数据中心,资源数据中心,系统数据中心,资源,基于云计算高校数据中心设计与实现

【】高校都在数据中心使用虚拟化技术对服务器了虚拟化，但对数据中心整体虚拟化的探讨和运用还深入，虚拟化技术的优势发挥。文章以建设智慧校园建设需求的数据中心云为，对高校数据中心设备的选择及虚拟化了深入浅析，并给出了一套适合高校运用特点的云计算数据中心建设案例，该案例在提升数据中心运转小学数学教学论文质量和降低TCO具有显著优势。
【词】云计算；IaaS数据中心；网络虚拟化；存储虚拟化
【中图分类号】G40－057　【文献标识码】A　【论文编号】1009－8097(2012)03－0099－05
的IT(Information Technology，信息技术)逐渐渗透到高校的教学、科研和办公等核心业务，各类信息系统数量和存储的数据越来越多，数据中心规模越来越大，学校对数据中心的可靠性、安全性、灵活性了更苛刻的要求，传统的数据中心建设管理方式己数字化校园的建设需求。服务器虚拟化以其高效、节能、高可用等诸多优点已经为所熟知，在高校校园网中服务器虚拟化的运用也越来越广泛。高校在使用虚拟化技术改造或新建数据中心时，仅了服务器的虚拟化，对数据中心整体虚拟化及云计算技术在数据中心的探讨和运用较少。服务器虚拟化提升了服务器硬件使用效率，但数据中心的整体虚拟化，虚拟机得不到存储及网络系统的支持，虚拟化技术的高可靠性、高可用性、灵活性等更有价值的功能将运用。浅析了云计算、虚拟化和无计算等技术对服务器、存储、网络和运用交付设备全面虚拟化整合的策略教学论文，并对技术的选择了深入的探讨。在徐州师范大学数据中心建设案例的上，了一套基于云计算以数据中心计算服务化、资源虚拟化和管理智能化为建设的数据中心优化解决案例。

一、高校数据中心建设的目前状况

不断成熟的虚拟化技术正在更多的高校数据中心减少服务器数量、优化资源配置并简化管理，虚拟化和云计算技术动态IT设施环境，改善现有的架构和管理方式，了诸多高校的认可。高校仅了用虚拟服务器简单代替物理服务器，而把数据中心内的存储、网络及运用交付系统性调整，虚拟化技术的高可用性、高可靠性和资源动态分配等非常有运用价值的功，传统数据中心有着的业务连续性差、灵活性差、业务部署周期长、管理维护成本高和高负载运用(如每学期的选课)等理由依然解决。
在数据中心仅对服务器虚拟化，而不对硬件资源性的调整，各类信息系统仍然与其使用的硬件资源彻底脱离联系。当运用系统使用的硬件资源性能或出现故障时，信息系统的运转小学数学教学论文仍将受到影响。在云计算技术了存储、网络运用交付系统整体虚拟化的数据中心，的硬件资源都在统一管理、分配并具有弹性伸缩能力的资源池中，这为运用系统屏蔽底层硬件架构的复杂性，使运用系统与硬件资源彻底分离，系统使用的计算、存储和网络资源以数据中心的资源池中按需，资源池设备出现故障时或系统更多的计算、网络和存储资源时，云计算管理平台可自动以资源池中分配新的可用资源，以而保证业务的连续性和可用性。数据中心整体虚拟化架构与服务器虚拟化架构比较如图1所示。
在高校数据中心建设中云计算技术解决服务器虚拟化的理由。云计算是整合、管理、调配分布在数据中心的各类资源，统一的界面向用户安全可靠的数据存储、网络和计算能力。共享的网络交付信息服务的方式，云计算的使用者的服务本身，而不用关心设施的，云计算和虚拟化技术构建数据中心，对数据中心的服务器、存储、网络和运用交付系统整体虚拟化，使整个数据中心的运转小学数学教学论文高效、可靠、安全和高可用的，还可对硬件资源智能管理、灵活部署、动态调整和按需分配，IaaS(Infrastructureas a Service，设施即服务)的。云计算技术可根本解决高校传统数据中心有着的多种理由，考核数据中心运维情况的TCO、服务器率、节能、稳定性、容灾、可用性、安全性等指标，与传统无虚拟化的数据中心和仅对服务器做了虚拟化的数据中心相比有显著提升，[3]中调查数据，雷达图对指示做了比较如图2所示。

