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1、邵阳学院数据中心建设需求针对于邵阳学院的校园信息化建设，从传统的基础建设、到系统集成、再到应用集成，邵阳学院校园信息化走过了一个又一个的阶段。但随着应用系统的普及，校园对于数据信息的依赖性越来越强，随着邵阳学院信息化建设的不断深入，原有的服务器IT系统结构已经无法满足现有需求及无法适应未来的发展趋势，对数据的处理、数据的存储、安全也有更高的建设需求，且为了支撑不断增长的业务应用系统，以及今后上线的虚拟化平台，部署一套高性能、高安全性、可靠性、可扩展性的而数据中心成为当务之急。1.数据中心建设概述为保证有效提升资源利用率、消除信息孤岛，最大化发挥投资效力，采用私有云技术建设邵阳学院的数据中心。2
2、数据中心建设内容数据中心是邵阳学院各种业务的提供中心，是数据处理、数据存储和数据交换的中心，数据中心的建设应稳定、实用和安全，具有高宽带、大容量和高速率等特点，并具备将来扩容和带宽升级的条件。建设内容如下：1、 数据中心转发平台建设；2、 数据中心虚拟化建设；3、 存储平台建设；4、 备份系统建设；邵阳学院数据中心拓扑结构图如下：(参考图)数据中心转发平台建设数据中心转发平台承担整个邵阳学院各个业务系统的数据交互，为数据中心的路由交换中心，基础网络平台架构设计、设备性能直接关系到邵阳学院各个应用系统的稳定和可靠。为保证数据中心高效可靠的运行，转发平台应当具备高速、稳定且适应未来网络发展的趋势，
3、作为连接服务器的接入交换机，随着用户端带宽不断提高，交换机需要提供更高的转发性能和万兆端口扩展能力。交换机需要提供高密度的万兆端口能力以满足万兆服务器的接入需要，同时具备40GE端口的实际配置或扩展能力。功能特性上，为了满足服务器虚拟化的部署要求，需要接入交换机支持EVB (Edge Virtual Bridging)，通过VEPA (Virtual Ethernet Port Aggregator)技术将虚拟机产生的网络流量上传至与服务器相连的物理交换机进行处理，不仅实现了虚拟机间流量转发，同时还可以解决虚拟机流量监管、访问控制策略部署等问题。转发平台组网如下：(参考图)转发平台所采用的2台
4、高性能的数据中心级别交换机，并运行虚拟化技术，将2台数据中心汇聚交换机虚拟成1台承担数据的处理和转发工作。在设备的可用性上，单台设备的关键部位具备冗余性；在传输链路的冗余性上，服务器均采用双链路的捆绑方式分别与2台数据中心汇聚交换机连接；在数据的传输速率上，采用万兆光纤接口与各个服务器连接。服务器系统根据邵阳学院业务类型、业务复杂度等方面需求在数据容量、数据处理的强度等方面进行估算，并兼顾服务器的可靠性、扩展性、安全性、可管理性等方面综合考虑。作为实时性业务处理和查询系统，邵阳学院所采用的服务器包括数据库服务器、应用服务器、WEB服务器和数据传输、接口前置等业务类型的服务器设备。对服务器系统在
5、计算性能、并发用户量、数据存储、可靠性等方面的要求较高，可靠性必须达到99.99%以上，提供全年724的可用性。服务器应采用多部件的冗余结构设计，具有高速差错校验和纠错内存处理技术，并有监控和诊断功能。数据库服务器在数字化校园信息系统中的许多系统都是相互依存，数据交互的，例如，学校的OA系统，邮件系统、在很多时候是依托于学校的Web Server，与校园门户网站密不可分，财务系统、绩效考核管理、身份认证系统，以及图书阅览，学生上机管理产生的数据又会集中汇入核心数据库系统。核心数据库系统是学校数字化校园的基石，提升数据库系统是首当其冲的任务，学校需要应对2-3万学生对数据库服务器产生一系列压力；
