区域性高职院校虚拟数据中心建设研究

韩 刘，王 勐

(天津中德职业技术学院，天津 300350)

区域性高职院校虚拟数据中心建设研究

韩 刘，王 勐

(天津中德职业技术学院，天津 300350)

随着时代的进步和科学技术的革新,虚拟化技术的产生改变了操作系统和硬件资源之间的层次关系，高职院校数据中心中纷纷应用虚拟化技术, 从而获得更强的功能和更好的稳定性。本文简要分析了如何在区域性高职院校数据中心利用虚拟化技术解决从基础设施资源整合到平台架构融合，实现优质资源共建共享，希望可以提供一些有价值的参考意见。

虚拟化数据中心；区域性高职；资源融合

教育作为国家投入较大的行业，教育行业数据中心的概念早在数字化校园建设初期便已确立，随着高等职业院校数字化校园建设的推进，我们逐渐发现职业院校同样需要承载数字化校园主体的专业信息化环境，数据中心正是这一大环境下的产物。然而随着高等职业院校数字化校园规模的日益扩大和应用的增多，各个职业院校的数据中心建设面临管理复杂度高、资源利用率低、机房建设与运行成本高、安全控制与数据备份困难等问题。那么如何根据区域性高职院校的具体建设情况，对数据中心进行再设计与部署，实现真正意义上的优质课程共享、学分互认、资源融合，建设区域性虚拟数据中心成为了有效解决上述问题的关键。

一、高等职业院校数据中心建设存在的问题

1.建设成本高

职业院校应对日益增长应用业务、系统平台，纷纷建设各自的数据中心，然而通常数据中心建设成本、运维成本均较高，其中包括数据中心空间、机柜、网线，耗电量，冷气空调和人力成本等。且随着业务的不断发展，业务系统建设需求增多，但是各应用系统底层架构的不统一，导致“烟囱式”建设现状；应用系统专有服务器的数量不断增加，建设周期较长，办公设备申购流程繁琐、周期长，IT容量及系统架构也难以快速应对业务发展的压力，由此带来硬件投资成本、部署成本都在不断上升。此外，院校各自的数据中心逐渐无法满足业务系统的空间需求、功耗需求、散热需求；空间投资和管理维护成本迅速膨胀，IT运维管理成本不断增长，对提倡的绿色环保、低碳经济、运维管理成本控制形成了巨大的挑战。

安徽省宿州市作为安徽省内农业大市，拥有丰富的地方特色农产品资源：砀山酥梨、砀山黄桃罐头、萧县葡萄、符离集烧鸡、夹沟香稻米等等。宿州市特色农产品交易主要以个体到个体或者个体到企业形式为主，包含的商业主体主要是中小型企业和个体农户。在当前互联网经济浪潮下，更多的商业销售需要虚拟电子商务和线下实体交易综合。在宿州市特色农产品销售过程中，贸易双方缺乏专业、有效的销售管理系统运营特色农产品，因此，研发面向区域特色农产品的销管理系统是迫切和必要的。

2.效率低

4.为规模性的职业教育类应用系统提供统一、可靠的安全保障

职业院校数字化校园建设基本进入整合期，从目前来看，区域集中的各个院校的数字化校园建设是相对独立的，即各个院校甚至其部门的数据仓库是相对的数据孤岛。在建立共享机制的前提条件下，一旦某所院校的数据发生变化，不能及时的反馈给管理者或者其他院校，即造成了数据的不统一甚至严重的“脑裂”。而建立统一虚拟数据中心的目的之一，就是开放平台服务，整合、挖掘区域内数据资源，并有效地保障其安全，从而为区域内共享教育资源提供支撑，为决策提供服务。

同时，随着职业教育的发展，不断涌现大规模新上线业务，就需要购置新的计算资源、存储资源、网络资源及相关软件；购置和部署业务系统需要计划部门和采购部门、维护部门等多部门的参与，各部门的进度和流程不一致，经常导致业务部署流程环节多、上线周期长。

3.共享性差

随着集团化办学理念的发展，职业院校纷纷区域集中，但是由于区域内各个学校的办学规模差别不一，教学特点各不相同，导致学科资源不均衡。区域内缺乏有效的信息化共享平台及应用，导致教育资源的区域内交互以及区域内关键业务数据整合共享等建设方兴未艾。

