高校云計(jì)算中心建設(shè)方案

1、高校云計(jì)算中心建設(shè)方案一、云計(jì)算和虛擬化簡(jiǎn)介在過(guò)去幾年里，云計(jì)算和虛擬化的概念獲得了巨大的發(fā)展動(dòng)力，并且成為信息技術(shù)中的流行詞。許多企業(yè)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)這些新技術(shù)，期望通過(guò)改進(jìn)機(jī)器的利用率來(lái)降低成本，減少管理時(shí)間和基礎(chǔ)設(shè)施成本。云計(jì)算是能夠使用戶在 Internet 上使用應(yīng)用程序的一種環(huán)境，比如存儲(chǔ)和保護(hù)數(shù)據(jù)，同時(shí)又能夠提供服務(wù)。 VCL 是一個(gè)云計(jì)算概念，源于北卡羅來(lái)納州立大學(xué) (NCSU) 的工程學(xué)院和 IBM Virtual Computing Initiative 的一次協(xié)作，這次協(xié)作的目標(biāo)是解決該大學(xué)日益增長(zhǎng)的計(jì)算需求和用戶需求。這個(gè)系統(tǒng)可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)通過(guò)按需提供/預(yù)約的方式為各種

2、服務(wù)環(huán)境交付用戶需要的解決方案。二、 云計(jì)算的五大優(yōu)點(diǎn)（1） 以服務(wù)為基礎(chǔ) （2） 可擴(kuò)展性、彈性 （3） 共享 （4） 按使用計(jì)量 （5）基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 三、云計(jì)算的架構(gòu)層云計(jì)算平臺(tái)可以根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)提供、配置和重新配置服務(wù)器。云中的服務(wù)器可以是物理服務(wù)器或虛擬服務(wù)器。高級(jí)云通常包含其他計(jì)算資源，比如存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、防火墻和其他安全設(shè)備。總而言之，云服務(wù)提供商提供的服務(wù)主要可以分為以下三個(gè)類(lèi)別： 1.基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)2.平臺(tái)即服務(wù)3.軟件即服務(wù)（1）. 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）IaaS 就是指以服務(wù)的形式交付計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)提供了計(jì)算功能和基本存儲(chǔ)作為網(wǎng)絡(luò)上的標(biāo)

3、準(zhǔn)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)中包含了服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)、交換機(jī)、路由器以及其他系統(tǒng)并可用于處理工作負(fù)載。IaaS 云可以以一種非常經(jīng)濟(jì)的方式提供資源，比如按需從頭構(gòu)建應(yīng)用程序環(huán)境所需的服務(wù)器、連接、存儲(chǔ)和相關(guān)的工具。IaaS 的優(yōu)點(diǎn)包括快速供應(yīng)、擴(kuò)展能力、只為使用的資源付費(fèi)。對(duì)于剛剛起步或較小的企業(yè)，面臨的最大困難之一就是控制資金支出。通過(guò)將基礎(chǔ)設(shè)施移到云中，就可以實(shí)現(xiàn)可伸縮的供應(yīng)，就仿佛您擁有自己的硬件和數(shù)據(jù)中心一樣（對(duì)于傳統(tǒng)的托管服務(wù)提供商來(lái)說(shuō)是不現(xiàn)實(shí)的），但是您同時(shí)可以將前期成本降至最低。VCL 在一個(gè)位置同時(shí)交付不同的基礎(chǔ)設(shè)施。它在大學(xué)內(nèi)提供了一個(gè)平臺(tái)（在其內(nèi)部沒(méi)有物理基礎(chǔ)設(shè)施）虛擬化環(huán)境。通過(guò)使用該環(huán)

4、境，學(xué)生不需要為其項(xiàng)目建立任何特定的物理基礎(chǔ)設(shè)施。VCL 為基礎(chǔ)設(shè)施提供了以下服務(wù)。計(jì)算 o物理計(jì)算機(jī)o虛擬計(jì)算機(jī)oOS 級(jí)虛擬化網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)在將所請(qǐng)求的映像映射到硬件之前，VCL 管理者為可用的硬件資源提供適當(dāng)?shù)奶摂M化（聚合，解除聚合）。VCL 服務(wù)主要關(guān)注平臺(tái)級(jí)別的資源控制。 （2）. 平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）平臺(tái)即服務(wù)是一個(gè)虛擬化的平臺(tái)，它包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器（經(jīng)過(guò)物理服務(wù)器集合虛擬化）、操作系統(tǒng)和特定應(yīng)用程序（例如面向 Web 應(yīng)用程序的 Apache 和 MySQL）。在某些情況下，可以提供一個(gè)包含所有必需的特定于用戶的應(yīng)用程序的 VM 映像。平臺(tái)即服務(wù)包含一個(gè)軟件層并將其作為服務(wù)提供，這

