混合云技术架构在高校信息化建设中的应用

张建娇

（南京铁道职业技术学院，江苏南京，210031）

引言

高校信息化建设从上世纪90年代至今，大部分高校已经取得了一定的成效，数字化校园建设初具规模。高校信息化建设包括校园网络、高性能计算中心、数字化教学资源、网络教学平台、网上办事大厅等等教育信息化的软硬件基础设施。

近年来，随着各种信息技术的快速发展，云计算技术使得高校信息化建设的脚步不断加快，云计算在高校数据中心已经得到了大规模的应用。云计算是面向服务的架构（SOA）、分布式计算、网格计算和虚拟化等多种技术混合演进的结果［1］。云计算除了提供计算服务外，还提供存储服务，它的高可用性和扩展性正是高校数据中心所需要实现的，也为信息化建设打下了坚实的基础。

随着信息化建设的不断深入，各种资源、应用系统等的不断增多，对网络、计算和存储的需求也越来越大，高校需要购买更多的服务器和存储等硬件设备来扩充数据中心，支撑各类系统的运行，为师生提供信息资源和信息服务，也需要更多的专业人员来维护这些硬件和软件资源。这个时候，混合云模式的提出，为高校的信息化长远发展指出了一条更好的道路。

1 混合云

1.1 云计算的分类

混合云融合了公有云和私有云，是近年来云计算的主要模式和发展方向。NIST［2］发布的关于云计算的定义里在部署模式上将云计算分为公有云、私有云、社区云和混合云4类。

公有云指云服务商建设基础设施，为所有用户提供计算、存储或资源服务。

私有云指用户自建的基础设施，所有资源为自己服务。

社区云指由多个用户建设的基础设施，共享云资源，规模介于公有云和私有云之间。

混合云是其他部署模式的结合体，一般由公有云和私有云组合而成，资源为用户自己所用。

1.2 混合云技术的特点

混合云作为公有云和私有云的结合体，同时结合了两者的优势，兼具了公有云的低成本投入、可扩展性和私有云的安全性、可控性，发展迅速，Gartner预测2015年云计算发展趋势之一就是混合云［3］，混合云计算势在必行。截止到今年，混合云发展势头强劲，越来越多的用户包括高校开始采用混合云这种云计算环境来部署应用系统，因为公有云的高可扩展性和性能特点，把应用系统的应用程序部署在公有云上；因为私有云的高可靠性和扩展性，把数据库或者关键数据部署在私有云上，让其他一些应用程序跨越公有云和私有云服务。通过混合云的部署方式，在兼具了扩展性的同时也保证了数据的可靠性，还一定程度上降低了硬件成本。简单来说，混合云技术主要有如下三大特点：

（1）高融合性

私有云的安全性是高于公有云的，而公有云的计算资源又是私有云无法企及的。在这种情况下，混合云更好了的中和了这个问题，它既可以利用私有云的安全，将企业内部重要数据保存在本地数据中心；同时也可以利用公有云的计算资源，更高效快捷地工作，融合了私有云和公有云的优势也弥补了私有云和公有云各自的不足。

（2）可扩展性

混合云突破了私有云的硬件限制，利用公有云的可扩展性，可以随时获取更高的计算能力。通过把部分计算或者非秘密的数据迁移到公有云区域，可以降低对内部私有云的压力和需求。

（3）更节约成本

混合云既可以利用公有云的资源又可以根据实际需要使用私有云资源，不用把所有计算和存储放在本地私有云数据中心，从而减少了私有云的硬件资源使用，面对不断增加的计算资源和存储资源的需求，可以有效地降低成本。

2 混合云模式在高校里的应用

我校信息化经过了十年的发展，从数字化校园建设跨入智慧校园建设，网络基础设施，数据中心，各种应用系统已经初具规模。随着信息化发展的深入，计算资源和存储资源依然是智慧校园建设的基石，每年依然需要投入大量的费用扩容服务器和存储。并且所有硬件产品都有迭代性，不到五年，硬件已经更新换代，与原来硬件资源的扩展和兼容就成了一个新的问题，为了更好的利用数据中心的资源，降低学校硬件成本，同时保证关键数据的安全，混合云就是一种很好的部署方式。

2.1 混合云技术在校园云盘中的使用

随着网盘的应用和普及，越来越多的学校网络信息中心也开始充分认识到校园云盘应用在解决存储和数据备份应用中的重要价值，特别是在高校现代教育中心，已将校园云盘服务定位成学校信息化基础设施的“标准配置”［4］。

在高校日常的师生教学科研和工作中，会产生大量关键数据，数据的实时存储更新和随时随地获取成为师生对校园云盘服务的核心诉求。我校建设校园云盘，主要为了解决师生如下问题：

（1）师生多终端数据同步，实现数据文件统一管理。

（2）数据分享更加便捷，校内成员之间一键分享数据，校外用户通过外链共享数据。

（3）为师生、部门甚至学校提供一个可以实现数据备份的平台。

（4）协同办公。

2.2 云盘混合式部署方案

本次校内云盘采用混合云模式部署，Web应用部署在公有云上，在线预览和存储文件部署在校内私有云上，这样既保证了Web端更新维护的及时性，也保证了数据的安全性，减少了一定的硬件成本，使用更加灵活。

（1）配置文档预览服务器

（2）配置内部存储服务器

（3）配置Web应用

配置完成后，基本架构如下图：

图1 基本架构

2.3 混合云技术在校园信息化建设中的其他应用及挑战

由于网络带宽的制约，校园的核心业务系统由于对安全、性能的较高要求一般放在校内私有云上，而一些互联网访问类的、开发测试类的业务可以放在公有云上；还有一种方式是把一个应用系统的WEB访问类放在公有云上，核心数据放在私有云上。高校数据中心建设面临几大主要问题，包括环境构建复杂、科研创新受制、管理不统一等诸多问题。对于数据中心的建设来讲，需要具备的关键能力为资源服务化、架构开放、系统安全可靠、统一管理等。

随着混合云计算技术在我校云盘中的成功运用，越来越多的应用系统开始尝试采用这种模式进行部署。例如桌面云、邮件管理系统、云资源平台、个性化学习空间、网上办事大厅等等都可以采用混合云的模式，把开放性较高的访问页面部署与公有云上，数据存放于私有云上，保证数据安全的同时保证页面的高效访问，降低硬件成本。

混合云技术虽然有着它独特的优势，但是在实际使用中，也存在一些挑战，比如在内部数据中心和外部云之间的连接问题；网络和系统监测和管理方面的间接费用较高，因为双方都需要进行监测和优化；根据估计的工作量和峰值工作量，在共享租用线路的情况下使用，数据业务量的限制可能会影响系统的运行；多个单一故障点和网络中断会增加混合云模式的风险，但是如果减少冗余的话，成本也随之增加。虽然混合云存在上述一些挑战，校园信息化建设中的大型应用采用混合云技术模式仍然可以有着显著的优势。

3 结束语

混合云技术在校内云盘的建设中得到了很好的应用，大大提高了云盘前端版本的维护的便利性，也保证了后端数据的安全性，同时校内的在线预览速度也很快［5］。混合云技术架构的出现，为高校信息化建设提供了一种全新的思路，如何进一步在现有的高校信息化建设中基于私有云的资源整合，利用混合云的优势应用在更多的信息化项目中也是后续需要继续探索的课题。但是，云计算的发展趋势已是日渐明朗，云计算必将在新的智慧校园建设中得到更多的应用，促进高校信息化工作长远健康的发展。