二、云计算数据中心的

建设云计算数据中心时，除了已被广泛接受的虚拟化技术以外，资源池化、资源动态管理和资源动态扩展等技术是高校云计算数据中心的。本节将浅析这些技术的特点在数据中心建设作用。

1.资源池化

资源池化是指虚拟化手段，将数据中心内的软、硬件资源虚拟成大的“资源水池”，以而简化硬件资源管理、调度难度，资源按需和空闲资源自动释放，是云计算数据中心的技术，云计算数据中心的。云计算数据中心对虚拟化的要求仅是将一台服务器变成多台这么简单，它把数据中心的各类硬件资源虚拟并转化为多个资源池，计算资源池、网络资源池、存储资源池、安全和运用交付池等。资源池化是云计算的典型特点，了资源的池化，才有可能资源的灵活分配。
资源池化使数据中心的硬件资源管理方式由管理离散的硬件更改为管理虚拟化的共享资源池，管理工作将变得更加简单和高效，还提高硬件资源率并运用优先动态的资源分配。以资源池按运用系统分配出个性化的逻辑构造块(计算、网络、存储和安全能力)，运用系统需求这些以资源池中的逻辑构造块经过性调整，可修改化的服务级别或业务需求。资源池还有优势业务的部署，将资源池资源动态的分配给运用程序。每个运用程序与。个vApp(Virtual Application，虚拟化运用程序)堆栈捆绑，而vApp配有运用程序的运用服务器、数据库和服务器操作系统配置，这使得业务部署变得更加灵活、高效。

2.资源动态管理

资源动态管理简化资源管理、调度难度，资源按需和空闲资源释放是云计算数据中心的能力。变更指定给运用系统负载的硬件资源或硬件资源离线维护时，负载在硬件资源之间转移，这数据中心对资源池动态管理。如何智能化的分配、调整、回收资源池资源是云计算数据中心解决的理由。数据中心资源的动态管理可提高设备率和数据中心可用性、可靠性和灵活性。
数据中心资源池的管理和调度负载均衡设备及虚拟化软件的DRS(Distributed Resources Scheduler，分布式
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资源调度)、HA(VMware High Availability，高可用性)、FT(Fault Tolerance，系统容错)等功能各类运用程序产生的负载在不同的硬件资源上动态移动，以而硬件资源的按需分配、动态调整和自动回收。多种资源管理技术的整合工作负载、提高率、减少单点故障、故障自动切换等功能，使各类运用系统不必再去关心硬件资源的分配及运转小学数学教学论文情况，运用系统面对的一台虚拟机，虚拟机产生的数据流被灵活、均衡地分配到资源池中，以而了资源的动态管理。

3.动态扩展

现有资源池内的资源运用系统的需求时，就数据中心的资源池在不中断服务的情况下扩容。模块化数据中心(Portable Optimized Datacenter.POD)的建设方式，在每个模块里有支撑业务部署的计算、网络、及存储资源，方式了资源的整合，缩短了建设周期，避开了大型平台建设中不必要的衔接理由。每个模块具有独立承载业务能力，提升了后期设备选型的灵活性。技术的进展，IT行业越来越意识到把运用部署在单一支撑点的缺陷，云计算环境倡议并行分布部署方式将业务加载到多个物理上完全独立的模块上，以而确保云环境下运用的高冗余及业务连续性。POD建设方式动态扩展资源池的如图3所示。

