括：超高速交換、統(tǒng)一交換、虛擬化交換、透明化交換。

“云”技術能很好滿足“智慧校園”對大數據存儲與各業(yè)務系統(tǒng)使用的要求，未來“智慧校園”的各種數據一定是存儲分布在各類“云”中，各種“公有云”與“私有云”將共同構成“智慧校園”的數據中心。

[1]韓月娟.論大數據時代下的智慧校園建設[J].福建電腦，2014（12）.

[2]張玲，溫向明.基于大數據的智慧校園建設研究[EB/OL].中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn.

[3]東興，宓詠，郭清順.高校信息化發(fā)展現狀與政策建議[J].中國教育信息化，2009（8）：27-30.

任斌（1974～），男，工學碩士，副教授，工程師；工作單位：江蘇食品藥品職業(yè)技術學院現代教育技術中心；研究方向：校園信息化建設、計算機應用、網絡流媒體技術。

Key Technology of Data Center in the"Smart Campus"

Ren Bin
(Jiangsu Food & Pharmaceutical Science College Huai'an 223003)

"Smart campus"itself possessed huge data resources,whether to build a successful data center or not,is the evaluation of"smart campus"construction and the key factors of success,this paper analyzes the cloud computing and virtualization technology both in the two key technologies of data center in smart campus.

Smart campus Big data Cloud computing Virtualization

TP393.18

B

161010-7386