哈爾濱工業(yè)大學云空間服務

文/仲瑋 范軼 代成琴 付德宇

哈爾濱工業(yè)大學的信息化建設以服務廣大師生為宗旨，陸續(xù)實施了數(shù)字化校園建設工程，實現(xiàn)了硬件集群、數(shù)據(jù)集中、應用集成和信息的標準化，相應的管理工作取得了顯著成效。一直以來，學校只針對院系、行政單位、實驗室、研究所提供有限功能的主機托管或空間托管服務，并不針對在校學生和教師開放。廣大師生若想制作個人網(wǎng)站，只能在校外公網(wǎng)租用服務器資源，涉及到備案、域名等多項操作，不僅價格高昂，增加了師生的經(jīng)濟負擔，而且十分繁瑣。此外，由于學校的工科特色，很多計算機相關專業(yè)的學生憑個人興趣或是課堂實踐活動進行網(wǎng)絡相關開發(fā)，自主開發(fā)了許多面向校園的信息系統(tǒng)，如一些校園移動應用或校園電子商務等。由于沒有校園網(wǎng)內(nèi)的服務器和網(wǎng)絡資源，開發(fā)的項目無法應用于實踐，阻礙了學生的開發(fā)熱情。為鼓勵學生的自主社會實踐活動，挖掘在校學生的創(chuàng)新、創(chuàng)意、創(chuàng)造能力，豐富校園信息化應用，同時也為廣大教師提供一個個人專屬的網(wǎng)站空間，我校于2011年面向所有在校師生提供了哈爾濱工業(yè)大學云空間服務。

建設目標

哈爾濱工業(yè)大學云空間建設的總體目標是以服務校園為宗旨，利用現(xiàn)有校園數(shù)據(jù)中心建設成果，以一流的標準思考信息應用的建設模式，通過創(chuàng)新的思維和先進的技術，為教師與學生提供方便易用的空間服務。同時為有志于開發(fā)互聯(lián)網(wǎng)應用的在校大學生提供創(chuàng)新、創(chuàng)意、創(chuàng)造的開發(fā)平臺，鼓勵開拓創(chuàng)新思維，為應用開發(fā)者提供完全免費的服務器主機、存儲空間、帶寬等環(huán)境，同時提供必要的指導與幫助，以豐富校園網(wǎng)絡資源，為高水準的初創(chuàng)互聯(lián)網(wǎng)應用提供助力支持。其具體目標包括：

1.建設一個可擴展的校園云，整合主機系統(tǒng)和存儲，建立虛擬化可靈活配置的資源池，實現(xiàn)高可靠性的運行環(huán)境和分級存儲。

2.以SaaS云服務形式建設方便、易用的教師個人主頁系統(tǒng)，使用校園統(tǒng)一身份認證，使之成為校園重要公共信息服務，為所有在校教師提供個人信息托管功能。

3.以SaaS云服務形式建設安全穩(wěn)定的教師個人博客系統(tǒng)作為教師空間服務的補充，為在校教師與校園組織提供標準化的博客服務。

4.基于校園基礎云為在校學生提供免費的服務器空間服務和VPS服務，將常用開發(fā)組件服務化，對外提供標準開放接口。

5.為學生開發(fā)團隊提供互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)咨詢與協(xié)助，建立完善的管理制度。

建設方案

根據(jù)我校校園網(wǎng)的實際情況，哈爾濱工業(yè)大學云空間服務采用易擴展的云計算模式，以開源的云計算和云存儲技術為基礎，提供開放式的計算環(huán)境。具體的方式包括：

1.通過虛擬化套件將主機系統(tǒng)整合、計算資源池化以降低服務成本、實現(xiàn)高可靠性的運行環(huán)境。為了有效保護投資，獲得更好的投資回報，我校整合了原有的一些HP刀片服務器，按照云計算系統(tǒng)的特點，升級了配置，使得性能更加均衡。使用虛擬化技術將服務器虛擬為多個性能可配的虛擬機，對整個集群系統(tǒng)中所有VM進行監(jiān)控和管理，并根據(jù)實際資源使用情況靈活分配和調(diào)度資源池。通過連接中央存儲系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲和處理服務。虛擬機可以突破單個物理機的限制，動態(tài)地資源調(diào)整與分配消除服務器及存儲設備的單點故障，實現(xiàn)高可用性。服務器整合后構建的主機集群，為用戶提供安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境。

2.通過對系統(tǒng)服務的分類抽象將圖像處理、數(shù)據(jù)庫、WebServer、Mail、代碼版本管理等互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)基本組件以服務擴展的形式提供給開發(fā)者，細化功能，將空間的服務模式從提供平臺擴展到同時提供平臺與服務。服務組件均使用開源方案實現(xiàn)，并對用戶開放標準的服務接口以方便調(diào)用。

