高校數據中心云計算與虛擬化的應用探索
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摘要：在高校的日常教學和管理工作中，隨著信息技術的進一步發展，數據中心的作用越來越明顯，但同時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房維護費用的增加等等.通過虛擬化技術與云計算數據中心的部署，既有助于緩解高校數據中心的現存問題，又有助于推動云計算“按需分配”理念的傳播.本文對此進行了分析探討，以供參考.
關鍵詞：高校;數據中心;云計算;虛擬化;應用探索
中圖分類號：TP311.13;G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-260X（2019）04-0066-03
隨著我國教育事業與信息技術的進一步發展，我國高校的信息化水平也得到了一定的提升，高校信息系統的建設工作也越來越完善.另外，高校數據中心的建設也需要經過立項、采購、實施以及運維等工作階段，在以往的高校數據中心建設工作中，其建設的時間往往需要半年以上.現階段，在信息技術迅速發展的前提下，虛擬化技術與云計算技術也得到了進一步的發展，對于改善高校數據中心及信息系統有著重要的推進意義，有助于高校實現數據中心應用系統計算與存儲資源的按需分配，使得建設工作的重點更加突出.與此同時，虛擬化的資源系統建設工作也將歸入高校數據中心建設工作中，并成為高校數據中心建設工作中的一項重要內容，但是經過筆者的相關調查后發現，高校數據中心中仍然存在著諸多方面的問題.
隨著時代的進步與社會的發展，在高校數據中心中的應用系統也日益增多，服務器與設備也呈現驚人的增長速度，但是對于這些設備資源的利用率卻很低.這是因為，高校數據中心中的服務器存在使用情況嚴重失衡的問題，有些應用系統，例如OA辦公系統僅僅在上班時間被使用，除此之外的其他時間均得不到更好的利用，但是為了提高應用系統的質量，又無法降低服務器的某些配置，這樣就造成了一定的浪費問題.此外，有一些服務器與應用系統的利用率可能比較高，一時之間滿足不了諸多的需要，甚至可能會造成數據中心以及信息系統崩潰的現象.除此之外，對于高校數據中心的管理工作來說，某些應用系統屬于獨立狀態，管理員很難對其進行統一的管理與維護，一旦服務器出現異常就會出現中斷的問題，給使用者帶來不必要的麻煩，也會給工作管理人員造成較大的負擔與一定的壓力.另外，隨著高校數據中心中服務器硬件數量的進一步提高，不管是對于本身的電源還是對于機房空調移機UPS來說，其消耗量是一個非常龐大的數字.
本文在對上述問題進行分析與探討的基礎之上，提出了虛擬化的高校云計算數據中心的建設措施與策略，期望提高高校數據中心資源的利用效率，促進高校數據中心建設工作的進步與發展.
1 關于云計算與虛擬化的分析
具體來說，云計算就是多種計算形式的綜合體，包括并行計算、分布式計算、網格計算等，也可以說云計算是這些計算科學概念在商業上的一種綜合.云計算主要是將傳統計算機系統中的計算與存儲工作轉移到云端上，這樣一來，既有助于提高信息存儲的安全性與可靠性，又可以幫助用戶節省一定的硬件成本.在云計算中，虛擬化技術是其最為核心的一種技術，通過虛擬化技術有助于對大量的計算機資源進行統一的管理與調度工作，同時為用戶提供一個計算機資源庫，用戶可以根據自身的需要進行選擇與利用.
經過筆者的相關調查后發現，現在流行的虛擬化產品主要有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品還是VMware vSphere，這是一種以硬件為基礎的完整的基礎架構虛擬套件，通常情況下，高校數據中心的建設工作都會選擇此種類型的虛擬化產品.
2 高校數據中心的現狀分析
對于高校數據中心來說基本都是傳統層面上的中心機房，在高校數據中心的建設工作中為了提高應用系統的穩定性與安全性，在大多數情況下，都會選擇一臺服務器與一個系統應用相對應的模式.隨著社會的進步與時代的發展，自動化的辦公理念也得到了進一步的普及，數據中心各個部門的系統應用也隨之增加，同時，服務器的數量也突然增加，這就造成了機柜數量不足、ups電源供電不足、散熱設備處理能力不足以及機房面積不足等問題.
2.1 系統應用率較低
筆者對高校數據中心的相關調查后發現，高校數據中心中各個系統的使用率并不高，還有的系統會間斷性的出現峰值.每個學年的學期期末，學生在進行選課的時間段內，選課系統的訪問量就會大大提高，這就容易使服務器出現死機甚至徹底崩潰的問題.但是，一旦過了學期期末選課的時間段，服務器的使用率就會大大降低，甚至陷入無人使用的狀態，這樣不僅會造成能源浪費的問題，還會對服務器的硬件造成一定的損傷.
2.2 難以實現資源共享，容易造成孤島問題
高校數據中心一般都是由教學以及生活的一些設施與場所組成的，一般來說，高校數據中心中的大多數數據都有自身特定的統計方式，而且這些統計方式僅僅只適用于數據本身，這樣就使得一些數據、資源難以實現共享，這就造成了孤島問題.高校數據中心如果沒有統一的平臺與統一的標準，一個功能就有可能被分到兩個或兩個以上的服務器中被完成，其資源與能源的浪費情況可想而知.