三、设备和软件的选型

本节将各资源系统策略教学论文并给出高校在建设云计算数据中心时技术、设备选择的倡议。计算系统、网络系统、存储系统和安全运用交付系统和云管理平台的建设策略教学论文。

1.计算系统设计与

计算资源的虚拟化是服务器虚拟化软件来的，关于服务器虚拟化软件的选择争议并不大，在高校中运用最广泛、最具有代表作用小学数学教学论文的服务器虚拟化软件是VMware公司的vSphere，也有高校使用了少量的Hyper－V、XenServer和Virtuozzo。vSphere是可供生产环境使用的虚拟化套件，与同类产品相比其整合比最高，优势显著。
在服务器的选择上考虑的是设备的性能，系统能否支持海量用户服务及时响应的需求是系统设计成功的。是系统结构具有伸缩能力，保证系统在维持系统框架、追加少量备件或设备的下，数年内学校业务增加的。徐州师范大学计算系统统一计算、一体化架构设计，计算能力由两台Cisco UCS 5108刀片服务器。UCS了Service Profile和无计算，UCS服务器在没被启用前均可裸机，其物理特性已经。配置文件会自动寻找个可用的服务器，并和它。当该服务器损坏，配置文件会自动寻找个可用服务器。配置文件中设置了服务器的物理参数，备用服务器也会和原服务器一样的物理参数，，无需在网络和存储设备上做任何重新设置，备用服务器就能具有原服务器物理特性，操作系统和运用还自动重启，完全无需人工干预即了备机的自动上线。
高校公共数据平台使用的数据库产品是Oracle，因Oracle公司不倡议将其产品部署于方公司的虚拟化平台上，高校公共数据平台是整个数字化校园的，对硬件性能、可靠性、可用性要求都非常高。在徐州师范大学计算资源中还另外增加了两台IBM公司的Power 740小型机供数据库系统使用，服务器负载均衡，这在提升了服务器处理能力的了双机热备，该案例整体性能可学校公共数据平台运行需求。

2.网络系统设计与

云计算数据中心网络区别于传统的数据中心网络及校园网，网络资源调用方式是面向云服务而面向复杂的物理底层设施设计的。网络虚拟化把数据中心的网络设备以与物理位置、物理有着和物理无关的方式调用，云计算架构中IT资源池形成的。网络虚拟化是网络资源复用、降低管理维护复杂度、提高网络设备率、保证全局服务对策一致性的，为自动化资源调用和配置打下。
高校数据中心承载业务的运用特点决定了其网络考虑传统校园网络接入，考虑数据中心网络接入，在案例设计上超大规模数据中心交换机Cisco Nexus 7000核心，在性能上了网络核心和数据中心汇聚交换机资源的共享和复用，解决了核心层数据量和数据中心数据量可能有着差别的理由。数据中心核心配备了两台10插槽Nexus 7000，虚拟交换技术以双机冗余的方式部署在网络核心。配置了1块48端口1／10G板卡，选配不同的光纤模块，可万兆和千兆的接入。在网络虚拟化，Nexus了VDC(VirtualDeviceContent，虚拟化数据中心)技术，将一台物理交换机逻辑上模拟成多台虚拟交换机，以而更加灵活的、与物理设备无关的跨平台资源分配能力，为数据中心底层设施资源消耗型网络更经济高效的组网方式，也为管理和运营智能化、自动化创造了条件。
另外还改善虚机系统平台内的软交换机运转小学数学教学论文方式来提升虚拟化网络的运转小学数学教学论文质量。Cisco与VMware联合推出了一款内置于vSphere系统的分布式交换机Nexus 1000v，替代V／V1ware原有的vSwitch和分布式交换机。该交换机使得在集群内主机上的虚机看成连接在单一的一台智能化交换机上，如图4所示，它可无论虚机如何迁移，配置在虚拟交换机上的网络对策都随虚机迁移而自动跟随，这在降低管理复杂性的提升了虚拟机的迁移速度。

3.存储系统设计与

云计算分布式存储的方式来存储数据，在云计算数据中心对服务器稳定性的要求降低，但对存储可靠性与性能要求大幅提高。存储系统是数据中心的核心，其性能的优劣、质量的好坏，对全局影响重大，如何保证数据中心的存储系统不断地完善、进展，保持系统的实用性和技术的先进性是在整个数据中心建设案例中考虑的理由。在存储系统平台的选型上应考虑系统运用和处理数据量的大小，在云计算数据中心因虚拟化的服务器密度增加，导致I／O(Input／Output，输入输出)系统性能瓶颈，实际情况考虑系统I／O性能。
云计算数据中心存储系统建设原则是虚拟化技术和先进的大容量存储设备，、智能管理存储设备，形成存储资源池。系统应能完善、便捷的备份恢复解决案例，保证数据的高可用性。EMC公司VNX存储系统在都有卓越的体现，并且和本案例的软、硬件架构有机，形成完善的软硬件存储系统虚拟化解决案例。徐州师范大学数据中心建设案例中，一台EMC VNX5300存储数据中心主存储，配置两个SAN(Storage
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Area Network，存储区域网络)制约小学语文教学论文器，已提高系统的可靠性，配置NAS(network attached storage，网络附加存储)制约小学语文教学论文器以提高系统的灵活性。配置SAS硬盘，用于对I／O性能要求高的运用。为了降低成本，还配置了SAT硬盘用于存储对容量要求高，但对性能不太敏感的数据。另外设计一台EMC VNX5100存储数据中心的容灾存储。存储网络FC(Fiber Chanel，光纤通道)和FCoE(Fibre Channel over Ethernet，以太网光纤通道)共存的方式，这样解决了新旧技术过渡理由，还减少了接入交换机类型、数量和复杂性，整合了网络资源，提高了数据中心资源部署效率，降低了功耗。

