韓昊

摘? 要：在現(xiàn)代信息化社會發(fā)展的背景下，想要對信息化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行適應(yīng)，就需要建立更多的信息化平臺，而信息化平臺需要機(jī)房等基礎(chǔ)設(shè)施對其進(jìn)行支撐。信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是機(jī)房，因此機(jī)房是非常重要的部分。但現(xiàn)階段的機(jī)房運(yùn)維管理和能源利用都相對比較低，無法完全滿足使用者的全部需求。云計算技術(shù)的發(fā)展為機(jī)房的設(shè)計和建設(shè)帶來了新的機(jī)遇，并且高度智能化的云計算中心機(jī)房已是未來IT發(fā)展的必然趨勢。文章以浦東教發(fā)院軟硬件建設(shè)區(qū)中心機(jī)房項目的建設(shè)和開發(fā)為例，對該項目的設(shè)計、開發(fā)及硬件配置的思路與實現(xiàn)進(jìn)行了分析闡述。

關(guān)鍵詞：軟硬件建設(shè);混合云技術(shù);虛擬化平臺

中圖分類號：TP308? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）23-0093-03

Abstract： In the context of the development of modern information society， if we want to adapt to the development of information technology， we need to establish more information platform， and the information platform needs the infrastructure such as computer room to support it. The foundation of the information system is the computer room， so the computer room is a very important part. At this stage， however， the computer room operation and maintenance management and energy utilization are relatively low， and cannot fully meet the needs of users. The development of cloud computing technology has brought new opportunities for the design and construction of computer room， and the highly intelligent cloud computing center computer room has become the inevitable trend of IT development in the future. Taking the construction and development of the central computer room project in the software and hardware construction area of Pudong Education and Development Institute as an exemplar， this paper analyzes and expounds the design， development and hardware configuration of the project.

Keywords： hardware and software construction; hybrid cloud technology; virtualization platform

引言

浦東教發(fā)院市示范性高中軟硬件建設(shè)項目中的中心機(jī)房經(jīng)過相關(guān)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)老師都有獨立的電腦，存在配置不同并且使用方式也多樣化的情形，同時其所處環(huán)境也不相同。學(xué)校都有屬于自己的教室和IT實驗室，想要用一種方法把整體的需求進(jìn)行計算是具有一定難度的，因此本文對相關(guān)的數(shù)據(jù)先進(jìn)行了采樣，并且以學(xué)校為單位來獲得一個學(xué)期中存儲、網(wǎng)絡(luò)以及計算資源的消耗量，之后再根據(jù)資源的增長趨勢，對2020年每個學(xué)校使用的存儲和網(wǎng)絡(luò)以及資源進(jìn)行計算，然后再使用計算機(jī)模擬計算所需資源。

1 項目概況

2016年的浦東教發(fā)院市示范性高中軟硬件建設(shè)項目中的中心機(jī)房由某知名計算機(jī)系統(tǒng)集成公司進(jìn)行建設(shè)，建設(shè)工期為一年，投資達(dá)幾千萬。該項目包括了前期的調(diào)研和設(shè)計方案的確定，以及項目的建設(shè)和項目完工之后的驗收工作，還有該項目也是浦東新區(qū)教育云平臺的主要支撐平臺之一，因此整個項目的組成包括服務(wù)器和存儲資源池、負(fù)載均衡、虛擬化軟件和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等部分。

2 開發(fā)思路與設(shè)計原則

2.1 解決思路

根據(jù)浦東現(xiàn)代信息化的教育現(xiàn)狀，可以構(gòu)建一種混合云虛擬化的平臺解決方案，從而實現(xiàn)透明和無縫的私有云及公有云的組合，高度虛擬化on premise的基礎(chǔ)設(shè)施想要得到更高的效率就必須配合公有云端資源來獲得。無論在任何環(huán)境下，所有資產(chǎn)在安全和控制以及透明度的環(huán)境下，無縫連成公共和內(nèi)部資源。

具體可以從兩個方面來進(jìn)行：

（1）從計算模型上看。對云服務(wù)和應(yīng)用充分使用，并向家長和學(xué)校提供云服務(wù)。浦東教育的解決方案就是擬使用基于虛擬化的云計算來構(gòu)建自己的云計算平臺，然后在教育數(shù)據(jù)核心部位進(jìn)行部署，根據(jù)成本以及客戶的個性化要求，同時面對服務(wù)的內(nèi)部應(yīng)用環(huán)境，以此來得到技術(shù)和平臺以及產(chǎn)品和運(yùn)維管理在內(nèi)的有效支持。

