高校數(shù)據(jù)中心云計(jì)算與虛擬化的應(yīng)用探索

毛曉仙

摘要：在高校的日常教學(xué)和管理工作中，隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)據(jù)中心的作用越來越明顯，但同時(shí)也存在著許多方面的問題，包括資源利用率低、管理工作不到位以及機(jī)房維護(hù)費(fèi)用的增加等等.通過虛擬化技術(shù)與云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的部署，既有助于緩解高校數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)存問題，又有助于推動(dòng)云計(jì)算“按需分配”理念的傳播.本文對此進(jìn)行了分析探討，以供參考.

關(guān)鍵詞：高校;數(shù)據(jù)中心;云計(jì)算;虛擬化;應(yīng)用探索

中圖分類號(hào)：TP311.13;G64? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2019）04-0066-03

隨著我國教育事業(yè)與信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我國高校的信息化水平也得到了一定的提升，高校信息系統(tǒng)的建設(shè)工作也越來越完善.另外，高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也需要經(jīng)過立項(xiàng)、采購、實(shí)施以及運(yùn)維等工作階段，在以往的高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作中，其建設(shè)的時(shí)間往往需要半年以上.現(xiàn)階段，在信息技術(shù)迅速發(fā)展的前提下，虛擬化技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展，對于改善高校數(shù)據(jù)中心及信息系統(tǒng)有著重要的推進(jìn)意義，有助于高校實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用系統(tǒng)計(jì)算與存儲(chǔ)資源的按需分配，使得建設(shè)工作的重點(diǎn)更加突出.與此同時(shí)，虛擬化的資源系統(tǒng)建設(shè)工作也將歸入高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作中，并成為高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，但是經(jīng)過筆者的相關(guān)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，高校數(shù)據(jù)中心中仍然存在著諸多方面的問題.

隨著時(shí)代的進(jìn)步與社會(huì)的發(fā)展，在高校數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用系統(tǒng)也日益增多，服務(wù)器與設(shè)備也呈現(xiàn)驚人的增長速度，但是對于這些設(shè)備資源的利用率卻很低.這是因?yàn)椋咝?shù)據(jù)中心中的服務(wù)器存在使用情況嚴(yán)重失衡的問題，有些應(yīng)用系統(tǒng)，例如OA辦公系統(tǒng)僅僅在上班時(shí)間被使用，除此之外的其他時(shí)間均得不到更好的利用，但是為了提高應(yīng)用系統(tǒng)的質(zhì)量，又無法降低服務(wù)器的某些配置，這樣就造成了一定的浪費(fèi)問題.此外，有一些服務(wù)器與應(yīng)用系統(tǒng)的利用率可能比較高，一時(shí)之間滿足不了諸多的需要，甚至可能會(huì)造成數(shù)據(jù)中心以及信息系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象.除此之外，對于高校數(shù)據(jù)中心的管理工作來說，某些應(yīng)用系統(tǒng)屬于獨(dú)立狀態(tài)，管理員很難對其進(jìn)行統(tǒng)一的管理與維護(hù)，一旦服務(wù)器出現(xiàn)異常就會(huì)出現(xiàn)中斷的問題，給使用者帶來不必要的麻煩，也會(huì)給工作管理人員造成較大的負(fù)擔(dān)與一定的壓力.另外，隨著高校數(shù)據(jù)中心中服務(wù)器硬件數(shù)量的進(jìn)一步提高，不管是對于本身的電源還是對于機(jī)房空調(diào)移機(jī)UPS來說，其消耗量是一個(gè)非常龐大的數(shù)字.

本文在對上述問題進(jìn)行分析與探討的基礎(chǔ)之上，提出了虛擬化的高校云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的建設(shè)措施與策略，期望提高高校數(shù)據(jù)中心資源的利用效率，促進(jìn)高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作的進(jìn)步與發(fā)展.

