高校教育資源數(shù)據(jù)中心的研究與架構(gòu)

【摘要】該文介紹高校教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)的主要內(nèi)容、一般架構(gòu)思路。結(jié)合我們對(duì)教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)的研究與實(shí)踐，提出了比較行之有效的高校教育資源數(shù)據(jù)中心的綜合架構(gòu)模式。

【關(guān)鍵詞】高校教育資源；架構(gòu)方案；數(shù)據(jù)中心

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009—8097 (2008) 02—0093—04

高校教育資源數(shù)據(jù)中心正悄然興起。它在國(guó)外吸引著像ATT、AO、IBM、Exodus、UUNET等大公司的巨資投入；國(guó)內(nèi)不但四大電信運(yùn)營(yíng)商中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)吉通開始做跑馬圈地，一些專業(yè)服務(wù)商如清華萬博、首都在線和世紀(jì)互聯(lián)等，也參與了角逐。

高校教育資源數(shù)據(jù)中心除了具有傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心所具有的特點(diǎn)外，如數(shù)據(jù)集中、主機(jī)運(yùn)行可靠等，還應(yīng)具有訪問方式變化、反應(yīng)速度快等特點(diǎn)。本文將重點(diǎn)介紹教育信息數(shù)據(jù)中心建設(shè)的內(nèi)容、一般架構(gòu)思路及整合策略。

一 高校教育資源數(shù)據(jù)中心的建設(shè)內(nèi)容

高校教育資源數(shù)據(jù)中心是一個(gè)提供資源服務(wù)的基地，應(yīng)具有非常好的機(jī)房環(huán)境、安全保證、網(wǎng)絡(luò)帶寬、大的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)空間、優(yōu)良軟件環(huán)境以及優(yōu)秀的服務(wù)性能，在建設(shè)內(nèi)容方面主要有：

1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

高校教育資源數(shù)據(jù)中心主要是靠其有一個(gè)高性能的網(wǎng)絡(luò)為其客戶提供服務(wù)。由于高校教育資源數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)龐大而且復(fù)雜，要保證其網(wǎng)絡(luò)不間斷對(duì)外服務(wù)，還必須建設(shè)一個(gè)高性能的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

2 服務(wù)器建設(shè)

高校教育資源數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器建設(shè)可分為多個(gè)方面，總體上分為基礎(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器，主要有：

基礎(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)器：這類服務(wù)器是保障高校教育資源數(shù)據(jù)中心為用戶提供各種服務(wù)的前提，這類服務(wù)器有DNS服務(wù)器、目錄服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器、防火墻服務(wù)器、各類安全服務(wù)器、系統(tǒng)性能監(jiān)控服務(wù)器等等。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：它是保證高校教育資源數(shù)據(jù)中心可以為用戶提供各種應(yīng)用服務(wù)的基礎(chǔ)，高校教育資源數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須能支持大容量訪問、多種數(shù)據(jù)庫(kù)等。

數(shù)據(jù)備份服務(wù)器：它是高校教育資源數(shù)據(jù)中心為客戶提供安全服務(wù)的內(nèi)容之一，保證客戶的數(shù)據(jù)安全可靠。由于高校教育資源數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器種類繁多、有多種數(shù)據(jù)庫(kù)，所以數(shù)據(jù)備份要支持多機(jī)型、多種數(shù)據(jù)格式等等，而且容量要大。

應(yīng)用服務(wù)器：是高校教育資源數(shù)據(jù)中心為用戶提供相關(guān)應(yīng)用服務(wù)的服務(wù)器。應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)具有很好的擴(kuò)展性，以及支持各類應(yīng)用軟件的數(shù)量要多。

服務(wù)器的負(fù)載均衡：這是高校教育資源數(shù)據(jù)中心提供高性能、高可靠性服務(wù)的重要方法之一，服務(wù)器的負(fù)載均衡可由硬件設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備）或軟件的方法實(shí)現(xiàn)。

3 存儲(chǔ)系統(tǒng)的建設(shè)

