通過云管平臺跨數據中心統(tǒng)一調度云資源和服務，為每個業(yè)務部門提供了獨立的VPC運行環(huán)境。
進入21世紀后，國內高校前后開展了一到兩輪的數字校園改革，在實現教育教學資源數字化的同時，也配套建設了各類能夠滿足學校師生日常工作、學習、生活需求的應用系統(tǒng)[1,2]。在這期間，高校往往承擔著新事務試驗田的角色，改善教學方式及技術、承接國家科研項目、挖掘新技術應用場景、探索社會新生活方式......這其中既包括需長期運作維護的業(yè)務，也包括短期探索型或臨時性的項目。
高校數據中心建設存在的問題
數據中心作為校園信息化全部業(yè)務的載體，是保證校園、教學、科研、生活等高效運行的信息化基礎。高校業(yè)務開展涉及教學、管理、后勤、財務等多部門協(xié)作，所要存儲的數據量漸趨龐大，這便對數據中心的性能、擴容能力、運維能力、安全性、可靠性等提出了更高要求。目前，高校數據中心建設存在以下問題：
1. 應用建設分散，數據流轉困難。
目前，二級學院和業(yè)務部門各類自建應用建設分散，且數據標準不一，在與其他系統(tǒng)對接時容易出現問題[3]。隨著信息化業(yè)務系統(tǒng)的廣泛使用，系統(tǒng)積累了大量重要的歷史業(yè)務數據，致使不同部門業(yè)務系統(tǒng)之間的數據交換十分困難[4]。各部門數據如果不能流轉，就無法實現跨部門數據收集，歷史業(yè)務數據也無法用以支持決策。
2. 業(yè)務不斷增加，系統(tǒng)維護復雜。
高校是相對封閉又功能完善的社區(qū)，承擔數萬師生的學習、工作、生活、科研、醫(yī)療等業(yè)務，其數字化業(yè)務種類相比企業(yè)也更加復雜，各類業(yè)務模式不一，軟件供應商眾多。此外，有些二級學院和業(yè)務部門的系統(tǒng)管理員缺乏IT架構專業(yè)理解和相關知識，當系統(tǒng)出現問題時，無法自行維護，需要網絡中心代維。
3. 硬件老化，數據安全等級較低。
隨著高校數據中心使用年限的增加，老舊硬盤使用壽命不足成為數據安全的重要風險點。為避免風險發(fā)生，業(yè)務管理員要不時地對磁盤陣列上的數據進行遷移，將其遷移到更安全的服務器上。這就需要管理員時刻關注服務器與盤陣的硬件運行狀態(tài)，當運行出現故障時，要及時更換硬件，使服務器與盤陣正常運行，增加了硬件運維成本[5]。
4. 資源需求擴大，系統(tǒng)擴展性不足。
隨著高校規(guī)模不斷擴大，高校業(yè)務對數據中心服務器的資源儲存和資源計算的需求也越來越大。然而，因為設施老化，擴容復雜繁瑣，數據中心在處理一些偶發(fā)事件時很難針對性地、動態(tài)地增加硬件資源，這便導致系統(tǒng)無法正常使用，影響服務器性能和應用體驗。
數據中心架構設計
主生產中心架構
圖1展示的是廣西醫(yī)科大學數據中心的整體架構，包含IT資源池、核心交換區(qū)、網絡出口區(qū)、管理區(qū)、運維、安全等多模塊，具體如下：
圖1 數據中心的整體架構
1. 資源池區(qū)
當前，數據中心普遍采用虛擬化和云計算技術作為IT資源的架構。綜合學校對數據中心的各類要求，廣西醫(yī)科大學信息中心最終采用超融合技術來構建完整的數據中心。超融合技術是以虛擬化技術和x86服務器為主，融合服務器虛擬化、存儲虛擬化、網絡虛擬化等各類軟件，通過標準的硬件為業(yè)務提供所需資源。
對于依靠超融合技術構建的統(tǒng)一資源池來說，硬件部分僅僅包括服務器和網絡交換機，所有的超融合軟件、業(yè)務虛擬機均運行在這一資源池中，存儲虛擬化軟件統(tǒng)一管理所有服務器的本地磁盤，構建高性能、高可靠的存儲資源池。超融合技術不僅能為業(yè)務提供計算和存儲資源的功能，也為不同業(yè)務實現網絡區(qū)域隔離，還能通過集成網絡安全模塊實現安全管控。
2. 業(yè)務邏輯分區(qū)
業(yè)務邏輯分區(qū)隔離可以是物理的，也可以是虛擬化的。在超融合平臺上部署的業(yè)務，可以由超融合集成的網絡虛擬化實現分區(qū)隔離。獨立部署的物理機、VMware等第三方虛擬化平臺，為保證業(yè)務安全，均采用獨立的VLAN做隔離。
3. 網絡出口區(qū)
網絡出口區(qū)需要部署邊界防火墻等安全設備，必要時還需要部署鏈路負載均衡、上網行為管理等設備。
4. 安全等保
學校需要滿足信息系統(tǒng)安全等保要求。為此，數據中心配置了安全感知平臺、潛伏探針、數據庫審計、堡壘機等軟硬件，并配置異地數據備份和業(yè)務容災等措施。
校區(qū)環(huán)網數據中心架構
包含異地容災的校區(qū)環(huán)網數據中心架構如圖2所示。廣西醫(yī)科大學目前有3個校區(qū)，各有1個機房。這三個機房之間建立校園環(huán)網，以本部校區(qū)為主，部署統(tǒng)一的云計算平臺，集成容災備份能力，實現業(yè)務數據同城備份和關鍵應用的準生產容災。
未來，當學校師生規(guī)模擴大、業(yè)務需求增多、互聯(lián)網業(yè)務增加時，可考慮異地容災的方式，采用兩地三中心架構或者 “同城雙中心 +混合云”的模式?，F階段，學校有2個數據中心，采用主備模式，將主要的業(yè)務和互聯(lián)網出口放在主校區(qū)機房，一部分非關鍵業(yè)務放在備機房，同時將主校區(qū)的一部分關鍵業(yè)務備份到備機房，實現業(yè)務容災。
圖2 校區(qū)環(huán)網數據中心架構
云平臺總體架構
在三個機房均部署云計算資源池，通過云管平臺統(tǒng)一管理。如圖3所示，云平臺主要實現3個能力：
圖3 云平臺總體架構
1. 根據業(yè)務需求統(tǒng)一管理調度各類計算資源、存儲資源、網絡資源；
2. 為業(yè)務運行提供各類云服務；
3. 為管理員IT運維、安全配置、用戶權限管理、資源監(jiān)控等工作提供工具。
通過云管平臺跨數據中心統(tǒng)一調度云資源和服務，為每個業(yè)務部門提供了獨立的VPC運行環(huán)境。
結 語
在云計算迅猛發(fā)展的時代背景下，廣西醫(yī)科大學數據中心的建設實現了使用和運維的簡化。云計算可以使網絡中心運維人員將更多精力釋放到校園業(yè)務創(chuàng)新之中，從而為公眾提供更好的數字化教學、管理服務，加速業(yè)務流轉，保障校園管理、教學管理、科研、生活等高效運行，提高全校師生對信息化系統(tǒng)的服務滿意度。
參考文獻
作者：劉曉紅、梁志勝（廣西醫(yī)科大學信息中心）
責編：陳榮
