“智慧校园”数据中心的关键技术

任 斌

（江苏食品药品职业技术学院淮安223003）

“智慧校园”数据中心的关键技术

任 斌

（江苏食品药品职业技术学院淮安223003）

“智慧校园”自身拥有庞大的数据资源，能否建成一个成功的数据中心，是评价“智慧校园”建设是否成功的关键因素，本文着重分析了云计算与虚拟化技术这两个在智慧校园数据中心中的两个关键技术。

智慧校园大数据云计算虚拟化

数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置，是各种业务系统与数据资源进行集中、集成、共享、分析的场地、工具、流程等的有机组合。

“智慧校园”自身拥有庞大的数据资源，各业务系统也会不断产生大量的数据，各业务系统之间还要进行大量的数据交换，这些数据既有结构化的也有非结构化的，因此组织存放这些数据的数据中心就显得非常重要。可以说存储于数据中心的数据是“智慧校园”的应用基础，一个成功的数据中心是决定“智慧校园”建设是否成功的一个关键因素。

一、虚拟化技术

高校信息化起步较早，“智慧校园”数据中心大都是在原有数据中心的基础上进行建设改造的。早期主要解决如何建设数据中心的问题，主要特点是数据中心端到端网络整合，即根据业务需求，基于开放标准的IP协议，完成对企业现有异构业务系统、网络资源和IT资源的整合。数据中心端到端网络的设计以功能分区、网络分层和服务器分级为原则和特点。通过多种高可用技术和良好网络设计，实现数据中心可靠运行，保证业务的永续性。

但以前高校业务系统存在着习惯性的烟囱式建设情况，业务系统或者基础设施以垂直体系建设，逐渐形成了资源与信息的孤岛，例如存在原有存储利用率不高，未来扩展困难等问题。这种传统的IT架构已经无法完全满足“智慧校园”新业务快速部署的要求，并且孤岛式的基础架构存在效率低下、成本高企、人力维护难度大，数据共享困难等情况。

随着虚拟化技术的迅猛发展，越来越多的业务应用被迁移或者部署到虚拟化平台中。虚拟化是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源新的虚拟部份是不受现有资源的架设方式，地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。虚拟化技术主要可以用来解决高性能的物理硬件产能过剩和老的旧的硬件产能过低的重组重用，透明化底层物理硬件，从而最大化的利用物理硬件设备。

而传统的应用孤岛式的数据中心模型扩展性差，核心资源的分配与业务应用发展出现不匹配，使得资源利用不均匀，导致运行成本提高、现有投资无法达到最优化的利用、新业务部署难度增大、现有业务持续性得不到保证、安全面临威胁。通过虚拟化技术构建共享的资源池，实现对网络资源、计算计算和存储资源的几种管理、规划和控制，简化管理维护、提高设备资源利用率、优化业务流程部署、降低维护成本。

采用存储虚拟化技术，可全面整合现有数据中心后端存储资源，打通不同品牌、新旧存储等限制，实现存储池化，面向前端提供统一的存储服务，为前端服务提供应用交付级别的存储管理，满足用户在性能、容量、可扩展性、高可用性等的要求，为高校未来业务发展和数据增长，提供有力的支撑。

在高校信息化的发展中，数据安全开始变得越来越重要，因为数据中心承载着越来越多和越来越重要的应用和业务系统，绝大部分高校目前没有规划统一有效的保护策略，随着虚拟化和大数据的发展，传统的手工备份、磁带备份则成为信息管理部门的一项繁重工作，并且由于高校日常教学与科研，文化与生活，校务与决策越来越依赖业务系统和应用，因此保证业务系统数据的安全，使核心应用及数据具备容灾功能，就变得十分迫切了。

适应“智慧校园”的新一代数据中心应具有应用安全与资源智能的特性。基于TCP/IP的开放架构，保证各种新业务和应用在数据中心的基础体系架构上平滑部署和升级，满足用户的多变需求，保证数据中心的持续服务和业务连续性。各种应用的安全、优化与集成可以无缝的部署在数据中心之上。通过智能化管理平台实现对资源的智能化管理，资源智能分配调度，构建高度智能、自动化数据中心。

二、云计算技术

在“智慧校园”环境中的每个人都希望能随时的获取公共信息资源、发布个人信息，个人拥有私有网络存储空间、能对其进行有效灵活的管理、能对其中的资源进行共享。各种各样的“云”，为适应上述的要求在虚拟化的数据中心基础上发展迅速起来。

云的基本特征是动态、弹性、灵活，按需计算，传统的网络架构与技术虽然也能构筑云计算的基础平台，但是因此而形成的传统运行架构却无法支撑如此动态化的IT业务要求。它必然要求一种新的数据中心IT运行模式，将大量的计算资源以动态、按需的服务方式供应和部署。传统业务结构下，由于多种技术之间的孤立性（LAN与SAN），使得数据中心服务器总是提供多个对外IO接口：用于数据计算与交互的LAN接口以及数据访问的存储接口，某些特殊环境如特定HPC（高性能计算）环境下的超低时延接口。服务器的多个IO接口导致了数据中心环境下多个独立运行的网络同时存在，不仅使得数据中心布线复杂，不同的网络、接口造成的异构还直接增加了额外人员的运行维护、培训管理等高昂成本投入，特别是存储网络的低兼容性特点，使得数据中心的业务扩展往往存在约束。

由于传统应用对IT资源的独占性（如单个应用独占服务器），使得数据中心的业务密度低，造成有限的物理空间难以满足业务快速发展要求，而已有的系统则资源利用效率低下。而且，传统业务模式下，由于规模小，业务遵循按需规划，业务应用部署过程复杂、周期漫长，难以满足灵活的IT运行要求在云计算这种变革性运营与服务模式下，必须能够解决成本、弹性、按需增长的业务要求，并改进与优化IT运行架构。因此，云计算服务必然要求一种大规模的数据中心IT运行方式，在极大程度上降低云计算基础设施的单位建设成本，大幅降低运行维护的单位投入成本。通过网络与I/O的整合来消除数据中心的异构网络与接口环境，云计算中心需要优化、简化的布线与网络环境。由于其业务集中度、服务的客户数量远超过传统的数据中心，导致了高带宽的业务流。所以，为满足云计算的业务要求，统一的基础网络要素必然包括：超高速交换、统一交换、虚拟化交换、透明化交换。

“云”技术能很好满足“智慧校园”对大数据存储与各业务系统使用的要求，未来“智慧校园”的各种数据一定是存储分布在各类“云”中，各种“公有云”与“私有云”将共同构成“智慧校园”的数据中心。

[1]韩月娟.论大数据时代下的智慧校园建设[J].福建电脑，2014（12）.

[2]张玲，温向明.基于大数据的智慧校园建设研究[EB/OL].中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn.

[3]东兴，宓詠，郭清顺.高校信息化发展现状与政策建议[J].中国教育信息化，2009（8）：27-30.

任斌（1974～），男，工学硕士，副教授，工程师；工作单位：江苏食品药品职业技术学院现代教育技术中心；研究方向：校园信息化建设、计算机应用、网络流媒体技术。

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