某學院云計算中心建設方案

1、學院云計算中心建設方案一、云計算和虛擬化簡介在過去幾年里， 云計算和虛擬化的概念獲得了巨大的發(fā)展動力， 并且成為信 息技術中的流行詞。 許多企業(yè)開始實現(xiàn)這些新技術， 期望通過改進機器的利用率 來降低成本，減少管理時間和基礎設施成本。云計算是能夠使用戶在 Internet 上使用應用程序的一種環(huán)境，比如存儲和保護數(shù)據(jù)，同時又能夠提供服務。VCL 是一個云計算概念，源于北卡羅來納州立大學 (NCSU) 的工程學院和 IBM Virtual Computing Initiative 的一次協(xié)作，這次協(xié)作的目標是解決該大 學日益增長的計算需求和用戶需求。 這個系統(tǒng)可以在任何時間任何地點通過按需 提供/

2、 預約的方式為各種服務環(huán)境交付用戶需要的解決方案。云計算的五大優(yōu)點1、以服務為基礎2、可擴展性、彈性3、共享4、按使用計量5、基于互聯(lián)網(wǎng)技術三、云計算的架構層云計算平臺可以根據(jù)需要動態(tài)提供、 配置和重新配置服務器。 云中的服務器 可以是物理服務器或虛擬服務器。 高級云通常包含其他計算資源， 比如存儲區(qū)域 網(wǎng)絡(SAN、網(wǎng)絡設備、防火墻和其他安全設備?？偠灾?，云服務提供商提供 的服務主要可以分為以下三個類別：1. 基礎設施即服務2. 平臺即服務3. 軟件即服務(1、. 基礎設施即服務( IaaS、IaaS 就是指以服務的形式交付計算機基礎設施?；A設施即服務提供了計 算功能和基本存儲作為網(wǎng)絡上

3、的標準服務。 網(wǎng)絡中包含了服務器、 存儲系統(tǒng)、 交 換機、路由器以及其他系統(tǒng)并可用于處理工作負載。 IaaS 云可以以一種非常經(jīng) 濟的方式提供資源， 比如按需從頭構建應用程序環(huán)境所需的服務器、 連接、存儲 和相關的工具。IaaS 的優(yōu)點包括快速供應、擴展能力、只為使用的資源付費。對于剛剛起步或較小的企業(yè)， 面臨的最大困難之一就是控制資金支出。 通過將基礎設施移到 云中，就可以實現(xiàn)可伸縮的供應， 就仿佛您擁有自己的硬件和數(shù)據(jù)中心一樣 （對 于傳統(tǒng)的托管服務提供商來說是不現(xiàn)實的） ，但是您同時可以將前期成本降至最 低。VCL 在一個位置同時交付不同的基礎設施。 它在大學內(nèi)提供了一個平臺 （在 其內(nèi)

4、部沒有物理基礎設施） 虛擬化環(huán)境。 通過使用該環(huán)境， 學生不需要為其項目 建立任何特定的物理基礎設施。 VCL 為基礎設施提供了以下服務。? 計算o 物理計算機o 虛擬計算機o OS 級虛擬化? 網(wǎng)絡? 存儲在將所請求的映像映射到硬件之前， VCL 管理者為可用的硬件資源提供適當 的虛擬化（聚合，解除聚合）。VCL服務主要關注平臺級別的資源控制。（ 2 ） . 平臺即服務（ PaaS）平臺即服務是一個虛擬化的平臺， 它包括一個或多個服務器 （經(jīng)過物理服務 器集合虛擬化）、操作系統(tǒng)和特定應用程序（例如面向 Web 應用程序的 Apache 和MySQL。在某些情況下，可以提供一個包含所有必需的特

5、定于用戶的應用程 序的 VM 映像。平臺即服務包含一個軟件層并將其作為服務提供， 這個服務可用 于構建更高級的服務。從服務的創(chuàng)建者或消費者的角度來看， PaaS 至少存在兩 種視角：?創(chuàng)建PaaS （這里指VCL）的人可能會通過集成OS、中間件、應用程序 軟件甚至一個開發(fā)環(huán)境來生成一個平臺， 這個平臺稍后會以服務的形式提供給用 戶。? 使用 PaaS 的人（大學中的用戶）會看到一個封裝好的服務，這個服務 通過一個界面呈現(xiàn)給他們。 用戶只能通過界面與這個平臺進行交互， 該平臺執(zhí)行 必需的任務來進行管理和擴展， 從而提供給定級別的服務。 虛擬設備可以歸類為 PaaS 實例。通過使用VCL,學生們不

