基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)中心虛擬化改造效益分析

基金項(xiàng)目：本研究受蘭州商學(xué)院2012年度教學(xué)研究一般項(xiàng)目資助（項(xiàng)目編號(hào)：2012LSJYY12）

【摘 要】現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為物質(zhì)、能量和信息作為客觀世界的3個(gè)基本要素，數(shù)據(jù)是信息的表現(xiàn)形式。高校各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)在使用過(guò)程中生產(chǎn)了大量的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)整合，具有相關(guān)性的業(yè)務(wù)系統(tǒng)形成了數(shù)據(jù)中心，成為學(xué)校的寶貴資產(chǎn)。隨著信息技術(shù)發(fā)展，借助云計(jì)算技術(shù)改造數(shù)據(jù)中心運(yùn)行方式和運(yùn)行環(huán)境，以某高校為例，分析對(duì)比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心與云數(shù)據(jù)中心效益差別。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算數(shù)據(jù)中心能耗效益分析

一、前言

學(xué)校信息化發(fā)展與企業(yè)類似，同樣遵從諾蘭六階段模型，可以從諾蘭模型進(jìn)行分析和理解。1947年，諾蘭和吉布森（Nolan，Gibson）提出一個(gè)理解信息技術(shù)的使用與管理的模型，稱為成長(zhǎng)階段模型（Stages of Growth Model）。之后，經(jīng)過(guò)實(shí)踐進(jìn)一步驗(yàn)證和完善，又于1979年將其調(diào)整為六階段論。這個(gè)模型試圖幫助管理人員解釋成長(zhǎng)階段的含義以及企業(yè)的成長(zhǎng)階段對(duì)信息技術(shù)的意義。

學(xué)校在不斷發(fā)展過(guò)程中，對(duì)信息技術(shù)的理解日漸成熟，個(gè)別部門(mén)開(kāi)始借助信息化手段來(lái)推進(jìn)業(yè)務(wù)工作，取得了很好的效果。經(jīng)過(guò)這些部門(mén)示范，越來(lái)越多的部門(mén)從觀望變?yōu)榉e極嘗試，越來(lái)越多的信息化應(yīng)用雨后春筍般開(kāi)始建立，購(gòu)買應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)備等。同時(shí)，安排專門(mén)人員負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理工作。隨著信息中心的成立，業(yè)務(wù)系統(tǒng)又開(kāi)始逐漸托管到信息中心保存管理。從提供的服務(wù)方面劃分，數(shù)據(jù)中心向云計(jì)算數(shù)據(jù)中心進(jìn)階的過(guò)程可以劃分為4個(gè)階段，托管型、管理服務(wù)型、托管管理型和云計(jì)算管理型，也就是云數(shù)據(jù)中心。

二、云數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案

對(duì)于云計(jì)算而言，提高數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)處理能力，應(yīng)著重考慮從高端服務(wù)器、高密度服務(wù)器、海量存儲(chǔ)、高性能計(jì)算單元、大容量存儲(chǔ)單元、高速數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)出發(fā)。以良好的擴(kuò)展性、自動(dòng)化、多租戶、數(shù)據(jù)移動(dòng)、空間效率來(lái)支持虛擬化。其主要構(gòu)架構(gòu)建如下。

1.云計(jì)算數(shù)據(jù)中心總體架構(gòu)

云計(jì)算架構(gòu)由服務(wù)和管理兩部分構(gòu)成。服務(wù)方面，包含3個(gè)層次：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS、平臺(tái)即服務(wù)PaaS、軟件即服務(wù)SaaS。管理方面，以云的管理層為主，其功能是確保整個(gè)云計(jì)算中心安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，并且能夠被有效管理。

2.云計(jì)算主機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)