6、除了数据库系统以外还有8套左右关键应用系统，这些应用系统负载有所区别，如身份认证系统属于轻量级应用，有些系统随着学校扩招负荷越来越重，必须考虑硬件平台的升级换代；这些系统中负荷变化不一，如门户系统在一个学期内用户数大致均衡没有太多变化，而教务系统、选课系统、科研申报系统等在开学之际或放学前负荷非常大，而其它时间段基本无人访问，所以这些系统需要硬件平台提供资源动态调配，充分利用资源；还有就是学校一些应用系统只能运行在windows平台，其数据库系统采用的是sql server数据库，建设方案应针对如何保护这些系统的投资提出解决方案。最后，此次数字化校园建设要考虑原有设备的利旧。应用系统服务器邵阳
7、数据中心按照移动平台及应用、学生一体化服务与管理、教师一体化服务与管理、办公自动化系统、档案管理系统、课程中心、资产管理系统、高校状态数据系统、教务系统、科研系统、研究生管理系统、资产管理系统等业务系统(不少于20个)计算，每业务系统用分别部署2个虚拟机，每个虚拟机2个4核物理CPU、64GB内存，考虑到今后业务扩展，共需配置2*10核CPU、256GB内存、2块300GB磁盘的物理服务器10台。同时考虑到核心服务不宜使用虚拟化服务器，则另配置4台物理服务器作为核心服务的载体，物理服务器配置2*8核CPU、128GB内存、2块300GB磁盘。数据中心虚拟化建设虚拟化软件是运行在基础设施层和上层
8、客户操作系统之间的虚拟化内核软件。针对上层客户操作系统对底层硬件资源的访问，虚拟化软件用于屏蔽底层异构硬件之间的差异性，消除上层客户操作系统对硬件设备以及驱动的依赖，同时增强了虚拟化运行环境中的硬件兼容性、高可靠性、高可用性、可扩展性、性能优化等功能。通过将基础架构资源（包括计算、存储和网络）及其相关策略整合成虚拟数据中心资源池，并允许最终用户按需消费这些资源，从而构建安全的多租户混合云。其业务范围包括：组织（虚拟数据中心）、多租户数据和业务安全、云业务工作流、自助式服务门户。实现对数据中心内的计算、网络和存储等硬件资源的软件虚拟化管理，对上层应用提供自动化服务。其业务范围包括：虚拟计算、虚拟
9、网络、虚拟存储、高可用性（HA）、动态资源调度（DRS）、虚拟机容灾与备份、虚拟机模板管理、集群文件系统、虚拟交换机策略等。通过虚拟化和云管理平台软件的部署可以实现计算资源虚拟化，以及对计算、网络、存储资源的自动调度管理。功能标准采用的虚拟化和云管理平台要求满足如下功能和标准：完整交付整合计算、存储、网络、虚拟化、云平台，提供端到端完整的产品交付，实现“交钥匙工程” 的私有云计算IaaS方案；混合云交付支持将私有云中的虚拟主机备份到公有云存储中、或将在公有云中备份的虚拟主机恢复到私有云内；标准支持IEEE 802.1Qbg标准，与交换机及网管组件配合，能够实现对虚拟机流量的全面监控以及虚拟机迁
10、移时网络配置的自动跟随；开放兼容OpenStack，允许第三方基于云管理平台便捷地开发自己的云产品和特定业务流程；B/S架构完全基于B/S无客户端管理架构，通过浏览器即可完成对云数据中心虚拟资源的管理。虚拟化的建设内容邵阳学院的虚拟化和云管理平台软件按照应用服务器的物理CPU和所管理的虚拟机数量采购授权。在邵阳学院，购买10台应用服务器来搭载主流虚拟化软件来构建云计算中心，物理应用服务器CPU数量为20个，虚拟机不低于200个。存储平台建设在数据中心建设过程中，数据库服务器和关键应用服务器采用构建双机集群的技术提供了很强的业务持续性保障，还需要采用高安全性的存储架构来实现数据的安全存放和提供有
11、效恢复机制，选择什么样的存储架构，也从数据可恢复性的角度保障了应用系统群集架构的可靠性。存储技术在数字化校园各业务应用数据模型设计的基础上，对数据存和虚拟化存储进行统一设计，整体规划，实现集中的数据管理和数据存储。数据存储构建在先进并稳固的SAN网络存储架构的基础上，这样才能在将来数据容量不断增长的时候，系统架构仍能够提供良好的性能和进行方便的扩容，从而满足业务的要求，不至于短时间遭到淘汰和造成投资浪费。采用数据库集群+高速存储网的模式实现数据的统一存储与管理，建立为各应用系统服务的数据存储区和虚拟化磁盘空间。结构如下：(参考图)需要进行数据存储的服务器通过HBA卡连接到两台FC交换机上，FC
