高校数据中心走虚拟化之路

　　随着教育行业信息化建设的不断深入和完善，学校教学、科研、管理等工作的正常运行越来越依赖于网络信息平台。因此，建立一个可靠、安全、高效的信息系统运行环境则显得非常必要。在这种需求下，高校信息系统运行环境的建设正进入到高可用运行环境的建设阶段。

　　这一阶段的建设目标是使信息系统运行环境进一步完善，实现无单点故障的可靠性，即运行环境中的单个网络、服务器或者存储设备的故障均不会影响应用系统的正常运行，信息系统将整体实现全天候的不间断运行；运行环境中的各层次（包括数据库）均可达到负载均衡，实现运行环境的高效利用；在数据安全方面，要实现异地备份，消除本地环境中灾难事故可能导致的数据安全隐患；在信息系统安全方面，将全面建立数据中心安全体系、校园网络环境体系、部门应用环境安全体系，实现两端一线的完整的安全保障。

　　高校数据中心

　　亟待改进

　　目前，很多高校数据中心的基础架构仍采用多年前的围绕服务器搭建的结构，一套应用系统安装在一台服务器上，服务器既提供计算资源，运行应用系统，同时生产数据直接存放在服务器本地磁盘中。这样的基础架构虽然可以满足当下的大部分需求，但仍然存在以下不足：

　　1.没有集中的存储设备，单机故障的危险很高

　　重要生产数据、教学资源、财务数据均存放在服务器本地硬盘中，缺乏RAID保护。如遇到硬盘故障，则数据就有丢失的风险；即使服务器采用了软RAID方式或硬RAID卡，在使用中需要消耗大量的CPU资源用于RAID计算，这将大大影响服务器的性能。

　　2.存储空间浪费严重，数据无法安全、简单共享

　　数据分散存储在各个服务器中，服务器硬盘空间无法统筹规划，形成一个个信息孤岛，空间使用分布不均，浪费严重。在这种方式下，不同的主机间所拥有的存储区域不可能交叉访问，传统文件服务器基于单一操作系统，故不可能真正实现异构操作系统（如Unix和Windows）下的数据共享，而Unix和Windows之间的互访只能通过购买第三方软件来实现，并且保证不了应有的文件访问权限。

　　3.没有基于时间点的快照备份和恢复

　　服务器没有基于时间点的快照，缺乏数据保护，数据很容易因为误删除、病毒感染、硬盘设备损坏等原因而造成丢失。

　　4.无备份恢复保护系统

　　这种架构中没有对数据进行备份，如果生产数据损坏了，则没有相应的备份系统来恢复数据。

　　5.服务器利用率不高，数量不断增加

　　在传统架构中，为避免多个应用间的相互影响，每新部署一套应用系统，就需要为其增加新的服务器，使服务器的数量不断增加，更重要的是，在管理维护人员有限的情况下，服务器的增加必然加重了每位管理人员的工作量，最终必然会影响到基础架构运维工作的正常开展。

　　此外，在传统架构下，服务器的平均资源利用率并不高，因而造成很多CPU、内存、电力、制冷、机架空间等资源的浪费，增加了不必要的开销，整体拥有成本（TCO）不合理。

　　构建虚拟化数据中心

　　在这种情况下，如何使各种关键的应用系统稳定、可靠、高性能地运行，并不断扩展功能，扩大应用范围，满足学校和业务发展的需要，这对数字化高校的建设提出了很高的要求。同时，我们应该认识到，现有架构的不足还将日益凸显，服务器后台数据存储的性能、数据安全隐患的存在已完全不能满足业务发展的需要，搭建虚拟化数据中心作为校园信息化的基础架构，势在必行。

　　实现虚拟化数据中心的主要目标包括：

　　1.建立数据集中存储

　　新系统需同时具备块存储和文件存储，对于数据库业务系统，通过FC光纤通道连接，实现高性能、高可用；对于文件系统，则通过IP连接，实现低成本，高效率。

　　2.部署服务器虚拟化

　　通过虚拟技术减少服务器的采购数量，优化利用资源，增强信息安全。通过按需部署、实现发布周期自动化，并简化测试及故障排除过程，以加快应用程序交付。通过动态扩展应用程序，并提供内置的可用性和简单的灾难恢复，来保证应用程序的服务质量。

　　3.建立专业的数据备份恢复系统

　　对不断增加的业务数据进行有计划、有策略的备份，以实现对业务数据全面、系统的保护及快速恢复。

　　4.实现异地容灾恢复

　　对核心信息进行远程数据复制，实现业务数据的异地存储备份，当本地生产中心发生大的灾难时，数据可从异地存储系统中快速恢复到生产中心，减少大灾难下的系统宕机时间，并保证数据的高可用性。

　　数据存储是数据中心的基础，是一切服务的保障。保证数据的正确性、完整性至关重要。高校应深化对数据存储重要性的认识，在经费保障的基础上，实现逐步调整，实现数据的高效存储。

　　北京建筑工程学院 张昱

　　作者简介

　　张昱 计算机科学与技术专业博士，北京建筑工程学院计算机教学与网络信息部教学主任助理。美国计算机协会（ACM）会员、中国计算机学会（CCF）会员、中国人工智能学会（CAAI）智能信息网络专委会会员、国际智能信息技术应用学会（IITA）会员。长期从事对等网、信息检索、网络安全及人工智能方面的研究。