1 關(guān)于云計(jì)算與虛擬化的分析

具體來說，云計(jì)算就是多種計(jì)算形式的綜合體，包括并行計(jì)算、分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算等，也可以說云計(jì)算是這些計(jì)算科學(xué)概念在商業(yè)上的一種綜合.云計(jì)算主要是將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的計(jì)算與存儲(chǔ)工作轉(zhuǎn)移到云端上，這樣一來，既有助于提高信息存儲(chǔ)的安全性與可靠性，又可以幫助用戶節(jié)省一定的硬件成本.在云計(jì)算中，虛擬化技術(shù)是其最為核心的一種技術(shù)，通過虛擬化技術(shù)有助于對大量的計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理與調(diào)度工作，同時(shí)為用戶提供一個(gè)計(jì)算機(jī)資源庫，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇與利用.

經(jīng)過筆者的相關(guān)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在流行的虛擬化產(chǎn)品主要有Vmware公司的VMware vSphere、微軟公司的Hyper—V、Citrix公司的Xen—Server，但是使用率最高的虛擬化產(chǎn)品還是VMware vSphere，這是一種以硬件為基礎(chǔ)的完整的基礎(chǔ)架構(gòu)虛擬套件，通常情況下，高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)工作都會(huì)選擇此種類型的虛擬化產(chǎn)品.

2 高校數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀分析

對于高校數(shù)據(jù)中心來說基本都是傳統(tǒng)層面上的中心機(jī)房，在高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)工作中為了提高應(yīng)用系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，在大多數(shù)情況下，都會(huì)選擇一臺(tái)服務(wù)器與一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用相對應(yīng)的模式.隨著社會(huì)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，自動(dòng)化的辦公理念也得到了進(jìn)一步的普及，數(shù)據(jù)中心各個(gè)部門的系統(tǒng)應(yīng)用也隨之增加，同時(shí)，服務(wù)器的數(shù)量也突然增加，這就造成了機(jī)柜數(shù)量不足、ups電源供電不足、散熱設(shè)備處理能力不足以及機(jī)房面積不足等問題.

2.1 系統(tǒng)應(yīng)用率較低

筆者對高校數(shù)據(jù)中心的相關(guān)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，高校數(shù)據(jù)中心中各個(gè)系統(tǒng)的使用率并不高，還有的系統(tǒng)會(huì)間斷性的出現(xiàn)峰值.每個(gè)學(xué)年的學(xué)期期末，學(xué)生在進(jìn)行選課的時(shí)間段內(nèi)，選課系統(tǒng)的訪問量就會(huì)大大提高，這就容易使服務(wù)器出現(xiàn)死機(jī)甚至徹底崩潰的問題.但是，一旦過了學(xué)期期末選課的時(shí)間段，服務(wù)器的使用率就會(huì)大大降低，甚至陷入無人使用的狀態(tài)，這樣不僅會(huì)造成能源浪費(fèi)的問題，還會(huì)對服務(wù)器的硬件造成一定的損傷.

2.2 難以實(shí)現(xiàn)資源共享，容易造成孤島問題

高校數(shù)據(jù)中心一般都是由教學(xué)以及生活的一些設(shè)施與場所組成的，一般來說，高校數(shù)據(jù)中心中的大多數(shù)數(shù)據(jù)都有自身特定的統(tǒng)計(jì)方式，而且這些統(tǒng)計(jì)方式僅僅只適用于數(shù)據(jù)本身，這樣就使得一些數(shù)據(jù)、資源難以實(shí)現(xiàn)共享，這就造成了孤島問題.高校數(shù)據(jù)中心如果沒有統(tǒng)一的平臺(tái)與統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)功能就有可能被分到兩個(gè)或兩個(gè)以上的服務(wù)器中被完成，其資源與能源的浪費(fèi)情況可想而知.

2.3 系統(tǒng)維護(hù)工作復(fù)雜且周期性長

高校數(shù)據(jù)中心中分布著大量的電子產(chǎn)品，這些電子產(chǎn)品需要由專門的工作人員對其進(jìn)行定期的更新?lián)Q代，并且，這些電子產(chǎn)品與系統(tǒng)的采購時(shí)間與應(yīng)用時(shí)間也是有所區(qū)別的，這樣就容易造成各個(gè)服務(wù)器的配置與各系統(tǒng)應(yīng)用需要的操作系統(tǒng)存在較大的差異.不僅如此，這些高校數(shù)據(jù)中心的眾多服務(wù)器還沒有一個(gè)軟件對此進(jìn)行統(tǒng)一的管理，這就難以在短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)所出現(xiàn)的問題，只能在這些服務(wù)器運(yùn)行時(shí)再去進(jìn)行檢查與調(diào)試，從而在無形之中加大了工作人員的工作難度與工作壓力，也會(huì)給使用者帶來一些不必要的麻煩.