6、需要在其機器上安裝任何特定的服務、解決方案堆 ?；驍?shù)據(jù)庫。 VCL 為他們提供了映像， 他們只需要選擇這些映像并在云中提供的 機器上使用它們。? 服務? 解決方案堆棧o Aspo Javao PHPo .NET?存儲o數(shù)據(jù)庫o文件存儲（3）.軟件即服務（SaaSSaaS是指以服務的形式通過In ternet訪問軟件的能力。軟件即服務以服務形式按需提供完整的應用程序。軟件的一個實例在云中運行并為多個終端用戶 或客戶組織提供服務。遠程應用程序服務的一個最佳例子就是Google Apps，它通過一個標準Web瀏覽器提供了多個企業(yè)應用程序。VCL允許使用任何軟件即服務解決方案、虛擬化解決方案和終端服務

7、解決方 案。VMWareXEN MSVirtual Server、Virtuoso 和 Citrix都是典型的例子。VCL還允許任何訪問/服務交付選項，這些選項適合從 RDP或VNC桌面訪問到 X-Wi ndows再到Web服務或類似服務等各種內(nèi)容。四、云計算基礎設施模型在從標準的企業(yè)應用程序部署模型遷移到基于云計算的模型時， 云計算架構 師需要對基礎設施模型做出幾點考慮。 對于大學中的云計算，可以考慮三種基本 的服務模型，比如公共（Public ）、私有（Private ）和混合（Hybrid ）云。1. 公共云公共計算云面向任何希望登錄到其中并使用它們的用戶。 公共云由供應商運 行，來自不

8、同用戶的應用程序可能會混合存放到云中的服務器、 存儲系統(tǒng)和網(wǎng)絡 中。公共云的優(yōu)點之一就是它們擁有比公司的私有云更大的規(guī)模， 并且可以提供 按需擴展或縮減的能力，將基礎設施風險從企業(yè)轉移給云提供商。IBM為其客戶運作一個云數(shù)據(jù)中心。多名客戶共享相同的基礎設施，但是每 名用戶的云都得到了保護并彼此分離，就好象他們位于自己的防火墻之內(nèi)。2. 私有云設計私有云的目的是使組織能夠獲得比使用由供應商托管的服務更多的數(shù) 據(jù)控制。私有云是為某個組織專門構建的，只能由該組織使用，提供了對數(shù)據(jù)、 安全性和服務質量的最大程度的控制。私有云通常位于組織（企業(yè)或大學）的防火墻之后，只有該組織內(nèi)部的人員有權訪問云及其資源

9、。3. 混合云混合云同時結合了公共云和私有云模型。 這個模型引入了判斷如何在公共云 和私有云之間分配應用程序的復雜性。在數(shù)據(jù)量較小或者應用程序無狀態(tài)時使用 混合云，與在數(shù)據(jù)量較大時使用公共云來進行少量處理相比，前者效果更好。VCL可以處理混合云模型。它可以為一個大學內(nèi)的學生和教師提供服務和基 礎設施來作為他們的私有云。它還可以使用公共云在大學之間擴展這些服務。 這 需要更加安全的網(wǎng)絡。五、數(shù)據(jù)中心的發(fā)展數(shù)據(jù)中心的發(fā)展共有三個階段：面向標準化的數(shù)據(jù)大集中、面向資源的虛擬 化和面向服務的云計算。（1）傳統(tǒng)不同企業(yè)和學校不同院系往往建立獨立物理網(wǎng)絡、獨立的服務器資源。（2）新一代通過網(wǎng)絡、服務器、存

10、儲虛擬化整合IT硬件資源、提供了多樣化的教學方 式，真正使信息化建設給企業(yè)的發(fā)展、學校的教學和科研帶來幫助。隨著虛擬化技術在高校數(shù)據(jù)中心應用的普及， 虛擬機和虛擬機遷移等新特性 的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡結構已經(jīng)不能完全滿足虛擬化的要求。云計算的本質是改變 IT 模式，能夠讓全局的 IT 資源更靈活、 更高效、 更經(jīng) 濟的進行統(tǒng)一調配。其中，大集中是前提，虛擬化是方法，而云計算則是未來數(shù) 據(jù)中心的目標。目前，部分信息化建設開展較早的高校已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)大集中， 正處于虛擬化的階段， 通過服務器虛擬化和網(wǎng)絡虛擬化等技術手段， 整合了資源， 提供了多樣化的教學方式，真正使信息化建設給學校的教學和科研帶來了幫

