基于多校區(qū)異地廣域網(wǎng)的虛擬云服務探索
摘要：由于四川農業(yè)大學已形成遠距離、多校區(qū)的辦學格局，迫切需要進一步整合校內資源，節(jié)約辦學成本，充分發(fā)揮網(wǎng)絡應用和數(shù)字資源的遠程、快捷及協(xié)同共享等作用和優(yōu)勢，著力加強網(wǎng)絡及信息化建設，尤其是數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)集中、應用集成”的原則，按照“組建一個網(wǎng)絡，搭建一個平臺，集成一個應用”的思路，著力組建三校區(qū)高速直通互聯(lián)的校內廣域網(wǎng)，搭建數(shù)據(jù)中心虛擬云服務平臺，以校園一卡通為基礎促進和整合校內應用的協(xié)同管理和集成運轉。
一、組建三校區(qū)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(qū)的協(xié)調運轉，便于各學院的協(xié)作和交流，支持各職能部門的延伸管理，促進校內資源的有效利用，提升辦學效率、降低運行成本，我們啟動了全校校區(qū)網(wǎng)絡的整體組網(wǎng)和融合建設，進行校園網(wǎng)絡的統(tǒng)籌規(guī)劃和一體化管理。
2009年，我校和四川省聯(lián)通公司簽訂戰(zhàn)略協(xié)議，350公里左右的雙芯G.652裸光纖。并投入80余萬元購置密波設備，通過光傳輸密集波分鏈路實現(xiàn)將雅安、都江堰、溫江三地的校區(qū)高速互相連接，帶寬達到2個10G，并開通到電子科技大學千兆鏈路用于CNGI和CERNET接入。三校區(qū)網(wǎng)絡統(tǒng)一管理并統(tǒng)一出口。通過統(tǒng)一的網(wǎng)管計費，設備統(tǒng)一監(jiān)控，用戶統(tǒng)一計費，有效實現(xiàn)了減員增效。
通過光鏈路已經(jīng)實現(xiàn)了校區(qū)間的信息數(shù)據(jù)傳輸，三校區(qū)的校內電視節(jié)目聯(lián)網(wǎng)，開通校區(qū)間遠程高清視頻會議，全校整體組網(wǎng)的VOIP電話語音系統(tǒng)正在試運行。
運行實踐已經(jīng)初步表明，三校區(qū)間高速直通互聯(lián)的校內廣域網(wǎng)在校內教學教育資源共享，業(yè)務系統(tǒng)協(xié)同運轉等方面作用明顯，教務、財務、圖書等等業(yè)務平臺一個系統(tǒng)在三校區(qū)間通用，文獻及圖書數(shù)據(jù)庫等教學資源在三校區(qū)間充分共享。
二、數(shù)據(jù)中心虛擬云平臺的建設，為信息共享、業(yè)務協(xié)同及數(shù)據(jù)資產的高效應用提供基礎
在我校網(wǎng)絡及信息化建設中，構建以溫江為數(shù)據(jù)中心，雅安進行業(yè)務容災和互聯(lián)網(wǎng)出口，都江堰異地數(shù)據(jù)備份的功能體系。
溫江校區(qū)在數(shù)據(jù)中心建設中，著力于搭建云計算平臺，在我們的規(guī)劃中：云化內容，主要包括云計算、云存儲、云網(wǎng)絡;云化的步驟，主要是通過虛擬化、自動化、智能化，并進行逐步推進;云建設，主要包括校園公共云、校園私有云兩部分。
在我�，F(xiàn)階段的建設和運行中，重點是通過虛擬化技術來實現(xiàn)云化服務，包括計算(服務器群)的虛擬化和網(wǎng)絡的虛擬化。
1.服務器虛擬化技術應用
在我�，F(xiàn)階段數(shù)據(jù)中心的運維上，采用“Vmware + X86CPU + FC SAN”方案，以4臺IBM高性能服務器X3950*5配合2臺EMC CX4-480存儲和Vmware軟件實現(xiàn)虛擬云平臺。
虛擬化系統(tǒng)3年來運行穩(wěn)定，效果良好，云主機需求年增速超過30%，數(shù)量超過200臺。
數(shù)據(jù)中心及虛擬化平臺的建設，大大方便了各業(yè)務系統(tǒng)的協(xié)同應用和資源整合，現(xiàn)在全校的業(yè)務數(shù)據(jù)，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服務器70余臺轉由學校統(tǒng)一安排使用。各單位原則上不再另建機房和購置服務器、存儲等機房設備�；具_到了資源統(tǒng)籌、協(xié)同運轉的效果。
在近三年的虛擬云服務的技術及功能實踐中，我們認為：①服務器硬件高度虛擬化，充分發(fā)揮服務器的硬件性能，確保設備投入成本的同時，提高運行效率;②虛擬化中的SDR技術使用節(jié)約能源、降低成本和空間浪費;③HA技術、FT技術、vmtion技術提高服務的容錯性;④服務運營管理簡單高效，縮短服務部署時間;⑤服務接口統(tǒng)一。
