超融合架構技術在高校數(shù)據(jù)中心中的應用

文/方昕

超融合架構技術在高校數(shù)據(jù)中心中的應用

文/方昕

近年來，高校信息化建設在我國得到了飛速而長足的發(fā)展，高校的信息化業(yè)務系統(tǒng)建設也邁向一個新的發(fā)展階段，為高校師生提供更加優(yōu)質的信息化服務。如果數(shù)據(jù)中心可視作高校信息化的支撐，那數(shù)據(jù)中心構架則是高校信息化的神經(jīng)中樞。超融合構架技術的發(fā)展為高校數(shù)據(jù)中心架構提供了更多可能，與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構相比，它表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越性。本文首先對超融合技術進行了介紹，之后分析了傳統(tǒng)高校數(shù)據(jù)中心架構情況及存在的問題，最后探討了超融合構架技術在高校數(shù)據(jù)中心的應用。

超融合 高校信息化 數(shù)據(jù)中心 應用

經(jīng)過不斷的發(fā)展建設，高校信息化已經(jīng)深植到了校園的方方面面中，而其中的核心組成-數(shù)據(jù)中心的業(yè)務應用更為教學、教務管理以及科研工作等做出了重要貢獻，而隨著超融合技術的發(fā)展，其帶來的技術變革也為高校數(shù)據(jù)中心的變革帶來了新的契機。如今如何更好地實施數(shù)據(jù)中心架構已經(jīng)成為高校數(shù)據(jù)中心建設中關注的重要課題，因此對高校數(shù)據(jù)中心構架中應用超融合技術的研究也具有重要的現(xiàn)實意義。

1 超融合架構技術介紹

1.1 超融合架構技術簡介

超融合是一種新興的技術，這一技術的構想最初是來自將Google、Facebook等互聯(lián)網(wǎng)廠商所采取的計算存儲融合的架構，通過應用虛擬化技術，把存儲功能遷移融合到計算服務器中。超融合基礎架構將虛擬計算平臺與存儲融合到一起，它不僅包含了計算、網(wǎng)絡、存儲以及服務器虛擬化等技術，同時還可以實現(xiàn)重復數(shù)據(jù)刪除、加速緩存、軟件備份等功能。作為一種具有重大變革意義的新構架理論，超融合構架技術對數(shù)據(jù)中心來說是一個重大跨越，通過超融合實現(xiàn)軟硬件的解耦，使多個節(jié)點設備聚合到期一起，進而完成功能塊的無縫擴展，使之成為統(tǒng)一的資源池，從而解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心運維和管理的弊端。例如在超融合架構模式下，當數(shù)據(jù)中心的某一個節(jié)點出現(xiàn)問題時，可以實現(xiàn)業(yè)務的自動遷移。由此可見，超融合架構是未來數(shù)據(jù)中心必然的發(fā)展趨勢。

1.2 超融合架構的技術優(yōu)勢

超融合基礎架構是以硬件服務器為基礎，最大限度實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心容量擴展性和數(shù)據(jù)的可用性。超融合架構以虛擬機為核心，提升集群的運算效能和存儲空間，具有簡單、高效、高性能、易部署等優(yōu)勢。成本的控制和風險防范等方面，超融合架構表現(xiàn)出了極大的優(yōu)越性，它不需要單獨采購服務器和存儲，節(jié)省了大量的機柜空間，而且對電源的消耗較小。系統(tǒng)所采用的軟件和硬件都是統(tǒng)一的技術接口，而且不存在虛擬化環(huán)境的資源爭搶問題，可以靈活調配資源，方便快捷。在超融合架構模式下，用戶所使用的虛擬機和存儲空間是利用軟件構建的，這樣就使得底層物理設備與用戶之間保持隔離的狀態(tài)，實現(xiàn)了硬件資源與虛擬化平臺的完整融合。此外，利用叢集架構，用戶可以以堆疊的形式實現(xiàn)節(jié)點的添加，進而實現(xiàn)超融合架構叢集容量的擴展。

