2數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案邵陽學(xué)院

1、邵陽學(xué)院數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求針對于邵陽學(xué)院的校園信息化建設(shè)，從傳統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)、到系統(tǒng)集成、再到應(yīng)用集成，邵陽學(xué)院校園信息化走過了一個(gè)又一個(gè)的階段。但隨著應(yīng)用系統(tǒng)的普及，校園對于數(shù)據(jù)信息的依賴性越來越強(qiáng)，隨著邵陽學(xué)院信息化建設(shè)的不斷深入，原有的服務(wù)器IT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有需求及無法適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢，對數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、安全也有更高的建設(shè)需求，且為了支撐不斷增長的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，以及今后上線的虛擬化平臺(tái)，部署一套高性能、高安全性、可靠性、可擴(kuò)展性的而數(shù)據(jù)中心成為當(dāng)務(wù)之急。1.數(shù)據(jù)中心建設(shè)概述為保證有效提升資源利用率、消除信息孤島，最大化發(fā)揮投資效力，采用私有云技術(shù)建設(shè)邵陽學(xué)院的數(shù)據(jù)中心。2

2、數(shù)據(jù)中心建設(shè)內(nèi)容數(shù)據(jù)中心是邵陽學(xué)院各種業(yè)務(wù)的提供中心，是數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)交換的中心，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)應(yīng)穩(wěn)定、實(shí)用和安全，具有高寬帶、大容量和高速率等特點(diǎn)，并具備將來擴(kuò)容和帶寬升級(jí)的條件。建設(shè)內(nèi)容如下：1、 數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)建設(shè)；2、 數(shù)據(jù)中心虛擬化建設(shè)；3、 存儲(chǔ)平臺(tái)建設(shè)；4、 備份系統(tǒng)建設(shè)；邵陽學(xué)院數(shù)據(jù)中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下：(參考圖)數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)建設(shè)數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)承擔(dān)整個(gè)邵陽學(xué)院各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，為數(shù)據(jù)中心的路由交換中心，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備性能直接關(guān)系到邵陽學(xué)院各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。為保證數(shù)據(jù)中心高效可靠的運(yùn)行，轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)應(yīng)當(dāng)具備高速、穩(wěn)定且適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢，

3、作為連接服務(wù)器的接入交換機(jī)，隨著用戶端帶寬不斷提高，交換機(jī)需要提供更高的轉(zhuǎn)發(fā)性能和萬兆端口擴(kuò)展能力。交換機(jī)需要提供高密度的萬兆端口能力以滿足萬兆服務(wù)器的接入需要，同時(shí)具備40GE端口的實(shí)際配置或擴(kuò)展能力。功能特性上，為了滿足服務(wù)器虛擬化的部署要求，需要接入交換機(jī)支持EVB (Edge Virtual Bridging)，通過VEPA (Virtual Ethernet Port Aggregator)技術(shù)將虛擬機(jī)產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量上傳至與服務(wù)器相連的物理交換機(jī)進(jìn)行處理，不僅實(shí)現(xiàn)了虛擬機(jī)間流量轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)還可以解決虛擬機(jī)流量監(jiān)管、訪問控制策略部署等問題。轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)組網(wǎng)如下：(參考圖)轉(zhuǎn)發(fā)平臺(tái)所采用的2臺(tái)

4、高性能的數(shù)據(jù)中心級(jí)別交換機(jī)，并運(yùn)行虛擬化技術(shù)，將2臺(tái)數(shù)據(jù)中心匯聚交換機(jī)虛擬成1臺(tái)承擔(dān)數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)工作。在設(shè)備的可用性上，單臺(tái)設(shè)備的關(guān)鍵部位具備冗余性；在傳輸鏈路的冗余性上，服務(wù)器均采用雙鏈路的捆綁方式分別與2臺(tái)數(shù)據(jù)中心匯聚交換機(jī)連接；在數(shù)據(jù)的傳輸速率上，采用萬兆光纖接口與各個(gè)服務(wù)器連接。服務(wù)器系統(tǒng)根據(jù)邵陽學(xué)院業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)復(fù)雜度等方面需求在數(shù)據(jù)容量、數(shù)據(jù)處理的強(qiáng)度等方面進(jìn)行估算，并兼顧服務(wù)器的可靠性、擴(kuò)展性、安全性、可管理性等方面綜合考慮。作為實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)處理和查詢系統(tǒng)，邵陽學(xué)院所采用的服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)傳輸、接口前置等業(yè)務(wù)類型的服務(wù)器設(shè)備。對服務(wù)器系統(tǒng)在