存儲(chǔ)系統(tǒng)是高校教育資源數(shù)據(jù)中心的重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容之一，作為一個(gè)高校教育資源數(shù)據(jù)中心，其存儲(chǔ)系統(tǒng)是相當(dāng)龐大的，數(shù)據(jù)的容量常常由GB級(jí)迅速增長(zhǎng)到TB級(jí)，如此大的數(shù)據(jù)需要有一個(gè)更加安全、可靠的存儲(chǔ)系統(tǒng)，由于訪問的數(shù)量也是相當(dāng)龐大的，所以對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的效率也有很高的要求；而且存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)具有很好的擴(kuò)展性，以滿足高校教育資源數(shù)據(jù)中心的發(fā)展的需求。

4 軟件系統(tǒng)的建設(shè)

軟件系統(tǒng)的建設(shè)是高校教育資源數(shù)據(jù)中心需要大量投入的方面，它是在前面網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上，高校教育資源數(shù)據(jù)中心開展服務(wù)的手段。高校教育資源數(shù)據(jù)中心的軟件系統(tǒng)建設(shè)主要有：

Web系統(tǒng)：高校教育資源數(shù)據(jù)中心開展Web-Hosting 服務(wù)內(nèi)容之一， Web系統(tǒng)軟件應(yīng)支持在一個(gè)系統(tǒng)上建立為多用戶服務(wù)的Web系統(tǒng)功能等。

電子郵件系統(tǒng)：電子郵件系統(tǒng)應(yīng)支持多種電子郵件協(xié)議，如SMTP、 POP3、IMAP4、Web-Mai和Voice-Mai等，同時(shí)電子郵件系統(tǒng)應(yīng)有很好擴(kuò)展性等。

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：高校教育資源數(shù)據(jù)中心應(yīng)建立多廠家的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如應(yīng)有Oracle、Informix、SQ- Server、SyBase等廠家的數(shù)據(jù)庫(kù)，以滿足不同用戶的需求。

安全系統(tǒng)：如防火墻軟件（硬件防火墻除外）、防黑客入侵、防病毒軟件等。這是保證高校教育資源數(shù)據(jù)中心為用戶提供安全服務(wù)的前提。

數(shù)據(jù)備份軟件：支持多備份設(shè)備、多種廠家的機(jī)器、多種數(shù)據(jù)庫(kù)等等。

應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)：高校教育資源數(shù)據(jù)中心應(yīng)提供相應(yīng)的開發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)，提供相應(yīng)的開發(fā)工具，滿足用戶或高校教育資源數(shù)據(jù)中心開發(fā)相應(yīng)應(yīng)用的需求。

5 機(jī)房場(chǎng)地建設(shè)

機(jī)房場(chǎng)地的建設(shè)是高校教育資源數(shù)據(jù)中心前期建設(shè)投入最大的部分。由于高校教育資源數(shù)據(jù)中心的用戶可能把其重要的數(shù)據(jù)和應(yīng)用都存放在教育資源數(shù)據(jù)中心的機(jī)房中，所以對(duì)教育資源數(shù)據(jù)中心機(jī)房場(chǎng)地環(huán)境的要求是非常高的。教育資源數(shù)據(jù)中心的機(jī)房場(chǎng)地建設(shè)主要在如下幾個(gè)方面：

機(jī)房裝修：機(jī)房裝修主要考慮吊頂、隔斷墻、門窗、墻壁和活動(dòng)地板等。

供電系統(tǒng)：供電系統(tǒng)是教育資源數(shù)據(jù)中心的場(chǎng)地建設(shè)重點(diǎn)之一，由于教育資源數(shù)據(jù)中心的大量設(shè)備需要極大的電力功率，所以供電系統(tǒng)的可靠性建設(shè)、擴(kuò)展性是極其重要的。供電系統(tǒng)建設(shè)主要有：供電功率、UPS建設(shè)（n+1）、配電柜、電線、插座、照明系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、防雷和自發(fā)電系統(tǒng)等。

空調(diào)系統(tǒng)：機(jī)房的溫度、通風(fēng)方式和機(jī)房空氣環(huán)境等。

安全系統(tǒng)：門禁系統(tǒng)、消防系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。

布線系統(tǒng)：機(jī)房應(yīng)有完整的綜合布線系統(tǒng)，布線系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)布線、語(yǔ)音布線、終端布線。