2 傳統(tǒng)的高校數(shù)據(jù)中心架構

傳統(tǒng)的高校數(shù)據(jù)中心架構是一個由服務器、網(wǎng)絡和存儲系統(tǒng)組成的生態(tài)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的存儲、傳輸和共享是由不同的服務器相互協(xié)作完成的。存儲區(qū)域網(wǎng)絡構架中的運算和存儲是兩個相互獨立的單元，服務器需要外接SAN交換機以及存儲設備等，數(shù)據(jù)的存儲、傳輸過程復雜，效率低下，而且隨著高校業(yè)務需求量的增加，為數(shù)據(jù)中心帶來了嚴峻的考驗。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心模式下，資源共享和資源整合十分困難，需要不斷的購買服務器和存儲設施來滿足日益增長的業(yè)務需求。采用服務器托管的模式，當需要在機房中添加新的應用部署時，需要進行線路布設、網(wǎng)絡配置等一系列工作，使得網(wǎng)絡拓撲結構越來越繁雜，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃部署，而且機柜空間也越來越緊局促，數(shù)據(jù)中心的運維運營存在很大壓力。在融合架構出現(xiàn)以后，數(shù)據(jù)中心的運行方式發(fā)生了改變，采用了虛擬化平臺，對運算和存儲設施進行整合，一定程度上緩解了上述問題，隨著融合構架模式的出現(xiàn)，超融合進入人們的視野，重新定義數(shù)據(jù)中心，為高校數(shù)據(jù)中心構架變革提供了更多可能。

3 超融合架構技術在高校數(shù)據(jù)中心中的應用

在云計算趨勢下，高校的數(shù)據(jù)中心建設面臨十分嚴峻的挑戰(zhàn)，隨著高校數(shù)據(jù)中心業(yè)務需求的不斷增長，如何提高高校數(shù)據(jù)中心的資源利用率、優(yōu)化管理、降低成本成為數(shù)據(jù)中心建設的關鍵。

在超融合架構模式下，從硬件、系統(tǒng)以及應用三個層次入手，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的服務器、存儲及網(wǎng)絡三個方面原有的硬件、系統(tǒng)架構進行融合虛擬化，合理配置硬件資源、運算資源、存儲資源和網(wǎng)絡資源，打造出超融合系統(tǒng)平臺、超融合數(shù)據(jù)存儲及超融合服務等高校云數(shù)據(jù)中心的核心應用。

要完成這樣的架構升級和新核心應用，必須將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中的服務器群，存儲群以及網(wǎng)絡進行虛擬化融合化。服務器虛擬化可以將刀片式、機架式等不同架構的服務器硬件系統(tǒng)構建大型的虛擬化體系模式，最終可以根據(jù)業(yè)務應用的實際需求分配、回收和實時調整邏輯資源；存儲虛擬化也是利用超融合架構，將各種不同的存儲結構，如：DAS、NAS、SAN等進行資源統(tǒng)合，根據(jù)業(yè)務的優(yōu)先等級和數(shù)據(jù)讀寫性能需求進行合理分配，同時還加強了數(shù)據(jù)災備能力和數(shù)據(jù)安全性；網(wǎng)絡虛擬化則是將傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構中多層架構、虛擬子網(wǎng)劃分、鏈路層備份和安全配置等臃腫復雜配置融合成智能彈性架構下扁平化的新網(wǎng)絡架構，同時再結合虛擬子網(wǎng)技術和訪問控制等安全策略來完成基于訪問控制的網(wǎng)絡虛擬化，最終實現(xiàn)端到端隔離技術的虛擬化網(wǎng)絡訪問方式。

4 結束語

數(shù)據(jù)中心的建設是高校信息化發(fā)展中的重中之重，為了更好地實現(xiàn)信息資源、存儲資源、網(wǎng)絡資源等的整合，超融合架構技術的應用顯得尤為重要。高校數(shù)據(jù)中心虛擬化整合是未來發(fā)展的趨勢，未來超融合架構技術在高校數(shù)據(jù)中心的應用還需要不斷的實踐探索和研究，結合高校的實際情況，有的放矢，充分利用虛擬化平臺的優(yōu)勢，為學校信息管理提供策略依據(jù)，提高學校信息化建設水平，為師生提供更加優(yōu)質的信息化服務。

[1]葛蘇慧,梁宏濤,房正華.高校共享數(shù)據(jù)中心虛擬化技術的架構[J].計算機技術與發(fā)展,2014.

[2]王宇，劉小鋒,王興偉.虛擬化技術在高校信息化建設中的應用[J].計算機科學與探索,2013.

作者單位 天津科技大學信息化建設與管理辦公室 天津市 300222