联奕“云计算”数字校园整体解决方案，让高校云计算不再是“浮云”

摘要：在云计算技术日渐成熟的今天，广州大学另辟蹊径，与其他高校以高性能计算为起点搭建云计算平台不同，联手广州联奕信息科技有限公司（简称：联奕科技），以资源整合和应用服务作为切入点，以高效快捷、开放服务为原则，以全面构建数字校园综合服务体系为目标，设计了基于“云计算”的应用数据中心整体解决方案，并且在RedHat、华胜天成、DELL等知名厂商的大力支持下，仅用不到一年的时间便取得了显著的成效。这无疑又为国内高校在教育信息化建设中，结合云计算技术的应用提供了新的解决思路。

关键字：数字校园；云计算；虚拟化；数据中心；负载均衡

1.引言

随着教育改革的不断深化和信息技术的飞速发展，数字校园建设已成为国内外高校现代化建设的核心内容，并逐步成为高校综合实力和现代化水平的重要标志之一。它不仅仅是高校教学、科研、管理以及服务等方面的重要技术支撑，更重要的是带来人才培养的观念、教育理念及内部管理的深刻变革。

在这样的背景下，在信息化建设伊始，广州大学就制订了明确的目标：利用先进的网络技术、通信技术、计算机技术和教育管理理念，在先进、高性能的新一代信息基础设施之上，构建先进、开放的数字校园应用支撑平台，开发和整合网络基础应用系统、电子校务系统、教学服务系统以及综合信息服务系统，开展多层次应用。实现学校信息化应用、资源及服务的高度整合，为学校的教学、科研、管理与生活提供先进、完善的数字化平台，最终达到国内同类院校领先水平。

在明确的思路指引下，广州的大学的信息化建设在2009年开始了大跨步的前进。在接下来的一年时间里，随着广州大学数字校园一期建设工程的开展，陆续建成了统一的身份证认证平台、统一信息门户平台和共享数据中心平台，并在此平台之上陆续建立了OA系统、教务管理信息系统、人力资源管理信息系统、迎新管理系统、资产管理系统、科研管理系统、档案管理系统、研究生管理系统、学报管理系统、离校管理系统、教研学科管理系统等近二十个业务应用系统。但随着应用的推广和应用系统建设的深入，硬件资源瓶颈及资源利用不均衡现象就愈加凸显了。由于当时高校信息化现状就是数据中心大多数是以服务器（小型机或刀片服务器）和SAN存储连接方式为基础，一个应用系统部署在几个服务器上（应用服务器、数据库服务器），通过小型机或多组刀片来实现多个应用的部署。而为了避免核心业务系统出现单点故障的风险，通常采用主、备服务器来支持，这就需要更多的服务器资源，资金投入也就更多。但实际使用中，有些应用系统一天可能只有少数人使用，使用的次数也很少。另外，这些应用系统的使用模式也非常有规律，如大部分用户的使用和访问集中在上班时间，特别是非正常上班时间（晚上、节假日）利用率更低。在这些时间内，只有少数人偶尔使用OA系统、邮件系统、课程资源系统等，大量的业务系统实际上处于空闲状态，资源利用率不超过5%，但支持这些应用系统正常运行的所有资源需要不间断工作。因此，如何利用先进的云计算技术设计方案，合理解決数字校园建设中存在的高投入、难管理、低效率、高能耗、低可用等方面的问题，便成了广州大学数字校园建设团队需要解决的重要问题了。

基于以上背景，数字校园总承建方广州联奕信息科技有限公司的技术团队，结合项目实际建设情况，综合一、二期工程的建设应用情况，在符合总体技术路线模拟环境下的严格测试评估近三个月后，设计了广州大学基于“云计算”的应用数据中心建设方案，接下来，在RedHat、华胜天成、DELL等知名厂商技术团队的大力支持下，仅用不到一年的时间便基本建成广州大学云计算应用数据中心，取得了显著的成效。实现了在不到20台刀片服务器之上构建了70多台虚拟主机，动态支撑了近二十多个业务系统的运行，将硬件资源平均利用率提高了近3倍之多，这无疑又为国内高校在教育信息化建设中，结合云计算技术的应用提供了新的解决思路。

现如今，随着广州大学数字校园三期工程建设的开展，学校信息化的建设已经开始由“应用驱动”迈入了“服务引导”的阶段，无论从数据分析还是移动办公都开始凸显成效，而这一切，都离不开云计算应用数据中心的坚实支撑。而现如今的联奕科技，也已经成长为拥有员工近300人，在全国范围内已建立10余个分公司及技术服务分支机构的“开放共享”的新一代数字校园建设领导者。