通信系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)線帶寬、語(yǔ)音線路數(shù)目等。

二 多視角規(guī)劃教育資源數(shù)據(jù)中心架構(gòu)

高等學(xué)校在建設(shè)教育資源數(shù)據(jù)中心的過程中，常常遇到這樣一些難題：建設(shè)部門無法準(zhǔn)確描述教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)的完整需求，在實(shí)施過程中的解決方案往往被某個(gè)廠商牽著鼻子走。其必然結(jié)果有三：

1 教育資源數(shù)據(jù)中心功能上不完整，真正的用戶需求得不到體現(xiàn)；

2 軟、硬件配置與實(shí)際技術(shù)需求產(chǎn)生較大偏離（一般是正偏離）；

3 國(guó)家資金投入較高，造成一定程度的浪費(fèi)。

為了解決這一難題必須將教育資源數(shù)據(jù)中心的主要業(yè)務(wù)和需求進(jìn)行綜合，以確保解決方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施滿足業(yè)務(wù)要求，并且利用最先進(jìn)的技術(shù)，解決業(yè)務(wù)需求迅速變化所帶來的復(fù)雜性。

教育資源數(shù)據(jù)中心架構(gòu)和解決方案設(shè)計(jì)應(yīng)該從以下四個(gè)視角全面獲取關(guān)鍵信息：

（1） 業(yè)務(wù)視角

高校教育資源數(shù)據(jù)中心歸根結(jié)底是要服務(wù)于教學(xué)、科研業(yè)務(wù)，因此我們首先必須從業(yè)務(wù)的角度來考慮我們?yōu)槭裁匆ㄔO(shè)教育資源數(shù)據(jù)中心。我們需要了解：教學(xué)、科研模式是什么？哪些部門和人員使用教育資源數(shù)據(jù)中心？項(xiàng)目目標(biāo)是什么？如何衡量最后的結(jié)果？

（2） 功能視角

考慮教育資源數(shù)據(jù)中心架構(gòu)應(yīng)具備什么樣的功能：這套系統(tǒng)將被如何使用，它要提供什么樣的服務(wù)？此系統(tǒng)要為哪些人提供哪些信息？這套系統(tǒng)如何進(jìn)行控制和管理？

（3） 技術(shù)視角

考慮借助什么技術(shù)來實(shí)現(xiàn)它：如何架構(gòu)和建設(shè)系統(tǒng)？采用什么樣的界面？需要什么樣的應(yīng)用和數(shù)據(jù)？采用什么標(biāo)準(zhǔn)？

（4） 實(shí)施視角

落實(shí)到操作層面，我們要考慮的就是如何來實(shí)施：采用什么廠商的什么產(chǎn)品？如何進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)與部署？項(xiàng)目管理、資金等問題？

通過以上四個(gè)角度進(jìn)行的分析，具有業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)、自頂向下、環(huán)環(huán)相扣的特點(diǎn)，使分析結(jié)果更全面、客觀，能夠確保發(fā)現(xiàn)教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)的真實(shí)需求，確保選擇實(shí)施的解決方案與業(yè)務(wù)目標(biāo)完全吻合。

三 全方位打造高校教育資源數(shù)據(jù)中心“金字塔”架構(gòu)

