基于多校區異地廣域網(wǎng)的虛擬云服務(wù)探索
摘要：由于四川農業(yè)大學(xué)已形成遠距離、多校區的辦學(xué)格局，迫切需要進(jìn)一步整合校內資源，節約辦學(xué)成本，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò )應用和數字資源的遠程、快捷及協(xié)同共享等作用和優(yōu)勢，著(zhù)力加強網(wǎng)絡(luò )及信息化建設，尤其是數據及信息資源共享方面優(yōu)先發(fā)展。我們確立了“硬件集群、數據集中、應用集成”的原則，按照“組建一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，搭建一個(gè)平臺，集成一個(gè)應用”的思路，著(zhù)力組建三校區高速直通互聯(lián)的校內廣域網(wǎng)，搭建數據中心虛擬云服務(wù)平臺，以校園一卡通為基礎促進(jìn)和整合校內應用的協(xié)同管理和集成運轉。
一、組建三校區間高速直通互聯(lián)的校內廣域網(wǎng)，為集群與共享提供條件和保障
為加強三校區的協(xié)調運轉，便于各學(xué)院的協(xié)作和交流，支持各職能部門(mén)的延伸管理，促進(jìn)校內資源的有效利用，提升辦學(xué)效率、降低運行成本，我們啟動(dòng)了全校校區網(wǎng)絡(luò )的整體組網(wǎng)和融合建設，進(jìn)行校園網(wǎng)絡(luò )的統籌規劃和一體化管理。
2009年，我校和四川省聯(lián)通公司簽訂戰略協(xié)議，350公里左右的雙芯G.652裸光纖。并投入80余萬(wàn)元購置密波設備，通過(guò)光傳輸密集波分鏈路實(shí)現將雅安、都江堰、溫江三地的校區高速互相連接，帶寬達到2個(gè)10G，并開(kāi)通到電子科技大學(xué)千兆鏈路用于CNGI和CERNET接入。三校區網(wǎng)絡(luò )統一管理并統一出口。通過(guò)統一的網(wǎng)管計費，設備統一監控，用戶(hù)統一計費，有效實(shí)現了減員增效。
通過(guò)光鏈路已經(jīng)實(shí)現了校區間的信息數據傳輸，三校區的校內電視節目聯(lián)網(wǎng)，開(kāi)通校區間遠程高清視頻會(huì )議，全校整體組網(wǎng)的VOIP電話(huà)語(yǔ)音系統正在試運行。
運行實(shí)踐已經(jīng)初步表明，三校區間高速直通互聯(lián)的校內廣域網(wǎng)在校內教學(xué)教育資源共享，業(yè)務(wù)系統協(xié)同運轉等方面作用明顯，教務(wù)、財務(wù)、圖書(shū)等等業(yè)務(wù)平臺一個(gè)系統在三校區間通用，文獻及圖書(shū)數據庫等教學(xué)資源在三校區間充分共享。
二、數據中心虛擬云平臺的建設，為信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同及數據資產(chǎn)的高效應用提供基礎
在我校網(wǎng)絡(luò )及信息化建設中，構建以溫江為數據中心，雅安進(jìn)行業(yè)務(wù)容災和互聯(lián)網(wǎng)出口，都江堰異地數據備份的功能體系。
溫江校區在數據中心建設中，著(zhù)力于搭建云計算平臺，在我們的規劃中：云化內容，主要包括云計算、云存儲、云網(wǎng)絡(luò );云化的步驟，主要是通過(guò)虛擬化、自動(dòng)化、智能化，并進(jìn)行逐步推進(jìn);云建設，主要包括校園公共云、校園私有云兩部分。
在我�，F階段的建設和運行中，重點(diǎn)是通過(guò)虛擬化技術(shù)來(lái)實(shí)現云化服務(wù)，包括計算(服務(wù)器群)的虛擬化和網(wǎng)絡(luò )的虛擬化。
1.服務(wù)器虛擬化技術(shù)應用
在我�，F階段數據中心的運維上，采用“Vmware + X86CPU + FC SAN”方案，以4臺IBM高性能服務(wù)器X3950*5配合2臺EMC CX4-480存儲和Vmware軟件實(shí)現虛擬云平臺。
虛擬化系統3年來(lái)運行穩定，效果良好，云主機需求年增速超過(guò)30%，數量超過(guò)200臺。
數據中心及虛擬化平臺的建設，大大方便了各業(yè)務(wù)系統的協(xié)同應用和資源整合，現在全校的業(yè)務(wù)數據，包括二級網(wǎng)站均已全部遷移到虛擬平臺，應用良好，原各單位自行購置的各類(lèi)服務(wù)器70余臺轉由學(xué)校統一安排使用。各單位原則上不再另建機房和購置服務(wù)器、存儲等機房設備�；具_到了資源統籌、協(xié)同運轉的效果。
在近三年的虛擬云服務(wù)的技術(shù)及功能實(shí)踐中，我們認為：①服務(wù)器硬件高度虛擬化，充分發(fā)揮服務(wù)器的硬件性能，確保設備投入成本的同時(shí)，提高運行效率;②虛擬化中的SDR技術(shù)使用節約能源、降低成本和空間浪費;③HA技術(shù)、FT技術(shù)、vmtion技術(shù)提高服務(wù)的容錯性;④服務(wù)運營(yíng)管理簡(jiǎn)單高效，縮短服務(wù)部署時(shí)間;⑤服務(wù)接口統一。
同時(shí)，虛擬化3年來(lái)，也存在一些亟待解決的問(wèn)題：①目前云主機OS補丁升級、病毒庫升級和有害信息掃描處理由管理人自主管理維護，同時(shí)升級掃描引發(fā)的資源爭搶風(fēng)暴導致其他業(yè)務(wù)性能下降;②服務(wù)器網(wǎng)絡(luò )安全性有待加強;③對硬件加密狗支持弱。