人类应该选择登月，还是去火星（或者先去往月球，然后去火星）？对此的争论已经持续很久。主张该先登月的人有时被称为“疯子”（lunatics），主张先去火星的人被称为“火星人”（martians）。火星从地质学上来说更加有趣，从化学上来说更加有趣，可能曾经适合人类居住，还能告诉我们关于行星如何从颇为不错变得有点像地狱一般的更多情况。

二、区域性虚拟数据中心建设意义

区域性高职院校虚拟数据中心是实现区域院校服务社会职能的平台，是以为区域经济社会发展服务为宗旨。高职院校的专业一般是根据区域经济社会发展而设置的，所谓“区域性”的最基本特征是在一个区域内的相对一致性。在国家宏观调控下，经济发展格局日趋区域化，要求高职院校适应适应经济体制转型、产业结构调整，不断改革创新、增强自身的发展活力，为区域经济发展提供人才、智力支持。为区域经济和社会发展培养应用型人才，要紧紧围绕区域产业结构调整开展建设，区域性高职院校虚拟数据中心将承担起专业开发、专业设置、专业调整、专业管理为一体的数据决策支持中心，是一个融专业调研、课程开发、资源共享、实践教学、岗位实训管理为一体的系统管理平台。

高职教育以岗位能力点为标准，以项目为载体，以学生为主体。教师引导、启发学生完成项目，获取知识、培养技能和素质。教学活动的开展与学习效果评价二维一体，密不可分，其执行方案如图1所示。

2.整合挖掘数据仓库，为决策提供服务

1.优化配置、共享资源

区域性虚拟数据中心的建设初衷，就是为了提高区域内信息化建设的管理效率，并有效降低其管理成本。成熟的集中化的云，具备体量大、专业化程度高、服务能力强等优势，可以高效、低成本地满足区域内IT基础设施服务建设的需求。以达到优化配置、共享资源的目标。

878 Cataract recognition and grading based on deep learning

由表2可知，根据Kaiser准则，进行因子分析时选取特征值大于1，积累贡献率大于70%的因子.共选取4个因子，特征值均大于1，积累贡献率达78.637%.

农村中学生正处在身心发展的重要时期，随着心理、生理的发育和发展，社会阅历的扩展及思维方式的变化，会遇到多种多样的问题和困扰。中学生心理健康问题是教育界和全社会的热点、焦点，从各方面来看，中学生心理健康的情况令人担忧。农村地区经济欠发达，文化氛围不浓，绝大部分农民对教育缺乏足够的认识，对心理教育相关知识更是知之甚少，同时农村中学心理健康教育师资薄弱，受农村大环境的影响，农村学生容易出现心理问题，一旦这些问题和困扰变成了妨碍注意力的因素，势必影响到学生正常的生活和学习。因此，十分有必要帮助他们认清问题的严重性并帮助他们学会自行解决的办法。

职业院校往往面对专业人员少、维护效率低的问题，工作中越来越多的依赖IT系统的协助，应用系统的不间断持续运转的需求越来越强烈。硬件和软件故障、系统单点故障、自然灾害，甚至计划维护所导致的停机时间，都有可能影响到业务运行和数据安全，此时如何有效地保证业务连续性和数据安全性，是当前职业院校数据中心建设的一个巨大的挑战。

3.支撑建设一批优质的职业教育类应用系统

在统一了基础设施和数据后，区域性虚拟数据中心的建设可以一定程度上缓和并补充已有应用系统交互能力差的漏洞，同时更为区域性的职业教育类应用系统提供了优质的开发、部署环境。

杰克领美国父母走进来，苏穆武和老伴忙迎上去。杰克介绍：这是我父亲安格斯盖尔，我母亲安德莉亚。苏穆武点头：都姓安，中国姓。杰克又转过身：这是我中国爸，中国妈。杰克父母上前同苏穆武和老伴拥抱：中国巴好，中国马好！苏穆武说：中美友谊好，中美贸易好，都好都好！

