高校信息化运维体系中的校园云数据中心建设

李先毅， 高 山， 刘 柱， 刘 瑾

（大连理工大学网络与信息化中心，辽宁大连 116024）

0 引 言

随着我国高等教育信息化进程的不断深入，高校信息化建设也进入到全新的深层次阶段，成为高等教育改革重点工作之一．高校信息化建设中系统数量、资源需求都在快速增长，系统集成、信息共享的需求越来越丰富，对于信息化系统的使用推广、持续稳定运行提出了更高的要求．如何有效地控制硬件成本、能耗成本、空间成本、管理成本等越来越成为信息化建设的突出问题；促进各信息化系统深度融合、为决策直接提供支撑也成为发展的重点．这些都要求在信息化建设中建立起高效稳定的运维体系，保障各信息化系统的稳定可靠运行，保证高校信息化建设的深入开展．

在高校信息化建设中一直比较重视基础网络建设和信息化业务系统的研发，但对于运维体系的建设重视不足，普遍存在重建设轻运维、重技术轻管理的现象．缺乏统一的运维平台及专门的运行维护机构和人员，运维水平难以保证．造成很多信息化系统可持续运营能力不强，系统运行达不到预期效果，交付和应急响应迟缓，信息化研发部门也无法集中精力全力投入到研发中．

因此，建立高校信息化的运维体系越来越成为信息化建设的迫切需求．而校园云数据中心的建设可以作为运维体系的基础，为解决上述问题提供技术支持和设施保障．

1 高校信息化运维体系的基础——校园云数据中心

通过校园云数据中心可以对校园信息化建设的硬件资源进行统一灵活管理，提供统一的系统平台建设、管理和运维，统一部署安全防护设施、备份策略等等．云数据中心的虚拟化环境还提供了资源动态调度、高可用性保证及故障检测等能力，有效地保证了信息化系统的稳定性、可扩展性和高可用性．在设计、使用合理的条件下，任何单机的硬件级、OS级故障基本都不会对应用业务系统造成致命性破坏．

校园云数据中心还可以有效地控制信息化建设成本．充分利用硬件资源，服务模式设计合理就可最大限度地发挥资源性能．随着资源利用率的提高，能耗及散热成本也会同步下降，节能减排效果突出；随着设备数量的减少，空间成本也会明显下降．云服务模式还具备更强的可管理性，极大降低了管理成本，单人管理服务器数量可提升一个数量级．

云数据中心的另一突出特点就是资源的快速部署，对于虚拟机、操作系统、应用环境等都可以实现，可大幅提高高校信息化建设的速度和效率．例如在大连理工大学校园一卡通项目建设中，共需要18台服务器，在校园云数据中心中仅用了2人日就完成了全部虚拟服务器、操作系统、数据库及应用服务环境的部署．若使用物理服务器，仅环境部署至少要10人日以上，再加上服务器采购、到货的周期，时间将增加数倍．

因此校园云数据中心可以作为高校信息化运维体系基础，与校园网、公共数据库、统一身份认证等共同构成了高校信息化建设的支撑设施．

2 校园云数据中心建设

校园数据中心功能上与运营商数据中心比较类似，都提供多样化的计算资源服务，例如域名、虚拟主机、空间租赁、主机托管、云主机等服务．但在其他方面还是有较大区别的：首先服务对象不同，校园数据中心基本只面向学校用户服务，不以盈利为目的；而与用户的关系上校园云数据中心更贴近用户，需要为用户提供更多的技术支持；服务种类也更加丰富，整体规模上以小型数据中心为主．

校园云数据中心建设是基于虚拟化技术的，需要完成服务器虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化从而实现整个数据中心的虚拟化，再部署云服务管理系统，完成数据中心云化的实现．在目前阶段，从应用需求、成本、技术难度、规模等方面综合考虑，高校校园数据中心以私有云或混合云模式更合适一些，基本可以满足运维要求，未来有条件和需求时可向公有云发展．

2．1 校园云数据中心建设技术方案

大连理工大学在校园网建设初期就提出了建设校园数据中心，并且在2007年率先启动了数据中心的虚拟化，目前实现了IaaS基础设施级和PaaS平台级的私有云服务．在此基础上部署了面向服务的应用，可以部分实现SaaS服务级云．同时部署了虚拟化备份系统和虚拟化安全防护系统，为故障恢复、信息安全提供可靠的保障．

校园云数据中心的拓扑结构如图1所示，其中由全面支持虚拟化的数据中心级交换机作为核心设备，配合虚拟交换机实现了网络虚拟化．对多台高性能服务器（多核CPU、大内存）进行虚拟化，根据功能需求的差异，分别建立了多个虚拟化服务器集群．存储上通过支持FC、FCoE两种方式的交换机实现旧的FC存储与新的FCoE虚拟化存储混用，未来都将升级为支持FCoE的设备．所有设备之间无论是物理上还是逻辑上都采用双路链路连接，保证了链路的可用性．