5、個(gè)服務(wù)可用于構(gòu)建更高級(jí)的服務(wù)。從服務(wù)的創(chuàng)建者或消費(fèi)者的角度來(lái)看，PaaS 至少存在兩種視角：創(chuàng)建 PaaS（這里指 VCL）的人可能會(huì)通過(guò)集成 OS、中間件、應(yīng)用程序軟件甚至一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)生成一個(gè)平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)稍后會(huì)以服務(wù)的形式提供給用戶。 使用 PaaS 的人（大學(xué)中的用戶）會(huì)看到一個(gè)封裝好的服務(wù)，這個(gè)服務(wù)通過(guò)一個(gè)界面呈現(xiàn)給他們。用戶只能通過(guò)界面與這個(gè)平臺(tái)進(jìn)行交互，該平臺(tái)執(zhí)行必需的任務(wù)來(lái)進(jìn)行管理和擴(kuò)展，從而提供給定級(jí)別的服務(wù)。虛擬設(shè)備可以歸類(lèi)為 PaaS 實(shí)例。通過(guò)使用 VCL，學(xué)生們不需要在其機(jī)器上安裝任何特定的服務(wù)、解決方案堆?；驍?shù)據(jù)庫(kù)。VCL 為他們提供了映像，他們只需要選擇這些映像并

6、在云中提供的機(jī)器上使用它們。服務(wù)解決方案堆棧 oAspoJavaoPHPo.NET存儲(chǔ) o數(shù)據(jù)庫(kù)o文件存儲(chǔ)（3）. 軟件即服務(wù)（SaaS）SaaS 是指以服務(wù)的形式通過(guò) Internet 訪問(wèn)軟件的能力。軟件即服務(wù)以服務(wù)形式按需提供完整的應(yīng)用程序。軟件的一個(gè)實(shí)例在云中運(yùn)行并為多個(gè)終端用戶或客戶組織提供服務(wù)。遠(yuǎn)程應(yīng)用程序服務(wù)的一個(gè)最佳例子就是 Google Apps，它通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) Web 瀏覽器提供了多個(gè)企業(yè)應(yīng)用程序。 VCL 允許使用任何軟件即服務(wù)解決方案、虛擬化解決方案和終端服務(wù)解決方案。VMWare、XEN、MS Virtual Server、Virtuoso 和 Citrix 都是典型

7、的例子。VCL 還允許任何訪問(wèn)/服務(wù)交付選項(xiàng)，這些選項(xiàng)適合從 RDP 或 VNC 桌面訪問(wèn)到 X-Windows 再到 Web 服務(wù)或類(lèi)似服務(wù)等各種內(nèi)容。四、云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施模型在從標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)應(yīng)用程序部署模型遷移到基于云計(jì)算的模型時(shí)，云計(jì)算架構(gòu)師需要對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施模型做出幾點(diǎn)考慮。對(duì)于大學(xué)中的云計(jì)算，可以考慮三種基本的服務(wù)模型，比如公共（Public）、私有（Private）和混合（Hybrid）云。 1. 公共云公共計(jì)算云面向任何希望登錄到其中并使用它們的用戶。公共云由供應(yīng)商運(yùn)行，來(lái)自不同用戶的應(yīng)用程序可能會(huì)混合存放到云中的服務(wù)器、存儲(chǔ)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)中。公共云的優(yōu)點(diǎn)之一就是它們擁有比公司的私有云更大的

8、規(guī)模，并且可以提供按需擴(kuò)展或縮減的能力，將基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)從企業(yè)轉(zhuǎn)移給云提供商。IBM 為其客戶運(yùn)作一個(gè)云數(shù)據(jù)中心。多名客戶共享相同的基礎(chǔ)設(shè)施，但是每名用戶的云都得到了保護(hù)并彼此分離，就好象他們位于自己的防火墻之內(nèi)。2. 私有云設(shè)計(jì)私有云的目的是使組織能夠獲得比使用由供應(yīng)商托管的服務(wù)更多的數(shù)據(jù)控制。私有云是為某個(gè)組織專門(mén)構(gòu)建的，只能由該組織使用，提供了對(duì)數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最大程度的控制。私有云通常位于組織（企業(yè)或大學(xué)）的防火墻之后，只有該組織內(nèi)部的人員有權(quán)訪問(wèn)云及其資源。3. 混合云混合云同時(shí)結(jié)合了公共云和私有云模型。這個(gè)模型引入了判斷如何在公共云和私有云之間分配應(yīng)用程序的復(fù)雜性。在數(shù)據(jù)量較