4.安全运用交付系统设计与

虚拟化环境下虚拟机的数量及密度迅速膨胀，为了减少防毒资源消耗、简化管理手段并加强虚拟机的透明性和安全性，在虚拟机安全产品上选择的是Trend公司的Deep Security。该系统是一套保护服务器和运用程序的综合安全系统，拥有无安全防护技术，该系统与VMware的控管中心整合，无需在虚拟机中安装任何插件，即可对虚拟机的安全防护，这减少了虚拟服务器的资源消耗，提升了计算资源工作的性。
虚拟化平台本身对平台内的计算资源、存储资源的负载均衡能力，在运转小学数学教学论文期间持续监控群集内主机和虚拟机的CPU、内存资源的分布情况和使用情况，运转小学数学教学论文情况执行相应虚拟机迁移或迁移倡议，以而保持计算资源的负载平衡。徐州师范大学数据中心建设中，轻负载创建基于VMware vSphere的主机DRS集群和存储SDRS(Storage Distributed Resources Scheduler，分布式资源调度)集群管理。大型负载如选课、统一身份认证的负载分流由F5公司的本地流量管理设备BIG－IP LTM。该设备与vSphere的深度整合，维护方便，虚拟化环境软件的自动迁移功能，可靠性也较高。
主流备份系统的搭建准则，徐州师范大学具有数据删除功能的EMC Avama备份系统组建了统一的智能备份系统。新的数据备份技术，了在存储系统中完成对数据的备份工作，备份工作基于数据所处的操作系统，这在大幅简化数据备份工作难度的，提升了数据备份的效率。因备份工作服务器，以而节省了大量的计算和网络资源，降低了数据中心的负载。Avama运转小学数学教学论文于VMware vSphere虚拟化平台之上，无需其他操作系统支持。另外系统支持操作系统的恢复，且备份的操作系统灵活的恢复到不同的硬件服务器上。恢复数据时不需全备份叠加增量备份来恢复至指定的时间点，任意时间点恢复的方式。

5.云管理平台

云管理平台负责整个数据中心资源管理，是各资源池的管理和工作负载交付管理平台，是IaaS的。云管理平台应能不同的资源池，统一的云管理接口，以对本架构各资源池管理，资源管理、监控、配置、诊断、故障检测、审核及统计数据等的管理。徐州师范大学云管理平台是在vSphere为云计算系统的设施架构的上，方个性化开发软件了与vSphere的对接。该平台具有良好的跨平台和功能扩展性，系统用户Web界面就自助式申请和管理，系统管理员手工生成和配置用户所要求的虚拟机，交由管理平台自动完成。

6.数据中心拓扑

的建设思路及建设策略教学论文，在我校数据中心建设的上云计算技术，完成了数据中心的整体案例设计及设备、软件的选型工作。数据中心核心交换万兆光纤了与校园网的冗余连接。POD的建设思路对学校原有硬件资源了整合，整个数据中心服务器、网络、存储和运用交付设备都了冗余和负载均衡，数据中心的拓扑联系如图5所示。
四、总结
比较了云计算数据中心和公了虚拟化的数据中心之间的差别，并徐州师范大学在虚拟化数据中心建设经验和教训，给出了一套高校数字化校园建设需求的云计算数据中心设计与案例。该案例可提升数据中心的建设质量，并在学校数字化校园建设需求的上大幅降低TCO。下将续约探讨公共数据平台和高性能计算与数据中心云计算平台的整合，全面IaaS。
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