2.4 應(yīng)用系統(tǒng)待升級

某高校數(shù)據(jù)中心待升級的主要應(yīng)用系統(tǒng)以及資源利用情況如下表所示：

3 高校數(shù)據(jù)中心具備的條件

對于高校的數(shù)據(jù)中心來說，一般都會(huì)具備三個(gè)最基本的條件，一是都具備自己的服務(wù)器，二是都具備自身的網(wǎng)絡(luò)資源，三是具備自身的存儲(chǔ)資源，但是這些資源都是獨(dú)立存在的，高校數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用系統(tǒng)不能隨意地進(jìn)行遷移，如果發(fā)生了某些故障，這些應(yīng)用系統(tǒng)以及資源的數(shù)據(jù)就難以被恢復(fù)，甚至出現(xiàn)大面積的丟失，對高校數(shù)據(jù)中心的工作造成巨大的影響與打擊.云計(jì)算與虛擬化技術(shù)有助于在原有服務(wù)器的基礎(chǔ)上將高校數(shù)據(jù)中心打造成為一個(gè)虛擬化的平臺(tái)，經(jīng)過改造后的服務(wù)器就是一個(gè)具備高配置，大儲(chǔ)存特點(diǎn)的服務(wù)器.

3.1 對服務(wù)器進(jìn)行整合

經(jīng)筆者的相關(guān)統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，某高校的數(shù)據(jù)中心一共有66臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)器，但是多數(shù)的服務(wù)器處于長期不使用的狀態(tài)，其使用率大約在百分之十左右，這就造成了數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)資源浪費(fèi)的問題.在高校數(shù)據(jù)中心中，利用虛擬化可以在一定程度上減少物理服務(wù)器的使用數(shù)量，也有助于提高服務(wù)器的硬件使用率，大大緩解了系統(tǒng)資源浪費(fèi)的問題.

3.2 對服務(wù)器應(yīng)用與部署方式進(jìn)行改變

在高校數(shù)據(jù)中心中，通過虛擬化可以完成對獨(dú)立服務(wù)器部署單個(gè)應(yīng)用方式的改變工作，當(dāng)高校數(shù)據(jù)中心有新業(yè)務(wù)上線時(shí)有助于降低服務(wù)器采購以及基礎(chǔ)設(shè)施的投入水平.除此之外，通過虛擬化還可以將數(shù)據(jù)中心的各系統(tǒng)以及其他設(shè)備進(jìn)行有效的隔離，以此來確保應(yīng)用系統(tǒng)的安全性與可靠性.

3.3 對服務(wù)器的各項(xiàng)工作進(jìn)行簡化

筆者經(jīng)過相關(guān)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，目前，高校數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器基本都是一個(gè)服務(wù)器運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用，部署工作也比較復(fù)雜，存在一定的難度，當(dāng)有兩個(gè)或多個(gè)的應(yīng)用需要在同一個(gè)環(huán)境下進(jìn)行工作時(shí)，管理員還需要重復(fù)環(huán)境配置的工作流程，這就大大增加了管理員的工作難度與工作量，同時(shí)也加大了管理員的失誤率.

除上述之外，通過虛擬化的應(yīng)用還有利于提高高校數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的可用性，為高校數(shù)據(jù)中心營造具有透明負(fù)載均衡、動(dòng)態(tài)遷移、故障報(bào)警等安全系數(shù)較高的應(yīng)用環(huán)境，有助于促進(jìn)高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作的進(jìn)步與發(fā)展.

4 云計(jì)算與虛擬化技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心中的實(shí)施

云計(jì)算與虛擬化技術(shù)支持下的新型的高校數(shù)據(jù)中心具有環(huán)保節(jié)能、便于操作與維護(hù)、提高數(shù)據(jù)安全性以及便于數(shù)據(jù)遷移的特點(diǎn).