教育資源數(shù)據(jù)中心對(duì)于高校信息化建設(shè)的重要性無異于心臟之于人體。隨著繁忙的教學(xué)、科研需求處理給數(shù)據(jù)中心帶來的巨大壓力，教育資源數(shù)據(jù)中心的建設(shè)除了要確保7×24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行外，還應(yīng)具備更高的靈活性和可擴(kuò)展性，跟上業(yè)務(wù)需求變化的步伐，為業(yè)務(wù)需求發(fā)展輸送源源不絕的動(dòng)力。教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)及整合解決方案的整體架構(gòu)應(yīng)該像一座堅(jiān)不可摧的“金字塔”，該“金字塔”的主體結(jié)構(gòu)自下向上由基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方案、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案以及應(yīng)用整合解決方案四層組成，外面再加上一層由安全性管理解決方案和連續(xù)性管理解決方案構(gòu)成的“保護(hù)墻”（如圖）。在這六個(gè)解決方案中，又可再細(xì)分為若干既相輔相成亦可獨(dú)立應(yīng)用的解決方案。所有的解決方案設(shè)計(jì)必須采用模塊化的設(shè)計(jì)原則，無論是新建數(shù)據(jù)中心、在原有數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化還是進(jìn)行數(shù)據(jù)中心的遷移，都可以根據(jù)實(shí)際情況量身定制，選用不同的模塊組合，真正滿足教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)發(fā)展的需要。

1 搭建IT主體架構(gòu)

下圖描述了教育資源數(shù)據(jù)中心的總體架構(gòu)。

2 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方案

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方案應(yīng)包括機(jī)房建設(shè)、優(yōu)化、搬遷方案和智能樓宇方案。針對(duì)教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)、優(yōu)化、搬遷的三種情況量身定制解決方案，其內(nèi)容包括地址選擇、機(jī)電系統(tǒng)規(guī)劃、裝潢系統(tǒng)規(guī)劃、消防系統(tǒng)規(guī)劃、弱電系統(tǒng)規(guī)劃和結(jié)構(gòu)化光纖方案，主要解決以下問題：如何確保機(jī)房建設(shè)的專業(yè)性和機(jī)房設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，使建成后的數(shù)據(jù)中心具備伴隨業(yè)務(wù)的同步動(dòng)態(tài)成長(zhǎng)能力；業(yè)務(wù)發(fā)展之后如何對(duì)現(xiàn)有機(jī)房進(jìn)行優(yōu)化，以配合新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要；以及制訂專業(yè)的機(jī)房搬遷方案，確保在搬遷過程中數(shù)據(jù)不丟失、業(yè)務(wù)不中斷。

3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)解決方案

網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠脚_(tái)，它應(yīng)該像高速公路一樣能夠安全高效地承運(yùn)各種信息載體，所以它成為教育信息系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)要考慮靈活適用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)解決方案，包括網(wǎng)絡(luò)評(píng)估、網(wǎng)絡(luò)集成、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

教育信息網(wǎng)絡(luò)評(píng)估服務(wù)必須由網(wǎng)絡(luò)專家利用專業(yè)工具提供全方位的網(wǎng)絡(luò)分析、檢測(cè)、整合。主要內(nèi)容應(yīng)包括：信息收集、數(shù)據(jù)分析、整合分析報(bào)告和對(duì)癥下藥的建議措施。網(wǎng)絡(luò)集成解決方案則應(yīng)覆蓋教育信息中心從Internet到Intranet的建設(shè)，Call Center基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)到IP Telephony、WLAN、VPN、IPV6等各個(gè)方面的內(nèi)容，并在數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目實(shí)施完成之后由專人定期給用戶做網(wǎng)絡(luò)健康檢查，制訂運(yùn)行維護(hù)規(guī)范，同時(shí)提供7×24的電話支持服務(wù)，滿足用戶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)高可靠性運(yùn)行的要求。

4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案

為了應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)爆炸性膨脹帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，必須建立專業(yè)、安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)的可用性、一致性、易管理性以及I/O性能，以適應(yīng)未來業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，教育信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案應(yīng)包括：數(shù)據(jù)遷移和存儲(chǔ)局域網(wǎng)兩個(gè)部分。教育信息數(shù)據(jù)遷移方案應(yīng)方便用戶進(jìn)行關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的遷移與整合，包括客戶環(huán)境評(píng)估、遷移方案的設(shè)計(jì)、測(cè)試、實(shí)施及完整性檢測(cè)。具體內(nèi)容應(yīng)有：系統(tǒng)環(huán)境評(píng)估和方案設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)遷移工具的安裝和實(shí)施；風(fēng)險(xiǎn)控制及項(xiàng)目管理服務(wù)。