11、助。 隨著越來越多的高校數(shù)據(jù)中心進入虛擬化階段， 云計算也離我們越來越近， 構建 云計算中心成為占領云計算制高點的重要環(huán)節(jié)。六、云計算中心五大領先技術（1）軟件集群（2）負載均衡（3）計算能力分布（4）數(shù)據(jù)集中存儲（5）專業(yè)FTP文件管理隨著云技術的發(fā)展， 以上 5 大領先技術， 促使企業(yè)和教育即將全面進入云時 代。七、云計算在城市中的現(xiàn)實意義根據(jù)聯(lián)合國的預測，到 2012 年全世界的城市人口將超過總人口的 55%。但 是在城市化進程飛速發(fā)展的今天， 人們的城市生活也越來越面臨一系列挑戰(zhàn)： 空 間沖突、文化摩擦、資源短缺和環(huán)境污染等。建設“和諧城市”能夠保持城市的 活力、提高城市生活的質量，讓

12、市民享受城市發(fā)展所帶來的豐碩成果。構建“和諧城市” 需要感知紛亂龐雜的城市信息并具備海量數(shù)據(jù)的分析存儲 能力。基于新興的物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術構建的“云”平臺，能夠使建設“和諧城 市”的理想變成現(xiàn)實。作為城市最重要的 IT 基礎設施，城市云是構建數(shù)字宜居 城市、提升城市公共服務水平和促進城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障。城市云是指通過建立和整合一個城市內(nèi)的計算、存儲、網(wǎng)絡、安全、應用等 IT 資源，為一定范圍內(nèi)的政府、市民、行業(yè)企事業(yè)單位提供統(tǒng)一云計算服務的 城市大型 IT 基礎設施。（ 一） 構建數(shù)字宜居城市城市的組織形式首先是為人類居住服務的， 因此“和諧城市”首先需要讓城 市居民和來訪者享受到城市的

13、便利性和宜居性。平安城市平安城市通常建設三個平臺： 公共安全服務平臺、 城市安防體系平臺和應急 指揮平臺。 城市云是最好的平安城市公共服務支撐平臺， 可以利用其強大的計算 能力、存儲能力為包括城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)、 數(shù)字化城市管理系統(tǒng)、 道路交通和危 險源檢測等多個系統(tǒng)提供技術保障。智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)（ITS）是基于現(xiàn)代信息技術面向交通運輸?shù)姆障到y(tǒng)，它基于 對大量實時交通信息的采集分析、 集成處理和綜合應用，為交通參與者提供多樣 化的管理和服務，促進交通設施的有效利用和交通運行的組織優(yōu)化，保障交通運輸安全，提高路網(wǎng)通行能力和交通運行效率。食品安全由于監(jiān)管體制沒有完全建立和監(jiān)管手段有限， 我

14、國食品安全面臨著嚴重的公 共衛(wèi)生問題?；谖锫?lián)網(wǎng)技術的食品安全溯源系統(tǒng)能對產(chǎn)品原料的來源和加工歷 程進行查詢，能跟蹤飼料或食品生產(chǎn)、加工和分銷在特定階段的流動情況實時狀 態(tài)，從而實現(xiàn)對原料端、生產(chǎn)端、運輸端、流動端等環(huán)節(jié)實施實時監(jiān)管與無縫銜 接，最大程度的在技術上保證產(chǎn)品質量和食品安全。感知環(huán)保“感知環(huán)?！笔墙Y合物聯(lián)網(wǎng)技術對水體水源、大氣、噪聲、放射源、廢棄物 等進行感知、處置與管理，建設成為一個集智能感知能力、智能處理能力和綜合 管理能力于一體的新一代網(wǎng)絡化智能環(huán)保系統(tǒng)，旨在推進污染減排、加強環(huán)境保護，實現(xiàn)環(huán)境與人、經(jīng)濟乃至整個社會的和諧發(fā)展。（二）城市公共服務體系城市規(guī)模的快速擴大和城市人