2.網(wǎng)絡(luò )虛擬化的應用
目前我校主要對骨干網(wǎng)絡(luò )設備進(jìn)行橫向虛擬化(H3C irf2)，虛擬化的作用主要體現在以下方面：
(1)把骨干網(wǎng)絡(luò )的核心層、匯聚層設備間進(jìn)行虛擬化成統一的邏輯設備，方便管理與使用上的統一，進(jìn)一步簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò )配置;
(2)通過(guò)虛擬化將網(wǎng)絡(luò )資源的進(jìn)行整合，提高鏈路和設備的使用率、增加網(wǎng)絡(luò )可靠性、使網(wǎng)絡(luò )性能得以翻番;
(3)通過(guò)虛擬化擴大了網(wǎng)絡(luò )的二層域范圍，在數據中心網(wǎng)絡(luò )應用能更快實(shí)現系統靈活部署。
由于技術(shù)和設備的原因，目前我校網(wǎng)絡(luò )還只是部分虛擬化，并存在以下不足：①多臺設備間串接虛擬化，在大型網(wǎng)絡(luò )應用中存在內部流量過(guò)大導致設備內存消耗嚴重;②虛擬化技術(shù)向下兼容性不高，目前H3C設備已經(jīng)實(shí)現縱向虛擬化，但僅在最新高端產(chǎn)品中支持。
三、關(guān)于云服務(wù)的思考和體會(huì )
大數據、移動(dòng)互聯(lián)和云服務(wù)，作為網(wǎng)絡(luò )及信息化服務(wù)與建設的三大趨勢，在受到大眾熱烈追捧的同時(shí)，也更需要得到及時(shí)的實(shí)踐總結和現狀分析。
回顧我校虛擬云平臺的建設和運維實(shí)踐，毋庸置疑，云服務(wù)極大的提升了我們的信息化服務(wù)水平和能力，但同時(shí)也帶來(lái)了系列的新挑戰。
1.虛擬云服務(wù)的優(yōu)勢
優(yōu)勢一，屏蔽硬件差異。軟件系統實(shí)施不再過(guò)多關(guān)注硬件性能配置。通過(guò)行業(yè)與學(xué)校的云計算推廣，其便攜性和易用性逐漸被師生接受和肯定。
優(yōu)勢二，軟件資產(chǎn)保護與生命周期延續得以加強。例如某一些在用系統，使用良好，由于缺乏后期技術(shù)支持(廠(chǎng)商倒閉、退市等)，給系統帶來(lái)報廢和數據損失的風(fēng)險。利用云計算技術(shù)可以有效抵御這種風(fēng)險。
優(yōu)勢三，資源分配更便捷。傳統IT資源分配需要經(jīng)過(guò)項目調研、立項、經(jīng)費審批、采購、實(shí)施部署等系列流程，周期較長(cháng)，時(shí)間以周為單位。利用云計算技術(shù)可以極大縮短時(shí)間周期，時(shí)間以小時(shí)為單位。且為后期性能擴展預留彈性空間，資源分配更便利。特別是軟件測試評估類(lèi)短期項目。
優(yōu)勢四，業(yè)務(wù)連續性得以保障。傳統IT業(yè)務(wù)的軟件、硬件升級，不可避免業(yè)務(wù)中斷，特別是硬件升級導致業(yè)務(wù)中斷周期較長(cháng)。利用云計算技術(shù)可以降低業(yè)務(wù)中斷時(shí)間，甚至達到零中斷，通過(guò)容災建設可以提高業(yè)務(wù)可用性。
優(yōu)勢五，IT服務(wù)更專(zhuān)業(yè)。秉承“專(zhuān)業(yè)的人，做專(zhuān)業(yè)的事”由于行業(yè)知識的積累和成體系的技術(shù)團隊持續支持，服務(wù)更可靠。
2.云服務(wù)給我們帶來(lái)的新挑戰
挑戰一，云主機管理效率低。大量的云主機需求，給業(yè)務(wù)管理帶來(lái)很大挑戰。目前我校云主機數量超過(guò)200個(gè)，年增長(cháng)率約30%。云主機的分類(lèi)、分級和靈活管理消耗很多的人工時(shí)間，成為新挑戰。
挑戰二，基礎設備性能達到飽和。由于業(yè)務(wù)超預期快速增長(cháng)，業(yè)務(wù)提前達到設計容量，部分基礎設備性能臨近飽和成為業(yè)務(wù)增長(cháng)的瓶頸。
挑戰三，云安全需求凸顯。由于我校各部門(mén)的信息化水平參差不齊，部門(mén)主機安全性不一，系統被入侵和信息被篡改事件時(shí)有發(fā)生，給我校云計算環(huán)境帶來(lái)不良影響。
3.我校云服務(wù)的優(yōu)化方向
主要是進(jìn)一步提升云服務(wù)交付能力。
目前我校的云計算水平處于初級階段，云服務(wù)交付效率低下。系統優(yōu)化目標，短期內初步確定為：用戶(hù)通過(guò)各類(lèi)終端提交一次需求，系統可以智能化的快速分配資源，并實(shí)時(shí)監控資源性能，及時(shí)回收資源。
數據中心及云服務(wù)平臺的建設，是一個(gè)長(cháng)期完善和不斷推進(jìn)的過(guò)程，我們才剛剛開(kāi)始，還只是作了一點(diǎn)初步的平臺搭建工作，教學(xué)信息化的服務(wù)和管理，我們與兄弟院校相比還有不小的差距，如何從“數據中心”建成“中心數據”，云服務(wù)如何從“虛擬化”升級至“自動(dòng)化”、“智能化”，還任重而道遠。
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