5 應(yīng)用整合解決方案

教育資源數(shù)據(jù)中心應(yīng)用整合方案以應(yīng)消除信息孤島、實(shí)現(xiàn)信息共享為目的，注重靈活性與適用性。其中，數(shù)據(jù)整合方案應(yīng)致力于搭建一個(gè)數(shù)據(jù)共享的平臺(tái)，讓各應(yīng)用可以通過統(tǒng)一的格式實(shí)時(shí)訪問各種異構(gòu)數(shù)據(jù)，消除信息孤島，優(yōu)化信息存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，使之能夠更好地支持管理層工作。

6 構(gòu)筑雙重IT“保護(hù)墻”

上述解決方案是教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)及整合解決方案的主體架構(gòu)，如果說它們強(qiáng)調(diào)的是IT基礎(chǔ)架構(gòu)的搭建，下面兩個(gè)“保護(hù)墻”性質(zhì)的解決方案則通過安全防范、數(shù)據(jù)備份、災(zāi)難恢復(fù)等手段來確保教育資源數(shù)據(jù)中心的安全連續(xù)運(yùn)行。

7 安全性管理解決方案

教育信息安全性管理解決方案用于建立起一個(gè)包括安全防范功能和安全響應(yīng)功能在內(nèi)的IT安全管理體系，使教育資源數(shù)據(jù)中心避免遭受黑客攻擊或惡意破壞的危險(xiǎn)。其內(nèi)容應(yīng)該包括安全評(píng)估服務(wù)、安全顧問服務(wù)、安全產(chǎn)品集成服務(wù)和安全培訓(xùn)服務(wù)。

8 連續(xù)性管理解決方案

為了確保教育資源數(shù)據(jù)中心能夠安全連續(xù)地運(yùn)行，必須提供連續(xù)性解決方案，其中備份與恢復(fù)解決方案應(yīng)包括制定靈活、高效、實(shí)用的備份和恢復(fù)策略，如永久保存關(guān)鍵數(shù)據(jù)，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)存儲(chǔ)等，實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的目的；數(shù)據(jù)容災(zāi)解決方案應(yīng)包括數(shù)據(jù)鏈路搭建、數(shù)據(jù)異地遠(yuǎn)程復(fù)制及恢復(fù)。

教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案應(yīng)具備的基本特點(diǎn)

教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案的定位在于從能力層面以適應(yīng)性架構(gòu)奠定教育信息化的基石。教育資源數(shù)據(jù)中心應(yīng)具備三個(gè)方面的特點(diǎn)，可以用“?！薄ⅰ叭?、“活”三個(gè)字來加以概括，三大特點(diǎn)互為聯(lián)系，相得益彰，才能構(gòu)成教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)及整合解決方案強(qiáng)大的整體優(yōu)勢(shì)。

（1） “專”指的是該解決方案所應(yīng)具有的專業(yè)性。教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)及整合的一整套方案應(yīng)該從業(yè)務(wù)需求視角出發(fā)進(jìn)行規(guī)劃與建設(shè)，不止關(guān)注今天，而且應(yīng)放眼未來，才能夠適應(yīng)教育信息化前瞻性的業(yè)務(wù)問題，體現(xiàn)教育信息的獨(dú)到價(jià)值。

（2） “全”指的是該方案所應(yīng)具有的全面性。從底層的基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè)到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、應(yīng)用整合以及安全性、連續(xù)性管理，教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)及整合方案應(yīng)該涵蓋標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)中心建設(shè)的所有工作。

3、“活”指的是該方案所應(yīng)具有的靈活性。教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案必須提供跨越整個(gè)生命周期的整體解決方案，針對(duì)高校不同階段的數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求，為其提供針對(duì)性、適應(yīng)性的組合服務(wù)方案。也就是說，每一個(gè)教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)必須可以根據(jù)自身的需求單獨(dú)采購(gòu)。并且在方案的實(shí)施過程中，可以統(tǒng)一協(xié)調(diào)各類資源，確保整體方案的高可靠性與靈活性，確保教育資源數(shù)據(jù)中心建設(shè)與業(yè)務(wù)需求發(fā)展的完美結(jié)合。

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