15、口的快速聚集對很多城市在城市管理、科學規(guī)劃和公共服務上提出了更高的要求。建設城市云可以極大地提高城市的運營效率， 節(jié)約社會資源，提高政府的決策水平，有助于提升整個城市公共服務水平， 創(chuàng)造 一個人際關系更加和諧的城市環(huán)境。一站式政務信息服務建設面向社會的政務信息服務系統(tǒng)，承擔政策法規(guī)和服務信息網(wǎng)上公告、辦 事查詢、表格下載、遞交有關許可審批申請、網(wǎng)上投訴受理等功能，為市民提供“一站式”在線政務服務，是城市管理者轉型為服務型政府的主要途徑。醫(yī)療信息服務電子健康檔案中的個人健康信息包括基本信息、主要疾病和健康問題摘要、 主要衛(wèi)生服務記錄等內(nèi)容。統(tǒng)一電子健康檔案的建立，可以實現(xiàn)醫(yī)療機構間的信 息互聯(lián)互

16、通，健康信息共享，切實解決群眾看病就醫(yī)問題。（三）加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級制造業(yè)信息化是制造業(yè)邁向現(xiàn)代化、增強競爭力的必然過程，其主要的手段 就是廣泛采用基于高性能計算的 CAD/CAE/CA技術，實現(xiàn)“虛擬產(chǎn)品設計與優(yōu)化 仿真”，以促進傳統(tǒng)制造業(yè)改造，提高制造業(yè)產(chǎn)品研制能力。以高速鐵路、航空 航天和船舶制造業(yè)為代表的高端制造業(yè)是城市云主要的服務對象之一，城市云計算中心的強大計算能力是發(fā)展區(qū)域高端制造業(yè)，帶動區(qū)域傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造的重 要手段。（四）促進新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)是提高城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效率，尋找區(qū)域新的經(jīng)濟增長點，實現(xiàn)城 市的可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。數(shù)字新媒體廣電數(shù)字新媒體業(yè)務以新一代數(shù)字技術、

17、 網(wǎng)絡技術、信息技術為基礎，具有 兼容、開放、共享、多樣、對等、通用的突出特點，給廣播電視的傳播技術、傳 播方式、傳播水平帶來巨大而深刻的變革。 在三網(wǎng)融合的技術發(fā)展背景下，互動 電視、視頻游戲、視頻搜索等廣電數(shù)字新媒體業(yè)務必將呈現(xiàn)爆炸式增長。文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基于高性能計算的渲染技術是文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎。動漫產(chǎn)業(yè)是許多城 市著力發(fā)展的新興數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)，是基于高性能計算的“高可視”產(chǎn)品。 云計算 中心的建立將為區(qū)域文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力保障。軟件服務業(yè)云計算技術的快速發(fā)展使得越來越多的軟件開發(fā)商推出運行于互聯(lián)網(wǎng)之上 的應用軟件，例如Salesforce CRM等。城市云計算中心擁有龐大的計算

18、資源， 可以充分滿足各大SaaS軟件供應商的需求，軟硬結合，使得用戶以更低的成本、 更快的得到軟件，而且無需維護。八、云計算中心教育平臺技術架構根據(jù)本地區(qū)實際，結合目前云計算在教育、企業(yè)、城市中的應用，繪制如下 云計算中心教育平臺技術架構、IDC整體視圖、云中心運行方案架構。(1)云計算中心教育平臺技術架構云計算教育平臺技術架構圖Cloud in Education用 八 端 *內(nèi)劇她剛闿”曲魁外捉罠星玄飛封俚塩、靈界“巴敗蟲豊合住戸細的CFLSI平蹙力初tA豳I*決/ - W卩腮務器1FT卩量務器2FTF腿務器(2) IDC整體視圖基于云計黨的1DC轄體視圖新業(yè)務去互聯(lián)囲應用傳排工R和平F館電、如(3) 云中心運行方案架構左牝二.1!Moab云量HPS*A疋.F悴守&e jekHF s whFOMjeo;1常陽主，主更默斯y存筑占血2畫鋰建恪BHPB5Aa九、軟硬件清單1、硬件清單骨口， 序號產(chǎn)品名稱型號說明數(shù)量備注1小型機IBM P570小型機2臺咼性能小型機，虛擬化數(shù)據(jù)池2HmcIBM hmc管理設備1套Hmc管理設備3刀片服務器HS22刀片服務器1套刀片服務器中心4機