12、交换机通过高速光纤接口连接到两台磁盘阵列上，实现端到端的光纤链路连接，提供高速的数据传输链路。两台存储之间做数据同步，备份存储可用于在主存储故障时接管应用数据服务，同时可镜像出数据拷贝用于统计分析、查询等业务应用，释放主存储性能负荷的同时提高数据可靠性。学校业务应用数据存放在通过光纤交换机所相连的存储上，根据不同的业务需求和数据访问方式，采用不同的RAID技术对数据进行镜像和纠错保护，确保任意一块磁盘损坏都不会导致数据丢失。存储配置根据业务需求分析和资源配置评估，存储容量不低于150T。备份系统建设业务中最为宝贵的财富就是数据，要保证业务持续的稳定运行，就要保护基于计算机的信息。人为的错误，硬
13、盘的损毁、电脑病毒、自然灾难等等都有可能造成数据的丢失，造成无可估量的损失。对于邵阳学院的信息系统，由于行业自身的特殊性，计算机系统业务数据丢失更是一场大灾难，会导致系统文件、资料、业务数据的丢失，正常工作将难以正常进行。这时，最关键的问题在于如何尽快恢复计算机系统，使其能正常运行。随着数据中心的数据量的增长，数据需要得到进一步得到保护，防止关键数据的丢失造成重大的影响。需在数据中心部署备份系统定期备份数据并归档。备份系统部署设计数据中心存储系统规划采用SAN架构，利用一台物理服务器做备份服务器，配合存储阵列及相应的备份软件系统形成完整的备份系统。在存储阵列及备份软件的选型方面应充分考虑技术的
14、先进性与扩展性。存储阵列：与主数据存储同一配置；备份软件： 提供LAN和LAN FREE备份功能。备份系统结构如下：(参考图)可靠性设计数据中心虚拟化项目从整体、服务器、存储、网络、虚拟化综合考虑可靠性，保障业务的续性，主要涉及：l 虚拟化可靠性虚拟化是数据中心的核心机制，数据中心进行虚拟化后，支持虚拟机热迁移，虚拟机HA功能，保障业务系统的连续性。支持对虚拟机的快照功能，系统提供虚拟机、卷快照功能，便于在系统出现故障的时候还原系统。l 管理可靠性管理软件均采用1+1备份或负载均衡的方式运行，保障可靠性。支持对支持服务器、软件和资源的监控。系统可以收集服务器的核心指标如CPU使用情况、基础网络
15、流量和内存数据等，检测到诸如进程异常、管理和存储链路异常，节点异常、系统资源过载等各种故障，使系统具备完善的故障检测能力。管理节点和计算节点引入电信领域“黑匣子”技术，在系统出现异常时自动存储内核日志、系统快照、内核诊断信息及临终遗言，并保存至非易失性存储设备（计算节点）或自动传送至网络服务器（例如日志服务器），以便系统故障后，导出分析定位。数据中心建成以后应满足以下要求：l 服务器可靠性服务器支持对CPU，内存，风扇，电源，硬盘等热关键器件的温度实时监控，设备故障时会产生告警。配合智能的风扇调速和监控，确保系统运行的可靠性。服务器支持硬盘热插拔和RAID功能，提供硬盘在线故障检测和预警。支持
16、电源1+1冗余和热插拔。l 存储可靠性设计数据中心虚拟化采用集中式存储设备，虚拟化平台支持存储热迁移、存储冷迁移、支持根据存储访问IO进行存储动态资源调度(DRS：Dynamic Resource Scheduler)。支持存储多路径，每个计算节点与存储集群之间，至少配置两个完全冗余的路径，保障存储网络的可靠性。存储设备采用双控制器，在SAN高可靠性的基础之上，配置热备盘做冗余备份，保证数据不丢失和故障快速恢复。l 网络可靠性设计交换机通过使用交换机堆叠技术，保证对外与汇聚层交换设备和对内虚拟网络层连接的冗余。虚拟网络层通过采用多网卡绑定等技术避免单个网卡故障引发的业务中断。对于各通信平面（业务、存储、管理）均采用双网卡，双网卡采用了