5、計(jì)算性能、并發(fā)用戶量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、可靠性等方面的要求較高，可靠性必須達(dá)到99.99%以上，提供全年7×24的可用性。服務(wù)器應(yīng)采用多部件的冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有高速差錯(cuò)校驗(yàn)和糾錯(cuò)內(nèi)存處理技術(shù)，并有監(jiān)控和診斷功能。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器在數(shù)字化校園信息系統(tǒng)中的許多系統(tǒng)都是相互依存，數(shù)據(jù)交互的，例如，學(xué)校的OA系統(tǒng)，郵件系統(tǒng)、在很多時(shí)候是依托于學(xué)校的Web Server，與校園門戶網(wǎng)站密不可分，財(cái)務(wù)系統(tǒng)、績效考核管理、身份認(rèn)證系統(tǒng)，以及圖書閱覽，學(xué)生上機(jī)管理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)又會(huì)集中匯入核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是學(xué)校數(shù)字化校園的基石，提升數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是首當(dāng)其沖的任務(wù)，學(xué)校需要應(yīng)對2-3萬學(xué)生對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器產(chǎn)生

6、一系列壓力；除了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以外還有8套左右關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)，這些應(yīng)用系統(tǒng)負(fù)載有所區(qū)別，如身份認(rèn)證系統(tǒng)屬于輕量級(jí)應(yīng)用，有些系統(tǒng)隨著學(xué)校擴(kuò)招負(fù)荷越來越重，必須考慮硬件平臺(tái)的升級(jí)換代；這些系統(tǒng)中負(fù)荷變化不一，如門戶系統(tǒng)在一個(gè)學(xué)期內(nèi)用戶數(shù)大致均衡沒有太多變化，而教務(wù)系統(tǒng)、選課系統(tǒng)、科研申報(bào)系統(tǒng)等在開學(xué)之際或放學(xué)前負(fù)荷非常大，而其它時(shí)間段基本無人訪問，所以這些系統(tǒng)需要硬件平臺(tái)提供資源動(dòng)態(tài)調(diào)配，充分利用資源；還有就是學(xué)校一些應(yīng)用系統(tǒng)只能運(yùn)行在windows平臺(tái)，其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用的是sql server數(shù)據(jù)庫，建設(shè)方案應(yīng)針對如何保護(hù)這些系統(tǒng)的投資提出解決方案。最后，此次數(shù)字化校園建設(shè)要考慮原有設(shè)備的利舊。應(yīng)用系

7、統(tǒng)服務(wù)器邵陽數(shù)據(jù)中心按照移動(dòng)平臺(tái)及應(yīng)用、學(xué)生一體化服務(wù)與管理、教師一體化服務(wù)與管理、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、課程中心、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、高校狀態(tài)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、科研系統(tǒng)、研究生管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)(不少于20個(gè))計(jì)算，每業(yè)務(wù)系統(tǒng)用分別部署2個(gè)虛擬機(jī)，每個(gè)虛擬機(jī)2個(gè)4核物理CPU、64GB內(nèi)存，考慮到今后業(yè)務(wù)擴(kuò)展，共需配置2*10核CPU、256GB內(nèi)存、2塊300GB磁盤的物理服務(wù)器10臺(tái)。同時(shí)考慮到核心服務(wù)不宜使用虛擬化服務(wù)器，則另配置4臺(tái)物理服務(wù)器作為核心服務(wù)的載體，物理服務(wù)器配置2*8核CPU、128GB內(nèi)存、2塊300GB磁盤。數(shù)據(jù)中心虛擬化建設(shè)虛擬化軟件是運(yùn)行在基礎(chǔ)

8、設(shè)施層和上層客戶操作系統(tǒng)之間的虛擬化內(nèi)核軟件。針對上層客戶操作系統(tǒng)對底層硬件資源的訪問，虛擬化軟件用于屏蔽底層異構(gòu)硬件之間的差異性，消除上層客戶操作系統(tǒng)對硬件設(shè)備以及驅(qū)動(dòng)的依賴，同時(shí)增強(qiáng)了虛擬化運(yùn)行環(huán)境中的硬件兼容性、高可靠性、高可用性、可擴(kuò)展性、性能優(yōu)化等功能。通過將基礎(chǔ)架構(gòu)資源（包括計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)）及其相關(guān)策略整合成虛擬數(shù)據(jù)中心資源池，并允許最終用戶按需消費(fèi)這些資源，從而構(gòu)建安全的多租戶混合云。其業(yè)務(wù)范圍包括：組織（虛擬數(shù)據(jù)中心）、多租戶數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)安全、云業(yè)務(wù)工作流、自助式服務(wù)門戶。實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)中心內(nèi)的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等硬件資源的軟件虛擬化管理，對上層應(yīng)用提供自動(dòng)化服務(wù)。其業(yè)務(wù)范圍包括：虛