2.3 系統維護工作復雜且周期性長
高校數據中心中分布著大量的電子產品，這些電子產品需要由專門的工作人員對其進行定期的更新換代，并且，這些電子產品與系統的采購時間與應用時間也是有所區別的，這樣就容易造成各個服務器的配置與各系統應用需要的操作系統存在較大的差異.不僅如此，這些高校數據中心的眾多服務器還沒有一個軟件對此進行統一的管理，這就難以在短時間內發現系統所出現的問題，只能在這些服務器運行時再去進行檢查與調試，從而在無形之中加大了工作人員的工作難度與工作壓力，也會給使用者帶來一些不必要的麻煩. 2.4 應用系統待升級
某高校數據中心待升級的主要應用系統以及資源利用情況如下表所示：
3 高校數據中心具備的條件
對于高校的數據中心來說，一般都會具備三個最基本的條件，一是都具備自己的服務器，二是都具備自身的網絡資源，三是具備自身的存儲資源，但是這些資源都是獨立存在的，高校數據中心的應用系統不能隨意地進行遷移，如果發生了某些故障，這些應用系統以及資源的數據就難以被恢復，甚至出現大面積的丟失，對高校數據中心的工作造成巨大的影響與打擊.云計算與虛擬化技術有助于在原有服務器的基礎上將高校數據中心打造成為一個虛擬化的平臺，經過改造后的服務器就是一個具備高配置，大儲存特點的服務器.
3.1 對服務器進行整合
經筆者的相關統計后發現，某高校的數據中心一共有66臺的應用服務器，但是多數的服務器處于長期不使用的狀態，其使用率大約在百分之十左右，這就造成了數據中心的系統資源浪費的問題.在高校數據中心中，利用虛擬化可以在一定程度上減少物理服務器的使用數量，也有助于提高服務器的硬件使用率，大大緩解了系統資源浪費的問題.
3.2 對服務器應用與部署方式進行改變
在高校數據中心中，通過虛擬化可以完成對獨立服務器部署單個應用方式的改變工作，當高校數據中心有新業務上線時有助于降低服務器采購以及基礎設施的投入水平.除此之外，通過虛擬化還可以將數據中心的各系統以及其他設備進行有效的隔離，以此來確保應用系統的安全性與可靠性.
3.3 對服務器的各項工作進行簡化
筆者經過相關調查后發現，目前，高校數據中心的服務器基本都是一個服務器運行一個應用，部署工作也比較復雜，存在一定的難度，當有兩個或多個的應用需要在同一個環境下進行工作時，管理員還需要重復環境配置的工作流程，這就大大增加了管理員的工作難度與工作量，同時也加大了管理員的失誤率.
除上述之外，通過虛擬化的應用還有利于提高高校數據中心服務器的可用性，為高校數據中心營造具有透明負載均衡、動態遷移、故障報警等安全系數較高的應用環境，有助于促進高校數據中心建設工作的進步與發展.
4 云計算與虛擬化技術在高校數據中心中的實施
云計算與虛擬化技術支持下的新型的高校數據中心具有環保節能、便于操作與維護、提高數據安全性以及便于數據遷移的特點.
4.1 資源層
在高校數據中心中的資源層是將網絡、服務器與存儲等資源進行整合，將這些資源進行統一管理，從而為其余各個層次打好基礎.對于存儲設備來說也有了很大的改進，在存儲設備中將太網或者是光纖連接在一起，不僅有助于為虛擬機的克隆提供強有力的保障，同時也提高了虛擬機的備份的安全性.對于傳統的高校數據中心來說，服務器與其他資源的采購時間不盡相同，這就造成了一定的差異性，加大了維護工作人員的工作量，維護人員在對設備進行維護工作時就需要面對多種類型的配置與型號.
4.2 虛擬層
對于整個高校的數據中心來說，虛擬層是其重要的組成部分，也可以說虛擬層處于數據中心的最為核心的位置，利用虛擬技術可以將不同類型的操作系統與不同的需求整合在一個平臺上，便于應用進行遷移與災備工作，同時，還有助于提高數據的安全性與工作效率.配置一個服務需要經過購買服務器，安裝系統以及進行調試的工作流程，在沒有進行改進工作之前，配置一個服務需要花費數周的時間，但進行改進工作后，配置一個服務僅僅需要花費幾個小時就可以了，大大提高了工作效率，縮短了工作周期.
4.3 管理層
對于高校數據中心中的管理層來說，它所存在的價值就是根據應用對物力資源的需求情況對數據中心內部的資源進行及時地調控，保持高校數據中心的負載情況一致處于均衡的狀態.需要注意的是，高校數據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責管理工作的技術人員的.
4.4 服務層
對于高校數據中心的服務層來說，它是各個部門使用的應用系統，換而言之就是，服務層可以在一定程度上滿足各個部門的業務需要.
綜上所述，在進行高校數據中心服務器虛擬化建設的同時，還需要對整個數據中心的環境進行分析，并對業務情況進行簡單的預測與合理的總體性規劃，按照設置好的目標，分步驟進行操作.另外，還要對架構設計、存儲以及網絡設計等工作進行關注，不僅有助于降低設計工作的失誤率，還能在一定程上避免因失誤造成的資源浪費問題，提高維護工作的工作效率.高校數據中心利用虛擬化技術與云計算技術實現了對硬件資源的整合，提高了各軟件系統部署的工作效率與系統的安全性能.
5 總結
教育是民生之本，科學技術是促進國家進步與發展的重要基礎，因此，我國高校數據中心的建設工作越來越受到人們的重視.但是，對于我國目前的高校數據中心來說還存在著許多方面的問題，資源利用率低，浪費現象嚴重，維護工作復雜，服務器以及各系統之間難以實現共享等等都是高校數據中心所面臨的嚴峻問題.利用虛擬化技術與云計算技術有利于緩解高校數據中心中的現存問題，同時也有助于提高高校數據中心服務器的利用率，提高維護工作人員的工作質量與工作效率.
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