以集约化为原则，以满足区域性服务业务为目的，在网络主干节点建设支持混合云的数据中心IT基础设施。新购多台数据中心集成防火墙，集成NAT、VPN、IPS、虚拟化、业务感知等多种安全特性，支持双主控、双机热备、负载均衡，完全冗余避免宕机，帮助数据中心构建面向云计算时代的数据中心边界安全防护，降低机房空间投资和每Mbps总体拥有成本，新购多台融合架构设备进行集群虚拟化部署，形成支撑区域性业务系统数据中心的计算、存储、网络等资源池，满足如：多校联合培养平台、多校应用岗位实训管理系统、区域性教学资源共享平台等的建设需求；并通过融合架构所提供的分布式存储资源，容纳区域性业务系统所产生的非结构化数据与半结构化数据；新购多台关键业务主机用作关键数据库系统服务，通过双机热备的工作方式保证系统的正常运行，使用共享的存储设备，来存储关键性结构化数据，通过共享的SAN网络保证系统数据的安全性、业务的连续性以及数据中心的可拓展性。出于对数据安全及今后信息系统数据灾备的考虑，部署两台双节点的虚拟化网关实现存储镜像部署，其中主存储采用统一存储系统，除提供SAN存储空间外，同时提供NAS空间来满足相关的文件存储需求。为进一步满足数据保护的需求，部署一套备份一体机，为关键数据提供一份额外的保障。数据中心的整体互联通过支持FCoE的融合交换机完成。

三、区域性虚拟数据中心的建设内容

1.基础设施建设

根据职业教育用区域性虚拟数据中心建设的需求，配合区域集中的各个职业院校数据资源由分散向集中发展的过程，需考虑采用旧有的物理服务器组成虚拟化集群，使用旧有磁盘阵列作为虚拟化集群的共享存储器，通过光纤交换机进行连接以实现虚拟化各项高级功能，二者作为服务器虚拟化平台的基础架构，再使用备份一体机对服务器应用的文件，数据和系统进行备份，保证关键数据文件的安全，在其过程中把旧有的区域性非关键业务迁移至此低成本虚拟化平台中，实现对现有精品课、共享资源库、区域性网站以及其他的非关键业务进行整合与迁移；支持部分职业院校亟待解决的信息化服务外包业务；支撑区域性虚拟数据中心的硬件平台测试运行环境。

在职业院校纷纷阶段性完成各自数字化校园的建设进程中，数据中心的业务访问出现了海量地增长，远程访问的规模也不断膨胀，对外提供公共服务的同时，也吸引了更多非法访问和攻击，甚至面临来自互联网黑客的入侵攻击，低成本、小规模的出口安全设备在兼顾全七层防护的同时，性能和功能上已经无法满足新的需求，成为了数据中心建设的瓶颈。区域性虚拟数据中心的出现，为规模性的职业教育类应用系统提供了统一、可靠的安全保障平台，高费效比的安全设备投入，实现全面系统、资源的隔离和保护，防范互联网的安全威胁。

2.平台架构建设

利用先进成熟的计算机技术、网络技术、数据库技术，基于统一的信息标准和科学的管理规范，构建安全、可靠、可扩展、易维护的区域性多校合作服务平台，实现区域性多校合作管理信息化，实现平台即服务的构建方式，以先进、实用的信息化管理，为各个学校的学生、教师辅助人员提供便捷、快捷的网络化信息服务。需围绕“管理出效率，管理出效益，管理为决策服务”的设计目标，针对区域内内多校合作管理工作的实际需要，运用“从用户中来，到用户中去”的指导思想，潜心研究、不断创新，汇集需求、融合理念，确保平台的总体设计架构具有先进性、实用性与可扩展性。

平台面向教育管理部门及区域内各学校，教育管理部门或区域性教育管理中心通过平台所构建的服务服务，挖掘、分析数据库，为决策提供必要的支持；各学校通过平台作为中间件开放、开发、整合、对接各自关键业务系统，管理本校的学生信息、教学资源基本信息、课程信息与课表安排，通过平台所构建的服务发布跨校选修课程信息；各学校的学生通过平台所构建的服务选择其他学校开放的跨校选修课，由各学校安排考试，由任课教师录入成绩。通过平台所构建的服务，各学校管理人员自动获取学生跨校选修课程成绩与学分，为教育业务融合所必须的学分认定提供基础数据。