4.1 資源層

在高校數(shù)據(jù)中心中的資源層是將網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器與存儲(chǔ)等資源進(jìn)行整合，將這些資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，從而為其余各個(gè)層次打好基礎(chǔ).對于存儲(chǔ)設(shè)備來說也有了很大的改進(jìn)，在存儲(chǔ)設(shè)備中將太網(wǎng)或者是光纖連接在一起，不僅有助于為虛擬機(jī)的克隆提供強(qiáng)有力的保障，同時(shí)也提高了虛擬機(jī)的備份的安全性.對于傳統(tǒng)的高校數(shù)據(jù)中心來說，服務(wù)器與其他資源的采購時(shí)間不盡相同，這就造成了一定的差異性，加大了維護(hù)工作人員的工作量，維護(hù)人員在對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)工作時(shí)就需要面對多種類型的配置與型號(hào).

4.2 虛擬層

對于整個(gè)高校的數(shù)據(jù)中心來說，虛擬層是其重要的組成部分，也可以說虛擬層處于數(shù)據(jù)中心的最為核心的位置，利用虛擬技術(shù)可以將不同類型的操作系統(tǒng)與不同的需求整合在一個(gè)平臺(tái)上，便于應(yīng)用進(jìn)行遷移與災(zāi)備工作，同時(shí)，還有助于提高數(shù)據(jù)的安全性與工作效率.配置一個(gè)服務(wù)需要經(jīng)過購買服務(wù)器，安裝系統(tǒng)以及進(jìn)行調(diào)試的工作流程，在沒有進(jìn)行改進(jìn)工作之前，配置一個(gè)服務(wù)需要花費(fèi)數(shù)周的時(shí)間，但進(jìn)行改進(jìn)工作后，配置一個(gè)服務(wù)僅僅需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)就可以了，大大提高了工作效率，縮短了工作周期.

4.3 管理層

對于高校數(shù)據(jù)中心中的管理層來說，它所存在的價(jià)值就是根據(jù)應(yīng)用對物力資源的需求情況對數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的資源進(jìn)行及時(shí)地調(diào)控，保持高校數(shù)據(jù)中心的負(fù)載情況一致處于均衡的狀態(tài).需要注意的是，高校數(shù)據(jù)中心的管理層面對的并不是最終的用戶，它的主要功能是直接面向負(fù)責(zé)管理工作的技術(shù)人員的.

4.4 服務(wù)層

對于高校數(shù)據(jù)中心的服務(wù)層來說，它是各個(gè)部門使用的應(yīng)用系統(tǒng)，換而言之就是，服務(wù)層可以在一定程度上滿足各個(gè)部門的業(yè)務(wù)需要.

綜上所述，在進(jìn)行高校數(shù)據(jù)中心服務(wù)器虛擬化建設(shè)的同時(shí)，還需要對整個(gè)數(shù)據(jù)中心的環(huán)境進(jìn)行分析，并對業(yè)務(wù)情況進(jìn)行簡單的預(yù)測與合理的總體性規(guī)劃，按照設(shè)置好的目標(biāo)，分步驟進(jìn)行操作.另外，還要對架構(gòu)設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等工作進(jìn)行關(guān)注，不僅有助于降低設(shè)計(jì)工作的失誤率，還能在一定程上避免因失誤造成的資源浪費(fèi)問題，提高維護(hù)工作的工作效率.高校數(shù)據(jù)中心利用虛擬化技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對硬件資源的整合，提高了各軟件系統(tǒng)部署的工作效率與系統(tǒng)的安全性能.

5 總結(jié)

教育是民生之本，科學(xué)技術(shù)是促進(jìn)國家進(jìn)步與發(fā)展的重要基礎(chǔ)，因此，我國高校數(shù)據(jù)中心的建設(shè)工作越來越受到人們的重視.但是，對于我國目前的高校數(shù)據(jù)中心來說還存在著許多方面的問題，資源利用率低，浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，維護(hù)工作復(fù)雜，服務(wù)器以及各系統(tǒng)之間難以實(shí)現(xiàn)共享等等都是高校數(shù)據(jù)中心所面臨的嚴(yán)峻問題.利用虛擬化技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)有利于緩解高校數(shù)據(jù)中心中的現(xiàn)存問題，同時(shí)也有助于提高高校數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的利用率，提高維護(hù)工作人員的工作質(zhì)量與工作效率.

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