中职学校校园云建设实例分析.doc

广西银行学校　赵　　欣
【摘 要】我国大部分中高职院校,尤其是一些重点院校,在经过多年信息化方面的建设和发展之后,大多具备了很高的信息化基础,计算机、网络的使用已经深入到科研、教学、学校管理等各个方面。当老师、学生、学校的管理者在充分利用互联网和计算机带来的好处的同时,也面临着许多有待提高和改善的问题。当前，中高职学校在结合网络应用的同时,具备实施和运用云计算的最佳条件。首先,中高职学校在新技术的引入上，更为开放并且愿意接受新的事物。其次,云计算在中高职院校的应用有很好的切入点，云计算的实施可以为中高职院校的管理和日常教学、科研工作的开展带来实实在在的积极作用。本文希望通过介绍校园云一期建设方案,增加各中高职院校老师对校园云服务环境搭建的了解和认识,为中高职学校信息化建设提供一定的参考。
【关键词】云计算 数字化　 信息 计算机网络 　服务器 系统 平台
【中图分类号】 G 【文献标识码】　　A
【文章编号】0４５0-9889(2014）12Ｂ-0048-0３
一、建设背景
(一）背景说明
国家教育部《教育信息化十年发展规划（２01１-2020年)》提出:“要建立整体的教育管理、信息标准及编码规范，建立数据采集、交换共享、管理与应用的技术平台与工作机制，同时要建立教育管理信息安全保障体系,衔接各级各类的教育管理信息系统与基础数据库,实现系统互联与数据互通和共享,建设纵向贯通、横向关联的教育管理信息化整体体系。云计算能与教育信息化建设完全融合。”所谓云计算是指网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。
结合广西银行学校实际情况，提出建设校园云(一期）项目,通过校园网络及校园云服务器计算把大量的计算及数据资源集中到一个公共资源池中去,消除信息的孤岛，互通有无,共享计算资源。
（二)建设目标
校园云一期建设主要考虑建设服务器与存储系统。
服务器是网络与应用支持的关键设备,是系统建设的核心设备,其作用是为系统提供硬件运行系统,是构建各种应用软件、数据库系统、中间件的依托。在选择服务器系统型号和系统配置时,充分考虑系统可靠性在今后系统运行时的重要地位。
存储系统是数据安全的重要保障，采用先进、成熟的技术和优良的系统设计,使系统在整体上具有很快的响应速度和更高的数据带宽,以适应大量用户长时间、高频率的访问并保证访问速度。
二、建设分析
(一）服务器需求分析
广西银行学校的应用系统大约１0个左右,而且大部分的应用和该应用所涉及的业务数据库是运行于同一台应用服务器(双核CPU/2ＧＢ内存）,一个独立应用应该满足约２00人同时在线的容量要求,考虑到未来业务协同后的访问量会增加，应用服务器应该满足1５0０—2000人同时在线的容量要求。
(二)存储需求分析
学校数据存储主要都集中在系统服务器上,如果以阵列方式进行存储,那么会存在比较大的隐患，因为这种存储方式在技术上存在极大的隐患,万一服务器硬件出现故障，操作系统文件会因此而丢失,从而影响到数据的安全，此外,此种方式对数据存储空间有所限制，也不利于学校业务的开展。因此,存储系统采用集中式存储方式对数据进行存储,建设一个全校统一的数据中心,把需要共享的数据全部集中存储在数据中心。
(三）业务整合需求分析
本期的业务系统主要整合出来的是办公OA系统、图书管理信息、学生成绩管理等业务系统,但是原有的应用系统仍需要继续与新建系统并行运行一段时间来进行平滑过渡。
本期数据库整合后将与应用系统分离出来,单独提供存储，以保障数据安全。
三、建设过程
(一)服务器方案设计
构建的统一应用系统运行硬件平台采用四层结构的体系结构,以下为本期设计的拓扑结构示意图。

学校网集中了大量的业务系统,本期建设业务系统的计算平台采用统一的硬件,学校业务系统的数据和业务建立在HＰ BL４６0c刀片服务器基础之上,选择3个刀片建立业务应用平台，分别布署为学生档案管理系统,办公ＯA系统,教务管理系统等，配置2台机架式服务器做为管理服务器,１台安装ＳYMC ＢACＫUＰ EXEＣ 2010系统作为数据存储管理服务器, １机架服务器为基础网管理平台。