9、擬計(jì)算、虛擬網(wǎng)絡(luò)、虛擬存儲(chǔ)、高可用性（HA）、動(dòng)態(tài)資源調(diào)度（DRS）、虛擬機(jī)容災(zāi)與備份、虛擬機(jī)模板管理、集群文件系統(tǒng)、虛擬交換機(jī)策略等。通過虛擬化和云管理平臺(tái)軟件的部署可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源虛擬化，以及對計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源的自動(dòng)調(diào)度管理。功能標(biāo)準(zhǔn)采用的虛擬化和云管理平臺(tái)要求滿足如下功能和標(biāo)準(zhǔn)：完整交付整合計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化、云平臺(tái)，提供端到端完整的產(chǎn)品交付，實(shí)現(xiàn)“交鑰匙工程” 的私有云計(jì)算IaaS方案；混合云交付支持將私有云中的虛擬主機(jī)備份到公有云存儲(chǔ)中、或?qū)⒃诠性浦袀浞莸奶摂M主機(jī)恢復(fù)到私有云內(nèi)；標(biāo)準(zhǔn)支持IEEE 802.1Qbg標(biāo)準(zhǔn)，與交換機(jī)及網(wǎng)管組件配合，能夠?qū)崿F(xiàn)對虛擬機(jī)流量的全面監(jiān)控

10、以及虛擬機(jī)遷移時(shí)網(wǎng)絡(luò)配置的自動(dòng)跟隨；開放兼容OpenStack，允許第三方基于云管理平臺(tái)便捷地開發(fā)自己的云產(chǎn)品和特定業(yè)務(wù)流程；B/S架構(gòu)完全基于B/S無客戶端管理架構(gòu)，通過瀏覽器即可完成對云數(shù)據(jù)中心虛擬資源的管理。虛擬化的建設(shè)內(nèi)容邵陽學(xué)院的虛擬化和云管理平臺(tái)軟件按照應(yīng)用服務(wù)器的物理CPU和所管理的虛擬機(jī)數(shù)量采購授權(quán)。在邵陽學(xué)院，購買10臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器來搭載主流虛擬化軟件來構(gòu)建云計(jì)算中心，物理應(yīng)用服務(wù)器CPU數(shù)量為20個(gè)，虛擬機(jī)不低于200個(gè)。存儲(chǔ)平臺(tái)建設(shè)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程中，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器采用構(gòu)建雙機(jī)集群的技術(shù)提供了很強(qiáng)的業(yè)務(wù)持續(xù)性保障，還需要采用高安全性的存儲(chǔ)架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全

11、存放和提供有效恢復(fù)機(jī)制，選擇什么樣的存儲(chǔ)架構(gòu)，也從數(shù)據(jù)可恢復(fù)性的角度保障了應(yīng)用系統(tǒng)群集架構(gòu)的可靠性。存儲(chǔ)技術(shù)在數(shù)字化校園各業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)存和虛擬化存儲(chǔ)進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，整體規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)集中的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)構(gòu)建在先進(jìn)并穩(wěn)固的SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，這樣才能在將來數(shù)據(jù)容量不斷增長的時(shí)候，系統(tǒng)架構(gòu)仍能夠提供良好的性能和進(jìn)行方便的擴(kuò)容，從而滿足業(yè)務(wù)的要求，不至于短時(shí)間遭到淘汰和造成投資浪費(fèi)。采用數(shù)據(jù)庫集群+高速存儲(chǔ)網(wǎng)的模式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)與管理，建立為各應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和虛擬化磁盤空間。結(jié)構(gòu)如下：(參考圖)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的服務(wù)器通過HBA卡連接到兩臺(tái)FC交

12、換機(jī)上，F(xiàn)C交換機(jī)通過高速光纖接口連接到兩臺(tái)磁盤陣列上，實(shí)現(xiàn)端到端的光纖鏈路連接，提供高速的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。兩臺(tái)存儲(chǔ)之間做數(shù)據(jù)同步，備份存儲(chǔ)可用于在主存儲(chǔ)故障時(shí)接管應(yīng)用數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)可鏡像出數(shù)據(jù)拷貝用于統(tǒng)計(jì)分析、查詢等業(yè)務(wù)應(yīng)用，釋放主存儲(chǔ)性能負(fù)荷的同時(shí)提高數(shù)據(jù)可靠性。學(xué)校業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)存放在通過光纖交換機(jī)所相連的存儲(chǔ)上，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求和數(shù)據(jù)訪問方式，采用不同的RAID技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行鏡像和糾錯(cuò)保護(hù)，確保任意一塊磁盤損壞都不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。存儲(chǔ)配置根據(jù)業(yè)務(wù)需求分析和資源配置評(píng)估，存儲(chǔ)容量不低于150T。備份系統(tǒng)建設(shè)業(yè)務(wù)中最為寶貴的財(cái)富就是數(shù)據(jù)，要保證業(yè)務(wù)持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行，就要保護(hù)基于計(jì)算機(jī)的信息。人