3.通過對業(yè)務功能的合理規(guī)劃實現(xiàn)分級管理。根據(jù)具體業(yè)務應用的優(yōu)先級以及對性能、可靠性和靈活性的要求，針對教師用戶，以通過提供SaaS服務的方式提供教師個人主頁與個人博客系統(tǒng)，用戶直接使用無需考慮實現(xiàn)細節(jié)，而對于學生互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)測試則直接提供服務器空間或VPS主機， 通過可控的管理手段，保證用戶能夠便捷地享受到數(shù)字化校園建設成果。

實施效果

通過云空間服務的實施，我校建立了教師博客服務，既面向一線教師，又面向學科和部門提供互聯(lián)網(wǎng)信息服務。有數(shù)百名教師通過該服務建設了個人博客，同時校內(nèi)一些組織部門，如圖書館、研究生學院、校廣播臺等也將該服務用于校園信息的發(fā)布，學術信息的存檔等工作，在校園信息化進程中起到了積極的作用；同時面向教師推出了教師個人主頁服務，提供了管理個人信息包括基本信息、科學研究、論文專著、榮譽獎勵、科研團隊、學術交流、招生信息、教學展示、個人新聞、簡單的文檔與圖片共享、英文介紹頁面等功能，形成了以教師基本信息為中心的信息化門戶。

我校還針對在校大學生推出了大學生互聯(lián)網(wǎng)項目創(chuàng)新服務平臺，該項目是哈爾濱工業(yè)大學云空間服務的核心部分，以大規(guī)模硬件網(wǎng)絡環(huán)境為基礎，以大容量存儲設備為依托，通過軟硬件的虛擬化為云空間服務提供保障。作為對硬件環(huán)境要求較高的校園服務，我校在校園核心機房劃分了專門的區(qū)域，使用獨立網(wǎng)絡并劃分了VLAN，使該區(qū)域的服務與校園其他信息服務隔離，并在校園數(shù)據(jù)中心的集中存儲上劃分了獨立的空間。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的特點，我校準備了關于操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、空間等多種資源的組合供開發(fā)團隊選擇，基本可以滿足任意一個校園規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)團隊網(wǎng)絡服務資源需求。

通過云空間服務的實施，我校為教師提供的空間服務為校園網(wǎng)內(nèi)信息資源積淀提供了平臺，完成了校園網(wǎng)教師個人信息的實時更新，從根源上杜絕了教師個人信息陳舊，更新不及時的現(xiàn)狀。通過云空間提供的計算資源，在不到兩年的時間里，為學校30多個學生團隊提供了空間服務，共發(fā)布了成型的系統(tǒng)應用20多個，在廣大師生中產(chǎn)生了較好的口碑與反響，使廣大學生也體驗到了云計算服務的成果。

經(jīng)驗總結

為師生提供空間服務，在技術上沒有什么難度，但在管理服務模式上是一次嘗試與創(chuàng)新。云空間服務實現(xiàn)了資源的有效利用，通過構建學校全局性公共共享服務應用支撐系統(tǒng)，建立了服務全校師生的全局性業(yè)務，將動態(tài)、易擴展且被虛擬化的計算資源通過互聯(lián)網(wǎng)提供服務，實現(xiàn)了資源在校園最大程度的共享。

教師個人主頁服務和教師博客服務豐富了校園信息應用，易用、易擴展的SaaS的云服務模式使教師無需掌握網(wǎng)頁設計技巧就可以擁有功能豐富的網(wǎng)絡空間，滿足了教師對校園網(wǎng)的個性化需求。同時，依托于校園云空間服務的服務器和網(wǎng)絡資源，提供開發(fā)組件空間與直接提供VPS兩種方式可以充分滿足學生團隊在校園從事互聯(lián)網(wǎng)相關的開發(fā)的需要，既降低了學生團隊開發(fā)的成本，有助于提高校園團隊的開發(fā)效率，同時有組織的管理也進一步豐富了校園信息應用。

云基礎架構平臺的日常管理是整個云空間服務正常運行的基本保障，管理員必須積極主動地收集和記錄云計算服務器的性能指標與數(shù)據(jù)。尤其是針對學生團隊的服務器資源分配，由于承擔工作負載的大多數(shù)服務器都是需要使用專用資源的虛擬機，對于云計算服務器來說，過度分配資源或分配資源不足都會產(chǎn)生嚴重的問題。因此，在分配資源之前必須詳細了解開發(fā)團隊所計劃的項目內(nèi)容，合理的規(guī)劃和預估工作負載，保證運行空間服務的負載在服務器的性能指標內(nèi)運行。

校園云空間的建設是校園信息化發(fā)展的趨勢,有利于促進師生形成靈活多樣的教學和學習方式，有利于培養(yǎng)高素質人才，有利于提高辦學水平和優(yōu)化學校管理，能夠適應新時期網(wǎng)絡技術的發(fā)展、社會的需要以及學校管理和教學改革等方面的需要。