图1 校园云数据中心拓扑图

2．2 校园云数据中心的服务与管理

校园云数据中心提供哪些服务、如何进行管理是云数据中心建设的又一关键，且服务应与信息化建设的需求紧密结合．以大连理工大学为例，根据校内信息化建设实际情况，校园云数据中心在三个不同层面提供网站群、云空间、云主机三种服务，基本满足了信息化建设的各种需求．

网站群服务是在云数据中心中，通过内容管理网站群系统提供的WEB建站云服务．该服务针对信息发布类的WEB建站需求，用户只需通过浏览器登录系统即可进行快速建站的应用，并且提供了完善的管理功能和很好的安全保障．

云空间服务是指云数据中心提供的WEB应用虚拟存储空间，以及应用发布运行环境，用户只需将代码部署到存储空间中即可发布．该服务针对小型信息化系统，如部门内部管理系统、国际会议网站等．

云主机服务是指云数据中心中提供的虚拟服务器资源，数据中心会根据用户提出的资源需求，配置虚拟服务器，然后将服务器的管理权限交付给用户，用户即可根据自己的需求使用服务器．用户具有虚拟服务器的完整管理权限，可以灵活地配置，管理服务器．云主机主要针对较大型的或者环境配置较特殊的信息系统，如一卡通、科研管理系统、档案管理系统、节能监控平台等．

为了保证云数据中心各业务的服务质量，还需要建立完善的管理制度．各服务分别制定了管理规则、业务流程和使用说明，并在网站中公布；同时将各服务流程与校园网用户服务系统、校内统一身份认证、云服务管理平台统一集成；用户根据管理制度自行在服务系统中申请，经过单位及信息化负责人、网信中心审核开通后，就可以使用相应的服务．在数据中心内部的管理上，根据各服务应用场景的不同配置不同的硬件资源，在备份策略、安全防护策略和应急响应登记上也有所区别，避免了过度防护造成的浪费和复杂度的增加．

2．3 校园云数据中心的管理机构和人员构成

校园云数据中心必须由专门机构及专职人员负责建设和管理，这样才能充分发挥数据中心应用的作用，从而建立可靠的信息化运维体系．通常可以在学校信息化建设部门中建立专门的数据中心或信息化运维部门，其主要职责就是负责数据中心建设、管理与维护．人员上需细化分工，设立专职的数据中心管理员、操作系统管理员、数据库管理员、网络管理员、安全管理员、应用服务管理员等，各管理员分工明确、权责清晰，运用专业知识对信息化系统进行多层次的运维．

对于数据中心的各类管理员，根据分类不同还要不断地进行不同层次、不同范围的专业培训，保证管理人员的专业水准．制定各类管理员操作手册，运维巡检、操作审计等制度，规范人员的操作，将对数据中心的人为影响降到最低限度．

3 校园云数据中心的进一步完善

大连理工大学校园云数据中心已经建设，在其基础上的信息化运维体系也初步建成．目前已有超过300台虚拟服务器及超过200个信息化系统在运行，各系统基本保证了稳定行、可用性和可靠性．未来校园云数据中心还可以从以下方面进行完善，提高运维能力．

（1）建立数据中心的灾备中心，提升容灾能力．目前校园数据中心多为单核心、单数据中心，存在单点故障隐患，容灾能力有限，有条件的高校可以考虑建设异地灾备中心．

（2）在云数据中心服务上应进一步细化信息化建设需求，比如针对个人用户的信息化服务建设，需要建立更多的SaaS级的云服务，如学术会议发布云、具有与其他系统协同能力的云存储、个人信息发布云等等．这就要求升级校园云数据中心的云服务模式，进一步提高自动化程度，可以将私有云服务向混合云甚至公有云演进，从而满足个人用户的服务需求．

（3）目前很多高校还没有建设云数据中心或者虚拟化数据中心，甚至没有建设数据中心，建设校园云数据中心时存在已有系统和数据的迁移问题．在未来校园云数据中心的建设中应探索解决迁移问题的模型，提供相应的迁移示范样例．

综上所述，信息化运维体系是高校信息化建设必不可少的环节，而校园云数据中心正是这种运维体系建设的基础．校园云数据中心的建立为高校信息化运维体系的建立提供了支撑保障，从而保证了高校信息化建设的可持续发展，促进高校信息化的深入改革．

［1］ 何禹，胡宇鸿，王一波．虚拟化技术在校园网数据中心的应用［J］．电子科技大学学报，2007，36（6）：1461－1464．

［2］ 刘鹏．云计算［M］．北京：电子工业出版社，2011．

［3］ 唐宏，陈楠．云数据中心演进思路剖析［J］．电信科学，2011（10）：30－35．

［4］ 沈立强．云时代的校园数据中心［J］．中国教育网络，2012（6）：20－21．

［5］ 钱琼芬，李春林，张小庆，等．云数据中心虚拟资源管理研究综述［J］．计算机应用研究，2012（7）：2411－2415．

［6］ 史晓卓．高校信息化迈向云端沈阳航空航天大学打造校园私有云［J］．中国教育信息化，2014（318）：57－59．