9、小或者應(yīng)用程序無(wú)狀態(tài)時(shí)使用混合云，與在數(shù)據(jù)量較大時(shí)使用公共云來(lái)進(jìn)行少量處理相比，前者效果更好。VCL 可以處理混合云模型。它可以為一個(gè)大學(xué)內(nèi)的學(xué)生和教師提供服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)作為他們的私有云。它還可以使用公共云在大學(xué)之間擴(kuò)展這些服務(wù)。這需要更加安全的網(wǎng)絡(luò)。五、數(shù)據(jù)中心的發(fā)展數(shù)據(jù)中心的發(fā)展共有三個(gè)階段：面向標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)大集中、面向資源的虛擬化和面向服務(wù)的云計(jì)算。（1）傳統(tǒng)不同企業(yè)和學(xué)校不同院系往往建立獨(dú)立物理網(wǎng)絡(luò)、獨(dú)立的服務(wù)器資源。（2）新一代通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)虛擬化整合IT硬件資源、提供了多樣化的教學(xué)方式，真正使信息化建設(shè)給企業(yè)的發(fā)展、學(xué)校的教學(xué)和科研帶來(lái)幫助。隨著虛擬化技術(shù)在高校數(shù)據(jù)中心應(yīng)

10、用的普及，虛擬機(jī)和虛擬機(jī)遷移等新特性的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能完全滿足虛擬化的要求。云計(jì)算的本質(zhì)是改變IT模式，能夠讓全局的IT資源更靈活、更高效、更經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配。其中，大集中是前提，虛擬化是方法，而云計(jì)算則是未來(lái)數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)。目前，部分信息化建設(shè)開(kāi)展較早的高校已經(jīng)完成了數(shù)據(jù)大集中，正處于虛擬化的階段，通過(guò)服務(wù)器虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化等技術(shù)手段，整合了資源，提供了多樣化的教學(xué)方式，真正使信息化建設(shè)給學(xué)校的教學(xué)和科研帶來(lái)了幫助。隨著越來(lái)越多的高校數(shù)據(jù)中心進(jìn)入虛擬化階段，云計(jì)算也離我們?cè)絹?lái)越近，構(gòu)建云計(jì)算中心成為占領(lǐng)云計(jì)算制高點(diǎn)的重要環(huán)節(jié)。 六、云計(jì)算中心五大領(lǐng)先技術(shù)（1）軟件集群（2）負(fù)

11、載均衡（3）計(jì)算能力分布（4）數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)（5）專業(yè)FTP文件管理隨著云技術(shù)的發(fā)展，以上5大領(lǐng)先技術(shù)，促使企業(yè)和教育即將全面進(jìn)入云時(shí)代。七、云計(jì)算在城市中的現(xiàn)實(shí)意義根據(jù)聯(lián)合國(guó)的預(yù)測(cè)，到2012年全世界的城市人口將超過(guò)總?cè)丝诘?5%。但是在城市化進(jìn)程飛速發(fā)展的今天，人們的城市生活也越來(lái)越面臨一系列挑戰(zhàn)：空間沖突、文化摩擦、資源短缺和環(huán)境污染等。建設(shè)“和諧城市”能夠保持城市的活力、提高城市生活的質(zhì)量，讓市民享受城市發(fā)展所帶來(lái)的豐碩成果。 構(gòu)建“和諧城市”需要感知紛亂龐雜的城市信息并具備海量數(shù)據(jù)的分析存儲(chǔ)能力。基于新興的物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的“云”平臺(tái)，能夠使建設(shè)“和諧城市”的理想變成現(xiàn)實(shí)。作為城

12、市最重要的IT基礎(chǔ)設(shè)施，城市云是構(gòu)建數(shù)字宜居城市、提升城市公共服務(wù)水平和促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展的重要保障。城市云是指通過(guò)建立和整合一個(gè)城市內(nèi)的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全、應(yīng)用等IT資源，為一定范圍內(nèi)的政府、市民、行業(yè)企事業(yè)單位提供統(tǒng)一云計(jì)算服務(wù)的城市大型IT基礎(chǔ)設(shè)施。(一) 構(gòu)建數(shù)字宜居城市城市的組織形式首先是為人類(lèi)居住服務(wù)的，因此“和諧城市”首先需要讓城市居民和來(lái)訪者享受到城市的便利性和宜居性。平安城市平安城市通常建設(shè)三個(gè)平臺(tái)：公共安全服務(wù)平臺(tái)、城市安防體系平臺(tái)和應(yīng)急指揮平臺(tái)。城市云是最好的平安城市公共服務(wù)支撐平臺(tái)，可以利用其強(qiáng)大的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力為包括城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字化城市管理系統(tǒng)、道路交