考虑到未来业务系统的迁移,本期服务器除了用3个刀片建立业务应用平台分别服务相关业务系统,还预备1３个业务刀片的槽位,为以后升级作准备。也就是说,以后如果升级的量不超过１３个系统的话,不必采购机框和其他配件就可以满足需求直接升级。
（二）存储方案设计
本期部署HP P4500存储,以实现满足学校信息化存储需求，所有重要服务器的数据可存储在此设备上。方案配置12ＴＢ　ＳAS存储容量，可满足学校业务系统3至5年的需求,其有很好的存储扩展空间,后续存储容量紧张时只需配置相应硬盘即可。
（三)方案亮点
１.采用刀片服务器。学校一期云建设选用的是HP　c7000 机箱刀片服务器系统,它同时包含３台HＰ BL46０ｃ刀片服务器。其具备下列优点:
(1)服务器系统结构紧凑、电气性好,密度高
通过刀片服务器系统，可以将更多处理能力的服务器塞入到一个更小的空间里去,从而简化服务器群的布线、存储、数据交换和维护。
(２）服务器具有良好的负载均衡和故障切换功能
刀片服务器机框可以管理刀片服务器,添加负载均衡和故障切换等功能。万一单台的刀片服务器或整机机框本身出现硬件故障,其自我诊断功能就会发挥功效,让每台单个的刀片服务器上的指示器显示屏就可以确认故障所处的区域,以便排除故障。
(３)服务器的耗电功率和电源管理具有比较好的优势
刀片服务器可以减少耗电、改进服务器群的电源管理。把多台刀片服务器的电源系统合并到刀片机框内,减少每台服务器所需要的独立电源数量，于此同时,又降低了每台刀片服务器的电源需求量。例如，配备1０块刀片服务器的一台刀片服务器机框,其耗电量仅是十台机架式或者塔式服务器的３0%。
(4)有效地降低了服务器的管理成本
刀片服务器系统配备集中管理界面,用于管理刀片服务器机框内的每一台刀片服务器。每台服务器通过刀片服务器机框进行合并，获得资源集中的效果,简化了服务器的安装部署和维护管理工作。可以同时向外发送已经准备好的磁盘映像(操作系统和应用软件），即可同时安装多台服务器，提高了工作效率。
(５)刀片服务器具有灵活性高、模块化高及易于升级的特性
刀片服务器较机架式服务器而言,采取了特别的设计理念,以便在服务器系统正常运行的同时，可以插入或者抽出刀片服务器。如果要使其实现这个功能，只需要在管理界面稍微配置一下即可。这样,新刀片服务器中的中央处理器、通信系统、存储系统和互连的器件都可以添加到刀片系统中,再将刀片服务器（刀片单元）轻松插入到现有的刀片系统中，而且其对整个系统的运行和功能基本上没有什么影响和干扰。
(６)刀片服务器的部署和扩展比较方便
把新的刀片单元添加到系统中就很容易实现扩展。一旦刀片服务器系统的机框安装好,在整个刀片系统正常运行的同时,只要把新增加的刀片服务器插入到空闲的刀片框内，就可以实现另行添加刀片服务器。
2.采用ＩP ＳＡN存储。本期方案把两台机架服务器作为管理应用使用,其存储选用IＰ SAN结构的HＰ存储设备,实现学校业务系统的数据存储。数据管理服务器上安装数据软件,可方便实现利用原有存储设备作为存储的备份。把3块刀片作为学校的基础信息系统，档案管理系统，在线ＯA办公系统等较为重要的业务系统的应用服务器,主存储系统采用IP ＳＡN传输模式的ＨＰ P4500。把学校原有存储系统作为备份,将存储备份软件Symａｎteｃ Ｂacｋuｐ EXCEC安装在数据管理服务器上，按照一定的策略制订备份计划,同时,Syｍantec　Baｃｋｕp EXCEC可实现主从备份阵列的数据镜像，保证主从备份阵列如果出现任意一个宕机，都不影响综合数据库向阵列存数据。
3．统一品牌，无缝对接。本期方案采用了HP自研高可用、高可靠、高性能的服务器与存储设备搭建用户数据库和应用服务器集群,为用户提供强处理能力和大容量背板交换能力的产品应用,同时提供平台,方便用户进行业务升级、维护，还可以构建一个弹性业务平台。光纤交换板、管理板等高度集成的业务板为用户提供了必要的功能,降低额外采购设备的成本。
四、条件保障
结合学校实际,配合以下措施，保障校园云正常优质运行。