同時，虛擬化3年來，也存在一些亟待解決的問題：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，同時升級掃描引發(fā)的資源爭搶風暴導致其他業(yè)務性能下降;②服務器網(wǎng)絡安全性有待加強;③對硬件加密狗支持弱。
2.網(wǎng)絡虛擬化的應用
目前我校主要對骨干網(wǎng)絡設備進行橫向虛擬化(H3C irf2)，虛擬化的作用主要體現(xiàn)在以下方面：
(1)把骨干網(wǎng)絡的核心層、匯聚層設備間進行虛擬化成統(tǒng)一的邏輯設備，方便管理與使用上的統(tǒng)一，進一步簡化網(wǎng)絡配置;
(2)通過虛擬化將網(wǎng)絡資源的進行整合，提高鏈路和設備的使用率、增加網(wǎng)絡可靠性、使網(wǎng)絡性能得以翻番;
(3)通過虛擬化擴大了網(wǎng)絡的二層域范圍，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡應用能更快實現(xiàn)系統(tǒng)靈活部署。
由于技術和設備的原因，目前我校網(wǎng)絡還只是部分虛擬化，并存在以下不足：①多臺設備間串接虛擬化，在大型網(wǎng)絡應用中存在內部流量過大導致設備內存消耗嚴重;②虛擬化技術向下兼容性不高，目前H3C設備已經(jīng)實現(xiàn)縱向虛擬化，但僅在最新高端產品中支持。
三、關于云服務的思考和體會
大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)和云服務，作為網(wǎng)絡及信息化服務與建設的三大趨勢，在受到大眾熱烈追捧的同時，也更需要得到及時的實踐總結和現(xiàn)狀分析。
回顧我校虛擬云平臺的建設和運維實踐，毋庸置疑，云服務極大的提升了我們的信息化服務水平和能力，但同時也帶來了系列的新挑戰(zhàn)。
1.虛擬云服務的優(yōu)勢
優(yōu)勢一，屏蔽硬件差異。軟件系統(tǒng)實施不再過多關注硬件性能配置。通過行業(yè)與學校的云計算推廣，其便攜性和易用性逐漸被師生接受和肯定。
優(yōu)勢二，軟件資產保護與生命周期延續(xù)得以加強。例如某一些在用系統(tǒng)，使用良好，由于缺乏后期技術支持(廠商倒閉、退市等)，給系統(tǒng)帶來報廢和數(shù)據(jù)損失的風險。利用云計算技術可以有效抵御這種風險。
優(yōu)勢三，資源分配更便捷。傳統(tǒng)IT資源分配需要經(jīng)過項目調研、立項、經(jīng)費審批、采購、實施部署等系列流程，周期較長，時間以周為單位。利用云計算技術可以極大縮短時間周期，時間以小時為單位。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短期項目。
優(yōu)勢四，業(yè)務連續(xù)性得以保障。傳統(tǒng)IT業(yè)務的軟件、硬件升級，不可避免業(yè)務中斷，特別是硬件升級導致業(yè)務中斷周期較長。利用云計算技術可以降低業(yè)務中斷時間，甚至達到零中斷，通過容災建設可以提高業(yè)務可用性。
優(yōu)勢五，IT服務更專業(yè)。秉承“專業(yè)的人，做專業(yè)的事”由于行業(yè)知識的積累和成體系的技術團隊持續(xù)支持，服務更可靠。
2.云服務給我們帶來的新挑戰(zhàn)
挑戰(zhàn)一，云主機管理效率低。大量的云主機需求，給業(yè)務管理帶來很大挑戰(zhàn)。目前我校云主機數(shù)量超過200個，年增長率約30%。云主機的分類、分級和靈活管理消耗很多的人工時間，成為新挑戰(zhàn)。
挑戰(zhàn)二，基礎設備性能達到飽和。由于業(yè)務超預期快速增長，業(yè)務提前達到設計容量，部分基礎設備性能臨近飽和成為業(yè)務增長的瓶頸。
挑戰(zhàn)三，云安全需求凸顯。由于我校各部門的信息化水平參差不齊，部門主機安全性不一，系統(tǒng)被入侵和信息被篡改事件時有發(fā)生，給我校云計算環(huán)境帶來不良影響。
3.我校云服務的優(yōu)化方向
主要是進一步提升云服務交付能力。
目前我校的云計算水平處于初級階段，云服務交付效率低下。系統(tǒng)優(yōu)化目標，短期內初步確定為：用戶通過各類終端提交一次需求，系統(tǒng)可以智能化的快速分配資源，并實時監(jiān)控資源性能，及時回收資源。
數(shù)據(jù)中心及云服務平臺的建設，是一個長期完善和不斷推進的過程，我們才剛剛開始，還只是作了一點初步的平臺搭建工作，教學信息化的服務和管理，我們與兄弟院校相比還有不小的差距，如何從“數(shù)據(jù)中心”建成“中心數(shù)據(jù)”，云服務如何從“虛擬化”升級至“自動化”、“智能化”，還任重而道遠。
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