云計(jì)算核心是計(jì)算能力的集中和規(guī)模性突破，云計(jì)算中心對(duì)外提供的計(jì)算類型決定了云計(jì)算中心的硬件基礎(chǔ)架構(gòu)。根據(jù)學(xué)校需求，云計(jì)算中心通常需要規(guī)?；奶峁┮韵聝煞N類型的計(jì)算能力，其服務(wù)器系統(tǒng)可采用兩層架構(gòu)，一是主要處理包括對(duì)外的數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)挖掘等關(guān)鍵服務(wù)，也包括自身賬戶、計(jì)費(fèi)等核心系統(tǒng)，通常由企業(yè)級(jí)大型服務(wù)器提供。這一層主要需要高性能的、穩(wěn)定可靠的高端計(jì)算，該校選用華為FusionServer RH5885 V3機(jī)架服務(wù)器。二是面向普通應(yīng)用的通用型計(jì)算，一般采用高密度、低成本的超密度集成服務(wù)器，有效降低數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本。該校選用FusionServer RH2288 V3機(jī)架服務(wù)器。

3.云計(jì)算存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)

云計(jì)算中數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)有兩種趨勢(shì)：一種是基于大量安裝Linux系統(tǒng)的普通PC構(gòu)成的GFS系統(tǒng)；另外一種是基于塊設(shè)備的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN系統(tǒng)。SAN系統(tǒng)中一種是基于光纖網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行成本高；一種基于以太網(wǎng)，采取iSCSI協(xié)議，運(yùn)行成本低?？紤]到數(shù)據(jù)中心長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展及數(shù)據(jù)交互的高性能需求，學(xué)校采用基于光纖網(wǎng)絡(luò)的SAN系統(tǒng)，選用華為S5500T作為存儲(chǔ)設(shè)備。

4.云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心升級(jí)為云數(shù)據(jù)中心后，所有應(yīng)用的數(shù)據(jù)均從這里進(jìn)行交互，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，成為一大瓶頸。因此采用低延遲的服務(wù)器間雙向帶寬二層扁平網(wǎng)絡(luò)。

5.云計(jì)算應(yīng)用平臺(tái)架構(gòu)

學(xué)校數(shù)據(jù)中心平臺(tái)各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)上線時(shí)間不一致，為兼容早期系統(tǒng)、便于以后系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，宜采用開(kāi)發(fā)與底層硬件和應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)關(guān)的平臺(tái)架構(gòu)。因此采用面向服務(wù)架構(gòu)SOA的方式。

6.云計(jì)算機(jī)房結(jié)構(gòu)

該校機(jī)房建成已逾15年，機(jī)房動(dòng)力環(huán)境保障較差。綜合分析，本次機(jī)房結(jié)構(gòu)建設(shè)采用集裝箱模塊化機(jī)房。

三、效益分析

該校各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)時(shí)絕大多數(shù)都采購(gòu)了相應(yīng)的硬件設(shè)施，后期統(tǒng)一托管在校園網(wǎng)主控機(jī)房。

由于時(shí)間跨度大，設(shè)備型號(hào)復(fù)雜，設(shè)備性能差異大，進(jìn)行云計(jì)算整合復(fù)雜程度太大，且無(wú)大的存儲(chǔ)設(shè)備及光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換設(shè)備。結(jié)合機(jī)房建設(shè)考慮，本次采用單品牌一體化云計(jì)算建設(shè)方案。表一為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房與云數(shù)據(jù)中心機(jī)房運(yùn)行情況對(duì)比。

表格1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機(jī)房與云數(shù)據(jù)中心機(jī)房運(yùn)行情況對(duì)比

云數(shù)據(jù)中心充分保障學(xué)校業(yè)務(wù)可靠性、連續(xù)性，數(shù)據(jù)“零”丟失，業(yè)務(wù)不會(huì)因硬件故障而停止。信息化資源達(dá)到最優(yōu)化利用，業(yè)務(wù)系統(tǒng)占用資源一目了然，資源調(diào)度簡(jiǎn)單明了，管理成本大幅下降。三校區(qū)數(shù)據(jù)集中備份，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)運(yùn)維管理，管理成本下降30%。

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作者簡(jiǎn)介：

李嵩華（1978—），男，漢族，甘肅人，碩士，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用、電子通信技術(shù)。