13、通和危險(xiǎn)源檢測(cè)等多個(gè)系統(tǒng)提供技術(shù)保障。智能交通系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)(ITS)是基于現(xiàn)代信息技術(shù)面向交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)系統(tǒng)，它基于對(duì)大量實(shí)時(shí)交通信息的采集分析、集成處理和綜合應(yīng)用，為交通參與者提供多樣化的管理和服務(wù)，促進(jìn)交通設(shè)施的有效利用和交通運(yùn)行的組織優(yōu)化，保障交通運(yùn)輸安全，提高路網(wǎng)通行能力和交通運(yùn)行效率。食品安全由于監(jiān)管體制沒(méi)有完全建立和監(jiān)管手段有限，我國(guó)食品安全面臨著嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問(wèn)題?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的食品安全溯源系統(tǒng)能對(duì)產(chǎn)品原料的來(lái)源和加工歷程進(jìn)行查詢，能跟蹤飼料或食品生產(chǎn)、加工和分銷(xiāo)在特定階段的流動(dòng)情況實(shí)時(shí)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原料端、生產(chǎn)端、運(yùn)輸端、流動(dòng)端等環(huán)節(jié)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)管與無(wú)縫銜接，最大程度的在

14、技術(shù)上保證產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全。感知環(huán)?！案兄h(huán)?！笔墙Y(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)水體水源、大氣、噪聲、放射源、廢棄物等進(jìn)行感知、處置與管理，建設(shè)成為一個(gè)集智能感知能力、智能處理能力和綜合管理能力于一體的新一代網(wǎng)絡(luò)化智能環(huán)保系統(tǒng)，旨在推進(jìn)污染減排、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境與人、經(jīng)濟(jì)乃至整個(gè)社會(huì)的和諧發(fā)展。(二) 城市公共服務(wù)體系城市規(guī)模的快速擴(kuò)大和城市人口的快速聚集對(duì)很多城市在城市管理、科學(xué)規(guī)劃和公共服務(wù)上提出了更高的要求。建設(shè)城市云可以極大地提高城市的運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)約社會(huì)資源，提高政府的決策水平，有助于提升整個(gè)城市公共服務(wù)水平，創(chuàng)造一個(gè)人際關(guān)系更加和諧的城市環(huán)境。一站式政務(wù)信息服務(wù)建設(shè)面向社會(huì)的政務(wù)信息服務(wù)系

15、統(tǒng)，承擔(dān)政策法規(guī)和服務(wù)信息網(wǎng)上公告、辦事查詢、表格下載、遞交有關(guān)許可審批申請(qǐng)、網(wǎng)上投訴受理等功能，為市民提供“一站式”在線政務(wù)服務(wù)，是城市管理者轉(zhuǎn)型為服務(wù)型政府的主要途徑。醫(yī)療信息服務(wù)電子健康檔案中的個(gè)人健康信息包括基本信息、主要疾病和健康問(wèn)題摘要、主要衛(wèi)生服務(wù)記錄等內(nèi)容。統(tǒng)一電子健康檔案的建立，可以實(shí)現(xiàn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)間的信息互聯(lián)互通，健康信息共享，切實(shí)解決群眾看病就醫(yī)問(wèn)題。(三) 加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)制造業(yè)信息化是制造業(yè)邁向現(xiàn)代化、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的必然過(guò)程，其主要的手段就是廣泛采用基于高性能計(jì)算的CAD/CAE/CAM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)與優(yōu)化仿真”，以促進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)改造，提高制造業(yè)產(chǎn)品研制能力。以高

16、速鐵路、航空航天和船舶制造業(yè)為代表的高端制造業(yè)是城市云主要的服務(wù)對(duì)象之一，城市云計(jì)算中心的強(qiáng)大計(jì)算能力是發(fā)展區(qū)域高端制造業(yè)，帶動(dòng)區(qū)域傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造的重要手段。(四) 促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)是提高城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效率，尋找區(qū)域新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。數(shù)字新媒體廣電數(shù)字新媒體業(yè)務(wù)以新一代數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)，具有兼容、開(kāi)放、共享、多樣、對(duì)等、通用的突出特點(diǎn)，給廣播電視的傳播技術(shù)、傳播方式、傳播水平帶來(lái)巨大而深刻的變革。在三網(wǎng)融合的技術(shù)發(fā)展背景下，互動(dòng)電視、視頻游戲、視頻搜索等廣電數(shù)字新媒體業(yè)務(wù)必將呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)基于高性能計(jì)算的渲染技術(shù)是文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)是許多城市著力發(fā)展的新興數(shù)字文化產(chǎn)業(yè)，是基于高性能計(jì)算的“高可視”產(chǎn)品。云計(jì)算中心的建立將為區(qū)域文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展