（2）從計算架構(gòu)上看（如圖1）。首先，個人或者企業(yè)可以通過云計算技術(shù)對計算資源進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，其中部分相關(guān)功能由存儲和計算以及虛擬化技術(shù)進(jìn)行提供;其次，把完成的計算機(jī)平臺可以作為一種服務(wù)提供給客戶，其中包括應(yīng)用設(shè)計和測試以及開發(fā)、托管等，而且此類服務(wù)客戶不用購買軟件和硬件，想要創(chuàng)建、部署和測試相關(guān)服務(wù)和應(yīng)用的話，只需要對PaaS平臺充分利用就可以;再次，用戶想要獲得軟件服務(wù)時，只需要根據(jù)SLA使用網(wǎng)絡(luò)就可以獲得自己想要的并帶有軟件功能的服務(wù)，從而也就不需要用戶在自己的服務(wù)器或者電腦上安裝軟件產(chǎn)品了;最后，提供移動終端以及PC端的訪問支持。

2.2 設(shè)計原則

（1）先進(jìn)性。在進(jìn)行設(shè)計時，要堅持使用現(xiàn)階段的主流產(chǎn)品，對用戶業(yè)務(wù)服務(wù)平臺3-5年內(nèi)的發(fā)展要充分考慮，預(yù)留升級空間;（2）可用性。設(shè)計過程中對系統(tǒng)的可用性要充分考慮，同時對系統(tǒng)設(shè)計上的單點故障要摒除;（3）安全性。作為校園基礎(chǔ)管理系統(tǒng)，在設(shè)計時務(wù)必要全方位的考慮系統(tǒng)的安全性;（4）繼承性?，F(xiàn)階段校園中各個系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)越來越緊密，已有系統(tǒng)的高度可集成性新系統(tǒng)要進(jìn)行提供，避免出現(xiàn)二次建設(shè)現(xiàn)象，造成維護(hù)成本的提高;（5）擴(kuò)展性。系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計時，要對業(yè)務(wù)未來發(fā)展未雨綢繆，并且在構(gòu)架上要滿足對其縱向與橫向的擴(kuò)展需求，還有也要在架構(gòu)簡單明了的基礎(chǔ)上將組件的耦合度以及各個模塊的功能降低，對兼容性也要充分考慮，使擴(kuò)展方案可以快速并高效的實現(xiàn);（6）適應(yīng)性原則。不能忽視對已有IT資源的投入，使其可以對系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)以及應(yīng)用架構(gòu)能完全適應(yīng)，從而再構(gòu)建過程中減少對系統(tǒng)的大范圍改造，進(jìn)一步使系統(tǒng)建設(shè)成本的復(fù)雜度降低。

3 設(shè)計實施和設(shè)備選型

3.1 設(shè)計實現(xiàn)

想要實現(xiàn)設(shè)計方案，首先需要對服務(wù)器和存儲的容量進(jìn)行大概的計算。在對學(xué)校資源容量進(jìn)行大概計算時，要以學(xué)校為單位，對網(wǎng)絡(luò)和存儲以及資源的消耗展開計算。通過相關(guān)調(diào)研，共有28個學(xué)校，教職工的人數(shù)為300人，學(xué)生數(shù)為2000人。學(xué)校一些應(yīng)用的評估如表1，根據(jù)8400+56000=64400的潛在用戶，實際有50000名用戶對系統(tǒng)進(jìn)行使用，并且要是根據(jù)25%的在線率來計算的話，大約有12500用戶同時在線。如果以50個用戶對1臺云服務(wù)器進(jìn)行訪問的話，就需要250臺云服務(wù)器來對應(yīng)用業(yè)務(wù)進(jìn)行支撐。每臺服務(wù)器根據(jù)4vCPU/16GB的內(nèi)存來配置來計算，就需要1000vCPU和4TB的內(nèi)存。區(qū)中心項目要對其整體實施拓?fù)?，使?8臺刀片服務(wù)器來承載其業(yè)務(wù)并采用負(fù)載均衡設(shè)備。為了滿足WEB的高可用性，還要使用2臺主存儲服務(wù)器和1臺備份存儲來分別實現(xiàn)高可用和大容量，之后使用2臺IO融合交換機(jī)作為存儲和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過10Gb再匯聚到核心交換機(jī)上。

