基于虚拟化技术的高校云平台的设计与实践

张航?马军

摘要：本文首先从高校的实际出发，阐述了当前高校信息化建设所面临的问题，分析了信息化建设中的5点不足；然后，分析了云计算技术所包含的内容及特征；之后，以华北理工大学建设高校云平台的设计和实践经验为例，分析了高校建设云平台的过程和技术特点。本文对指导其他高校建设云平台具有建设意义。

关键词：虚拟化技术；高校云平台；设计与实践

0 引言

近几年，随着信息化技术的不断发展和国家对高校教育改革的不断深入，高校的信息化建设取得了长足的进步。2010年7月29日教育部印发的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中明確指出：“把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。”[1]云计算技术是未来IT行业的重要发展方向，同时也是未来教学信息化重要方法和资源共享优秀手段。经过多年的理论研究和实践，云计算已经形成了比较成熟的解决方案，为其在高校中的应用打下了的基础[2]。

1高校云平台建设面临的问题

近年来，随着云计算、物联网、大数据、视频共享与识别等技术的发展，信息产业正在掀起第三次浪潮，各高校IT基础系统的发展面临着系统建设周期长，IT投资成本空间高、机房环境差、运维管理成本高，IT设备利用率低、业务连续性保障差、数据可靠性弱，业务部署流程环节多、上线周期长等问题[3]。

构建基于高校的云平台，将有助于学校从粗放式、离散化的建设模式向集约化、整体化的可持续发展模式转变，使校园IT管理服务从各院系分别建设、相互封闭的运作方式向跨部门、跨院系的协同互动和资源共享转变。[4]

2云计算技术

2006年，GoogleCEO首次提出的“云计算”的概念，所谓云计算，可以理解为以基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）搭建的基础设置平台，即虚拟化的IT应用基础设施；以平台即服务（Platform as a Service，PaaS）搭建的支撑平台，用来满足IT应用要求；以软件即服务（Software as aService，SaaS）搭建应用平台，可以按照用户需求给予软件的授权并提供相应的应用服务三者共同组成的技术总和[5-6]。

云计算的特征主要包括：规模巨大、虚拟化技术、高可靠性、通用性和可扩展性等[7]。

3 高校云平台解决方案

2015-2016年，华北理工大学借助新校园建设的契机，整体规划建设了高校云平台，为全校师生提供IT服务资源，用以承载各自的业务系统、科研项目等。

云平台解决方案包括服务器云、存储云、网络云和与之匹配的云管理软件。云平台具有高吞吐量的带宽，利用大容量存储构建虚拟资源池，同时实现服务器的虚拟化部署和数据的安全保障，这样可最大限度把服务器、存储等网络资源集中起来成为一个资源池，根据用户需求来灵活配置资源，最终通过网络交付给终端用户使用。云平台采用统一的管理平台进行软、硬件资源的统一管理，并配置完善的安全准入制度，使云平台实现分级授权、分级管理。

3.1 高校云平台的整体架构设计

华北理工大学高校云平台的整体设计架构如图1所示。

云平台分为两个部分。第一部分为私有云虚拟化平台，搭建完成后用于校内核心应用系统的环境搭建，如教务、主页、网站群、科研系统等。第二部分为公有云平台，用于各学院、处级部门自行申请、搭建的应用系统，包括各处级主页、教学资源系统等。

公有云平台逻辑架构由云服务区、物理服务器、网络架构区组成。

云服务区主要包含业务应用区、管理服务区、数据库服务区、安全服务节点，其中管理服务区包含所有云平台管理服务器。业务应用区主要提供云计算资源。数据库服务区通过数据库实例提供oracle以及SQL数据库服务。网络架构区为整个云计算数据中心提供网络以及安全服务。

3.2 云平台技术优势

通过云平台的建设，使华北理工大学的信息化建设有了整体大幅度的提高，主要体现在：

（1）安全性：提供多种安全手段保证各种应用数据直接的安全控制，不被非法盗用和修改伪造，保证数据不因意外情况丢失和损坏。

（2）可扩展性：计算资源、存储资源和网络资源及系统软件具有良好的可扩展性能，能在保证现有业务正常运营条件下对系统进行扩容和调整，优化和提升系统的运营能力和性能。

（3）易用性：平台具有良好的人机操作界面、详细的帮助和提示信息，可以通过操作界面完成系统参数的维护与管理。

（4）可管理性：平台具有良好的管理手段，方便对计算、存储和网络资源、虚拟机、操作系统、数据库、管理平台及应用程序等进行有效地监控、管理与维护。

4 总结

自2016年7月起，华北理工大学云平台投入运营已半年有余，云平台不仅顺利迁移了原有的各项业务，包括校园网网站群、教务系统、科研系统等面向全校的业务系统。并且还为各个学院的科研应用提供了大量的计算和存储功能。借助华北理工大学云平台，全校形成统一的计算资源池和内存资源池，做到资源共享和弹性调配，提升系统资源的使用率，减少物理服务器的个数，节约机房空间，节省电力和空调消耗，构建了真正的绿色数据中心。

参考文献：

[1]教育部.教育信息化十年发展规划（2011-2020 年）.2012，3.

[2]张建勋，古志民，郑超.云计算研究进展综述[J].计算机应用研究，2010，27（ 2）：429-433.

[3]王玉芬，郭晓娟.云计算对高校教学资源影响解析[J].实验技术与管理，2010，27（5）：111-113.

作者简介：

张航（1982- ）男，河北省唐山市、华北理工大学、实验师、硕士研究生、大数据技术应用。

马军（1980- ）男，河北省唐山市、华北理工大学、实验师、硕士研究生、云计算、计算机网络技术应用。endprint