1.技术措施。有防止数据被侵入或破坏措施的软件技术措施,有灾难恢复措施,后台程序、数据库定期进行升级维护功能,定期进行服务器病毒防治和打操作系统漏洞补丁,存储数据定期备份。
２.规章制度。制订管理规章制度,明确负责人。制订网络故障、服务器硬件故障、服务器软件故障、数据库故障、存储系统故障等应急预案,防患于未然。
3．人员保障。安排专业技术人员负责校园云一期系统的技术维护,人员具备相关专业技术资格证书及接受过相关业务技术培训。
五、主要成效
(一)示范引领作用
广西银行学校校园云一期建设是基于企业运营级别的建设,为此,学校参考了国内外著名厂商的多种设计方案,通过政府采购渠道,实施公开招投标,确保选到性价比高、售后服务质量好的硬件设备。基于这样的建设理念和建设时效,学校校园云一期建设刚刚建成,就吸引来了广西外国语学院、广西理工学校等十几所兄弟学校到校参观和交流。
(二)技术领先,手段先进
根据学校的实际建设需求,通过实施广西银行学校校园云一期建设,中标单位针对学校信息平台建设的基本要求和投入建设使用之后的实际问题,构建了一个可靠、安全、稳定、灵活的信息平台。
（三)数据可靠,操作安全
数据是信息资源最宝贵的财富，在整个方案设计中，采用独立可靠的方式集中构建存储数据区,方便数据的管理和共享，实现数据管理和共享的有效性,为业务的进一步开展奠定了良好的基础。
(四)灵活可靠，用户放心
集中计算平台，采用先进的刀片服务器构架，建立一个灵活、共享、可靠的计算平台,方便后续计算业务的开展，充分保证了用户的需要。
六、体会思考
云计算是当今ＩT　界新兴的计算模式和服务模式，通过该模式将用户从计算机系统繁琐的使用和维护中解放出来，使用户可以轻松使用各种计算机服务。同时也将有限的资源集中起来提供无限的服务,极大地提高资源的利用率。校园云计算有如下优点:
1.超强的计算能力,提高工作效率,合理利用资源。校园云服务的建设,可以将大量计算数据和资源集中到一个公共资源共享池中,共享数据以及各种资源。在校园内,因为大部分数据是存在于局域网中的,所以，单个用户在云服务器的系统中，所获得的资源共享服务水平几乎是不会受到网络间传输、带宽等因素的影响。从整个学校校园数据资源共享的角度来看,整体的资源控制及调控降低了学校部分电脑的峰值负荷,提高了空闲的部分主机的使用及运行率，提高了数据资源的利用率。
2.云服务中分布式数据中心可以保证系统的容灾能力。云服务中的分布式数据中心结构，可以将校园云端的用户信息备份到物理上相互隔离且地域不同的数据库主机中去,甚至可以做到,用户自己也无法准确判断信息的确切备份地点。这个特点，不仅仅提供了数据恢复的功能，也使得网络黑客和网络病毒的攻击失去目的性，提高了云服务在局域网系统中的安全性和容灾备份恢复能力。
3.云服务灵活的配置及调整方式。通过整体配置和调控,可以对不同用户之间的资源配置进行分工或分享，达到灵活配置和分配的效果。在整体配置硬件的同时就直接可以将中心大型云服务器的主机进行资源分配,按照用户所需配置分配即可。如需配置整体升级,也只需要对中心云服务器的大型主机进行升级,既节省了时间和劳动力又节省了投资。可以说,在如今的校园云中,老师、学生以及行政办公人员共用一个超大的硬盘,一个超大功率的ＣPU,通过一个千兆带宽的网络,实现一种资源的合理调配和共享。
４．根据实际使用的需要分配资源配置,降低使用及维护成本。由于云服务器系统下的硬件配置都是虚拟分配的,可以根据实际使用的工作内容进行自由分配。对于一个用户来说,对方需要怎样的服务,我们就根据需要划分资源,虚拟开通怎样的服务,不需要到现场打开机箱给用户的电脑换ＣＰU、硬盘。这省去了在电脑硬件购买时产生的运送及维护费用,而且能根据不同的需要不断地改变或者扩展开通相应的服务。通过不断更换更加适合的资源配置,提高资源的利用率。
通过建设校园云计算,来满足学校校园的计算机信息服务的需求,无疑是一种有效的途径和合理的方案。
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