13、為的錯(cuò)誤，硬盤的損毀、電腦病毒、自然災(zāi)難等等都有可能造成數(shù)據(jù)的丟失，造成無可估量的損失。對于邵陽學(xué)院的信息系統(tǒng)，由于行業(yè)自身的特殊性，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)丟失更是一場大災(zāi)難，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)文件、資料、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的丟失，正常工作將難以正常進(jìn)行。這時(shí)，最關(guān)鍵的問題在于如何盡快恢復(fù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使其能正常運(yùn)行。隨著數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)量的增長，數(shù)據(jù)需要得到進(jìn)一步得到保護(hù)，防止關(guān)鍵數(shù)據(jù)的丟失造成重大的影響。需在數(shù)據(jù)中心部署備份系統(tǒng)定期備份數(shù)據(jù)并歸檔。備份系統(tǒng)部署設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)系統(tǒng)規(guī)劃采用SAN架構(gòu)，利用一臺(tái)物理服務(wù)器做備份服務(wù)器，配合存儲(chǔ)陣列及相應(yīng)的備份軟件系統(tǒng)形成完整的備份系統(tǒng)。在存儲(chǔ)陣列及備份軟件的選型方面應(yīng)充

14、分考慮技術(shù)的先進(jìn)性與擴(kuò)展性。存儲(chǔ)陣列：與主數(shù)據(jù)存儲(chǔ)同一配置；備份軟件： 提供LAN和LAN FREE備份功能。備份系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：(參考圖)可靠性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心虛擬化項(xiàng)目從整體、服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化綜合考慮可靠性，保障業(yè)務(wù)的續(xù)性，主要涉及：l 虛擬化可靠性虛擬化是數(shù)據(jù)中心的核心機(jī)制，數(shù)據(jù)中心進(jìn)行虛擬化后，支持虛擬機(jī)熱遷移，虛擬機(jī)HA功能，保障業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連續(xù)性。支持對虛擬機(jī)的快照功能，系統(tǒng)提供虛擬機(jī)、卷快照功能，便于在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候還原系統(tǒng)。l 管理可靠性管理軟件均采用1+1備份或負(fù)載均衡的方式運(yùn)行，保障可靠性。支持對支持服務(wù)器、軟件和資源的監(jiān)控。系統(tǒng)可以收集服務(wù)器的核心指標(biāo)如CPU使用情

15、況、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)流量和內(nèi)存數(shù)據(jù)等，檢測到諸如進(jìn)程異常、管理和存儲(chǔ)鏈路異常，節(jié)點(diǎn)異常、系統(tǒng)資源過載等各種故障，使系統(tǒng)具備完善的故障檢測能力。管理節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)引入電信領(lǐng)域“黑匣子”技術(shù)，在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)存儲(chǔ)內(nèi)核日志、系統(tǒng)快照、內(nèi)核診斷信息及臨終遺言，并保存至非易失性存儲(chǔ)設(shè)備（計(jì)算節(jié)點(diǎn)）或自動(dòng)傳送至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（例如日志服務(wù)器），以便系統(tǒng)故障后，導(dǎo)出分析定位。數(shù)據(jù)中心建成以后應(yīng)滿足以下要求：l 服務(wù)器可靠性服務(wù)器支持對CPU，內(nèi)存，風(fēng)扇，電源，硬盤等熱關(guān)鍵器件的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控，設(shè)備故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生告警。配合智能的風(fēng)扇調(diào)速和監(jiān)控，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。服務(wù)器支持硬盤熱插拔和RAID功能，提供硬盤在線故障檢測和預(yù)警。支持電源1+1冗余和熱插拔。l 存儲(chǔ)可靠性設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心虛擬化采用集中式存儲(chǔ)設(shè)備，虛擬化平臺(tái)支持存儲(chǔ)熱遷移、存儲(chǔ)冷遷移、支持根據(jù)存儲(chǔ)訪問IO進(jìn)行存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)資源調(diào)度(DRS：Dynamic Resource Scheduler)。支持存儲(chǔ)多路徑，每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)與存儲(chǔ)集群之間，至少配置兩個(gè)完全冗余的路徑，保障存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。存儲(chǔ)設(shè)備采用雙控制器，在SAN高可靠性的基礎(chǔ)之上，配置熱備盤做冗余備份，保證數(shù)據(jù)不丟失和故障快速恢復(fù)。l 網(wǎng)絡(luò)可靠性設(shè)計(jì)交換機(jī)通過使用交換機(jī)堆疊技術(shù)，保證對外與匯聚層交換設(shè)備和對內(nèi)虛擬網(wǎng)絡(luò)層連接的冗余。虛擬網(wǎng)絡(luò)層通