3.资源共享建设

在区域性数据中心内构建区域性的教学资源共享服务。通常意义的、或者说我们所普遍接触的数字化共享教学资源主要指的是在由支撑平台、应用软件、硬件系统等构建的网络环境以及利用数字技术处理的、可以在多媒体计算机与网络环境下运行的软件教学资源。然而随着信息化技术在教学领域的不断深入融合,传统的以开发并呈现知识资源库为主的建设方式、及相对零散的部署方式的数字化共享教学资源平台，逐渐不再满足师生日益增长的教学需求，更不能为职业教育提供具备直观结合实训、实践的应用技术性教学体系。因此在区域性数据中心内构建一个可以提供虚拟现实教学资源、实体实训教学资源、实体实习教学资源一站式服务区域性教学资源共享服务,既有利于职业教育优质教学资源的整合与利用，又可以为网络信息服务开辟更加广阔的发展前景。

构建多校共用的应用岗位实训管理服务。职业教育高速发展，职业院校日益重视提升学生的职业技能，为了培养学生的实践能力，推行工学结合，组织学生到校内、企业基地实训，切实提高学生职业技能。但在实训、实习过程中，受限于学校自身财力、课程体系、校企关系、甚至地域性等因素，存在实训、实习资源不平衡的问题；实训、实习期间所产生的大量信息资源没有进行合理分类、集中保存，也无法及时共享、服务决策。因此，综合考虑长远发展需要，通过区域性虚拟数据中心建设统一、完整、规范的多校应用岗位实训管理服务至关重要，为区域内职业院校岗位实训提供先进的信息化管理平台，为教育管理部门岗位实训的管理与决策提供强有力的支持，应对了岗位实训资源受限于多方面因素不能饱和使用，受限于多方面因素相对较为封闭等问题。

四、结语

综上所述，目前职业院校的数字化校园建设正处于主干业务建设、边缘业务填充的阶段，数据已经积累到了一定量级，逐渐开始遇到了体量受限、服务跟不上、区域性资源共享受限等问题。因此，我们认为，区域性数据中心建设的努力方向应由分散建设向区域集中靠拢，向数据中心虚拟化云转型，基于虚拟化数据中心最佳实践进行设计，无论从多院校存储层的“双活”互备，还是到服务器层的虚拟化资源整合、基于虚拟化平台的数据库集群管理，实现各层面的应用级容灾的要求，并保证了数据中心的高性能以及高冗余的要求，为应用系统的正常可靠运行提供了坚实的保障。

[1]Eric Maillé René-Franois Mennec 著，姚军 译.VMware vSphere 5虚拟数据中心构建指南[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]马博峰.VMware、Citrix和Microsoft虚拟化技术详解与应用实践[M].北京：机械工业出版社，2012.

[3]卢凯.服务器虚拟化技术在数字校园建设中的应用[J].软件导刊，2012，(06).

[4]肖良华.云数据中心双活技术浅析[J].金融电子化，2012，(02).

Construction of Virtual Data Center at Regional Higher Vocational Schools

HAN Liu, WANG Meng

(TianjinSino-GermanVocationalTechnicalCollege,Tianjin300350)

amid the progress with times and innovation on science and technology, virtual techniques have changed the hierarchical relation between the operating system and hardware resources. Virtual data centers at regional higher vocational schools adopt the virtual techniques in order to serve more functions and become more stable. The paper analyses the way to use virtual techniques to integrate the infrastructure resources and the platform and structure, co-construct and share the good quality resources at virtual data center at regional higher vocational schools. It is expected to provide some valuable reference.

virtual data Center; regional higher vocational schools; integration of resources

2015-04-03

韩刘( 1976-) ，男，天津市人，天津中德职业技术学院图文信息中心，高级实验师，从事校园网络规划设计、维护管理及虚拟数据中心建设工作。研究方向:网络规划与设计、虚拟化与云计算；王勐(1990-) ，男，天津市人，天津中德职业技术学院图文信息中心，从事校园网络维护管理及虚拟数据中心建设工作。

G718.5

A

1673-582X(2015)06-0116-04