云计算为学校信息化注入新的活力

张安龙

随着近年来云计算概念和相关技术的不断涌现，学校希望利用云计算来解决所面临的问题与挑战，建立起基础设施及服务平台，以私有云计算基础架构解决方案为基础，为各应用部门提供更好的支撑与服务。

基于Hyper-V的服务器虚拟化，搭建私有云基础架构

针对服务器数量需求大，单台服务器利用率低的情况，学校首先引入基于Virtual Server的服务器虚拟化平台，实现服务器的合并和加固，优化资源分配。

我们通过高度可用的设置向导，部署了两台E7级别的服务器，每台配有八核心Intel Xeon（2.00 GHz）处理器、32G内存。Windows Server 2008标准版R2被安装作为主要的操作系统，Hyper-V被用做虚拟化的基础技术。两台物理服务器以虚拟机的方式整合了以往二十多台物理服务器。通过使用系统中心虚拟机管理器进行服务器性能监控，物理服务器的利用率被提高到80%以上。

云计算的基础是虚拟化技术，在学校的私有云解决方案中，数据库服务平台SQL Server 2008以及Windows Server 2008 R2/Hyper-V（虚拟化技术）/IIS组有机地融合在一起，成功构建出云计算服务平台。以Hyper-V服务器虚拟化技术构建底层虚拟化平台，结合System Center Virtual Machine Manager（简称SCVMM）虚拟机管理套件将学校内部现有的硬件服务器资源统一整合成为资源池，进行集中管理与调配。通过System Center实现了对整个私有云平台和动态数据中心的基础架构、应用的管理。

在该管理架构下的各类计算资源得到了充分的整合与利用，各类计算资源根据需求，被动态地、智能地、自动化地分配到各个应用中，保证了各个应用的顺畅运行，使得整个监管系统在任何时间都可以提供给用户一个切实可查的信息。具有稳定性、安全性、易用性与高度扩展性的微软私有云架构，也为未来的进一步发展壮大奠定了良好的基础。

完善学校私有云解决方案，优化资源配置

在云计算的基础架构中，所有的计算任务都在云端完成，用户无需关注计算资源所处的位置，所有的资源分配是动态的、灵活的，这对于那些对计算资源要求实时性较高的产品组而言，是极为关键的因素。而在原有的模式下，计算资源是独立的。受限于成本、计算性能、可用性以及安全管理、账户控制等问题，想要添加新的硬件异常困难。

为解决这一难题，在完成前期测试和评估之后，为了充分利用现有的硬件资源，在完成大量服务器的虚拟化的基础上，充分应用多余的硬件，投入到基础架构上，实现资源池的概念，在投资相同或少于往年的情况下，实现了硬件资源利用的最大化，解决资源分配难的问题。同时，针对服务器分散且缺乏统一有效的管理这一现状，引入系统中心虚拟机管理器作为云端服务配置工具，来提高用户体验，缩短服务时间。

利用自助服务门户 （Portal），缩短服务时间

自助服务门户为网络中心各应用管理教师提供了一个管理服务器需求的方式，使其能够集中管理物理资源，包括CPU数量、内存、硬盘空间、网络VLAN等。这大大简化了资源的管理流程。

自助服务门户提供了一个基于Web的用户接口来管理虚拟机。通过使用这一内部网站，每个应用的管理教师能够根据自己的需求申请虚拟机，配置虚拟机的相关参数，平均在15分钟左右即可完成测试环境的准备，大大缩短了过去搭建环境所花费的时间（平均2.5小时）。

学校私有云服务器架构

在私有云环境中，服务器端承担了更多的工作负载，并可以根据资源占用情况动态调配，从而实现资源的合理使用。这种模式降低了对于客户端的软硬件需求。另外，学校开始考虑在客户端实现进一步虚拟化，最终实现以瘦客户机为基础的终端虚拟化。我们希望将用户的桌面环境放在数据中心的服务器上运行，在用户端的瘦客户机上仅仅显示一个用户界面，而这种用户界面与典型的Windows桌面体验完全一致。对于用户来说，这种本地桌面到云端桌面的迁移是完全透明的。

在整个解决方案中，对于私有云的监控是保障学校数据中心正常运作的必要环节。微软的System Center Operating Manager提供了端到端的监控支持，不但可以监控物理服务器的运行，还可以对云环境中的虚拟服务器以及数据中心服务器上的虚拟桌面终端提供全面的监控，让管理员实时了解IT运维情况，并在出现问题时及时响应。除此之外，数据的安全与保护也是学校管理层和信息组最为关心的问题，System Center Data Protection Manager（简称SCDPM）提供了针对Windows平台及应用的数据备份和恢复解决方案。

整体解决方案的应用与效益

通过云计算基础架构，开发测试、安装和新服务器的添加都能够以自动化的流程来实现，在收到教师请求之后，可以立即自动地提供解决方案，这样为师生提供了最大程度的便利，也将管理教师的参与要求降到最低。云解决方案服务平台可以为教师提供高效的工具用来简化管理。

通过云计算平台进行资源整合，大大提升了学校的服务器、网络、存储资源利用率，提高了管理流程的自动化程度，变被动式服务为主动式服务，使得整个基础架构处于一个全面的、高度整合的平台之上，在提供高效、快捷服务的同时，降低了整体的系统维护复杂度和运营成本。

通过使用服务器虚拟化技术，可以使用冗余的虚拟服务器代替外部的物理硬件，因此，不需要部署昂贵的物理服务器即可获得冗余。 学校以私有云平台为依托，采用全面虚拟化技术，搭建起功能完善的私有云基础环境。同时，在服务器与终端实现了完全的虚拟化之后，学校IT所耗费的能源更少，真正实现了绿色节能。

通过动态数据中心工具包，使得应用能够在不超过15分钟的时间内，通过自助服务门户网站添加新服务器，几乎可以获得实时的水平缩放。另外，还可以为现有服务器添加处理器、内存以及存储资源，从而进行垂直缩放。从实际效果来说，云计算避免了容量规划可能带来的风险。

使用微软私有云解决方案，整个学校内无论是应用服务器还是师生所使用的客户端，大部分运行在动态数据中心的虚拟化的资源池中，各部门所产生的数据存储在统一的位置，让学校可以更好地控制敏感数据，保护学校数字资产，并提升学校安全性。

微软私有云提供了良好的可伸缩性，对于应用来说，一旦应用量增大，需要更多的计算资源时，私有云可以动态地调配资源池，为该应用分配更多的计算资源，使其可以高效地完成相关的任务。当任务运行结束后，系统可以自动地回收这些资源，将其交还给资源池，并等待分配给其他需要的应用。这种自动化的方式让学校同事无需再通过手工的方式频繁地对服务器做出调整。现在，应用部门的教师可以通过内部门户自助申请相关的计算资源来完成他们所需的任务，整个流程实现了自动化，非常方便。不仅是服务器，对于终端来说，由于实现了终端桌面的虚拟化运行，所有的用户桌面环境都能以虚拟机的形式运行在数据中心的服务器上。虚拟桌面和瘦客户端具有更好的稳定性，减少了维护量，让信息组可以更加关注于战略或其他关键的工作，为学校内外提供更优质、更高效的服务。

（作者单位：四川重庆市梁平中学）