2.基于云计算的应用数据中心

2.1 建设目标

建设之初，我们便确立基于云计算的应用数据中心建设将遵循简化、共享、动态的原则，利用虚拟化、负载均衡和多级存储等技术，来建设一个动态资源基础平台，从而实现整合计算资源，提高设备利用率，降低应用复杂性，增强存储资源的共享能力、节约能耗等目标，最终使得在此基础之上构建的数字校园业务应用管理更简单、更全面，运行更可靠、更稳定，并能更加灵活便捷的为师生提供“随需而变”的应用服务。

2.2 系统架构

综合考虑了广州大学数据中心硬件设备和数字校园软件应用的实际情况，我们设计总体架构如图1所示。

从上图可以看出，该整体改造规划架构针对数字校园一二期应用情况，根据不同的业务需求划分了若干个功能区，同时根据实际情况分别构建了服务器云与存储云，然后在此之上构建虚拟化业务应用集群。而数据备份则使用IP SAN和磁带机进行多级、定时备份，在负载均衡方面采用了F5硬件负载均衡设备（主/备）进行业务负载分担，同时还使用了防火墙、VPN、IDS，IPS及审计设备保证整个数据中心的信息安全。

从应用的角度，我们根据广州大学数字校园应用实际情况，将一期建设的应用进行逐步迁移，进行集群化改造，并且将二期的应用直接部署在新的云计算应用平台上，底层的数据库及资源存储共用存储池资源。整体规划后，云计算应用数据中心实际完整地支撑了各类数字校园业务应用系统运行。

2.2 关键技术

由于云计算的应用技术包括很多方面，且不同技术的引入带来的风险也各不相同，综合学校实际情况，我们在广州大学云计算应用数据中心的建设实施中，主要考虑如下关键技术指标的表现进行产品和服务的选型：

服务器云、存储云构建和管理的便捷性

高可用HA能力

VM在线迁移操作、稳定性

动态资源调度管理能力

功能模板制作、使用易用性

用户统一身份认证及VPN管理能力

应用负载均衡管理策略

2.3虚拟化应用集群部署

在实际的运行维护过程中，我们并不是一味地将所有系统按照统一的策略部署在云平台上，而是根据业务特性（如使用时间段、最大并发访问量、数据交换量等）进行虚拟化部署

另外，由于在实际应用中，某个虚拟机节点可能会出现预分配的内存或CPU资源不足的情况，那么VM监视组件将需要通过动态资源调度策略将整个虚拟集群中相对空闲的节点资源迁移到该节点上。通过资源映射的方式就可以达到物理资源利用效益的最大化，从而进一步保证了应用服务的高可用性及扩展性。

3.运行效果

平台整体上线后三个多月，通过对近80份运行监控报告，200G的事件日志记录进行综合分析，性能表现稳定，良好的支撑了数字校园各种业务应用的平稳运行。其中，广州联奕公司独创的“混合集群管理技术”及“云服务快速部署策略”也在其中发挥了重要作用。

4.结论

通过数字校园一、二期建设工程的推进和实施，学校信息化的团队联合联奕公司等企业，在探索中建成了基于云计算的应用数据中心基础架构平台，并部署了基于云计算的集中化管理解决方案，旨在通过云计算提供各种资源系统和服务，建立一个互联互通、信息共享以及服务教学、科研和管理的“数字校园基础服务平台”，以解决其业务众多，分布异构，处理复杂，硬件更新频繁，软件安装繁琐和数据安全凸显等问题，从而改善学校在教学、管理及科研IT建设方面所遇到的困境。

而对于数字校园，联奕科技一直在分享和推广一种理念，即“集成共享、开放合作”。这种开放共享最重要的体现在于：建设思路、产品选择和实施服务。也正是源于这种思想，广州大学的数字校园一期、二期、三期建设才能够顺利推进，才能够真正使得学校的云平台真正发挥作用，才可以从2009年提出，2010年便可落地，2011年就全面投入使用。

现如今，23台刀片已经支撑了百余台虚拟机，近30个业务系统，70余个部门应用及门户站点，目前校内所有非数据密集型业务几乎都采用了云平台支撑，有效控制了硬件规模和降低了运维成本。对于作为学校数字校园建设总集成商的联奕科技，在当时情况下来说是一个不小的挑战，而此案例后来也被我们的合作单位DELL誉为亚太第一个大规模教育私有云案例，被RedHat誉为当时世界范围内，高校规模最大的私有云案例，也正是广大模式的成功才使得2010年之后，华南地区高校开始陆续选择联奕实施数字校园云平台的建设，如广州中医药大学、广东省电教中心以及广东外语外贸大学等。

参考文献

[1] 郭清顺.探索数字化校园建设规律走可持续发展之路.信息化教育，2009

[2] 2009年中国教育行业信息化综述.http：//www.edu.cn/20091220/ 3166834.shtml

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[10]王文学.构建虚拟化技术与云计算教学实训平台.东方教育，2014

作者简介：

舒畅（ 1983-），湖南株洲人，博士，IEEE SMC Member，主要研究方向：云计算应用技术、视频点播技术、网络智能应用等。