3.2 設(shè)備配置

配置聯(lián)想設(shè)備時，刀片機(jī)箱需要3套，型號為Flex System，對其CMM機(jī)箱管理模塊要采用標(biāo)準(zhǔn)配置，提供Web管理界面和CLI命令行，冗余熱插拔電源模塊要滿6個，而冗余熱插拔風(fēng)扇模塊要滿10個，SI4091全萬兆以太網(wǎng)交換模塊需要2個。另外，計算網(wǎng)絡(luò)每臺的對內(nèi)端口需要14個10Gb標(biāo)準(zhǔn)配置，對外端口10個10Gb的標(biāo)準(zhǔn)配置，并且每個交換機(jī)還要提供2個10Gb SFP+以及1條7m的DAC線纜。

域控制服務(wù)器需要2臺，型號是X240，計算節(jié)點需配置2顆E5-2658v3CPU，內(nèi)存為128GB RDIMM DDR4、2塊600GB 10KPM的熱插拔SAS磁盤以及融合網(wǎng)絡(luò)端口要2個10Gb。

業(yè)務(wù)服務(wù)應(yīng)用服務(wù)器32臺，型號是X240，計算節(jié)點需要配置2顆E5-2658v3CPU，內(nèi)存為128GB RDIMM DDR4、2塊300GB 15KPM的熱插拔SAS磁盤，融合網(wǎng)絡(luò)端口要2個10Gb。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的配置二中需要4臺，型號為X240，計算節(jié)點需配置2顆E5-2697v3CPU，內(nèi)存為256GB RDIMM DDR4、2塊120GB的熱插拔SSD磁盤以及融合網(wǎng)絡(luò)端口需要2個10Gb配置。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的配置一中需要2臺，型號為440，計算節(jié)點需配置4顆E5-4657v2CPU，內(nèi)存為256GB RDIMM DDR4、2塊120GB的熱插拔SSD磁盤以及融合網(wǎng)絡(luò)端口需要2個10Gb配置。

服務(wù)器IO融合接入交換機(jī)需2臺配置，型號是G8264，該型號的配置需要52個萬兆端口和12個FC端口以及8個8GbSFP+模塊和4個10GbSFP+模塊。

數(shù)據(jù)集中存儲設(shè)備需要2臺，其型號是VNX5400，需要超過32GB系統(tǒng)緩存的配置，并且二級緩存大于1TB，還有在緩存時要提供必要的保護(hù)措施，停電狀態(tài)下可以使數(shù)據(jù)寫入硬盤，緩存讀寫的大小可隨時調(diào)整。自適應(yīng)光纖主機(jī)通道接口要配置8個8Gbps，且對8GbFC 1Gb ISCSI 10Gb 16GbFC等接口要支持。F5負(fù)載均衡設(shè)備配置時BIGIP2000S型號的要配兩臺。

4 系統(tǒng)測試

4.1 基本功能測試

基本功能需要測試的包括服務(wù)器開機(jī)時其狀態(tài)是否正常;儲存設(shè)備是否有正常進(jìn)行工作;融合交換及有沒有正常運(yùn)行;服務(wù)器有沒有全部識別儲存的分配空間;數(shù)據(jù)的讀取是否正常以及內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的鏈接是否正常等。

4.2 高性能、高可用性測試

對其性能和可用性方面的測試由微軟在系統(tǒng)層面進(jìn)行。

4.3 其他測試

F5負(fù)載均衡設(shè)備冗余測試的目的是確認(rèn)F5是否可以正常運(yùn)行。測試環(huán)境要求網(wǎng)絡(luò)配置完成的同時HA配置也要完成。進(jìn)行測試時先把主F5的2.1口拔掉，查看PingF5的浮動IP丟包情況，并對備機(jī)狀態(tài)進(jìn)行查看，然后再重復(fù)此流程查看主機(jī)狀態(tài)，其次對主機(jī)或者備機(jī)重啟，最后再次查看PingF5的浮動IP丟包情況，并查看備機(jī)狀態(tài)。測試進(jìn)行之前的預(yù)期結(jié)果為斷線會主動切換且F5斷電后也會主動切換，實際測試結(jié)果和預(yù)期結(jié)果相符，此項測試通過。

5 結(jié)束語

機(jī)房是網(wǎng)絡(luò)信息化的核心部位，機(jī)房中每個設(shè)備的功能和作用各不相同，并且實施的前置條件也有所區(qū)別，因此就需要使用計算機(jī)對項目中的最優(yōu)路徑進(jìn)行不斷的模擬，從而在規(guī)定時間內(nèi)完成中心機(jī)房項目的建設(shè)。

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