超融合架构技术在高校数据中心中的应用

文/方昕

超融合架构技术在高校数据中心中的应用

文/方昕

近年来，高校信息化建设在我国得到了飞速而长足的发展，高校的信息化业务系统建设也迈向一个新的发展阶段，为高校师生提供更加优质的信息化服务。如果数据中心可视作高校信息化的支撑，那数据中心构架则是高校信息化的神经中枢。超融合构架技术的发展为高校数据中心架构提供了更多可能，与传统的数据中心架构相比，它表现出了明显的优越性。本文首先对超融合技术进行了介绍，之后分析了传统高校数据中心架构情况及存在的问题，最后探讨了超融合构架技术在高校数据中心的应用。

超融合 高校信息化 数据中心 应用

经过不断的发展建设，高校信息化已经深植到了校园的方方面面中，而其中的核心组成-数据中心的业务应用更为教学、教务管理以及科研工作等做出了重要贡献，而随着超融合技术的发展，其带来的技术变革也为高校数据中心的变革带来了新的契机。如今如何更好地实施数据中心架构已经成为高校数据中心建设中关注的重要课题，因此对高校数据中心构架中应用超融合技术的研究也具有重要的现实意义。

1 超融合架构技术介绍

1.1 超融合架构技术简介

超融合是一种新兴的技术，这一技术的构想最初是来自将Google、Facebook等互联网厂商所采取的计算存储融合的架构，通过应用虚拟化技术，把存储功能迁移融合到计算服务器中。超融合基础架构将虚拟计算平台与存储融合到一起，它不仅包含了计算、网络、存储以及服务器虚拟化等技术，同时还可以实现重复数据删除、加速缓存、软件备份等功能。作为一种具有重大变革意义的新构架理论，超融合构架技术对数据中心来说是一个重大跨越，通过超融合实现软硬件的解耦，使多个节点设备聚合到期一起，进而完成功能块的无缝扩展，使之成为统一的资源池，从而解决了传统数据中心运维和管理的弊端。例如在超融合架构模式下，当数据中心的某一个节点出现问题时，可以实现业务的自动迁移。由此可见，超融合架构是未来数据中心必然的发展趋势。

1.2 超融合架构的技术优势

超融合基础架构是以硬件服务器为基础，最大限度实现数据中心容量扩展性和数据的可用性。超融合架构以虚拟机为核心，提升集群的运算效能和存储空间，具有简单、高效、高性能、易部署等优势。成本的控制和风险防范等方面，超融合架构表现出了极大的优越性，它不需要单独采购服务器和存储，节省了大量的机柜空间，而且对电源的消耗较小。系统所采用的软件和硬件都是统一的技术接口，而且不存在虚拟化环境的资源争抢问题，可以灵活调配资源，方便快捷。在超融合架构模式下，用户所使用的虚拟机和存储空间是利用软件构建的，这样就使得底层物理设备与用户之间保持隔离的状态，实现了硬件资源与虚拟化平台的完整融合。此外，利用丛集架构，用户可以以堆叠的形式实现节点的添加，进而实现超融合架构丛集容量的扩展。

2 传统的高校数据中心架构

传统的高校数据中心架构是一个由服务器、网络和存储系统组成的生态系统，数据的存储、传输和共享是由不同的服务器相互协作完成的。存储区域网络构架中的运算和存储是两个相互独立的单元，服务器需要外接SAN交换机以及存储设备等，数据的存储、传输过程复杂，效率低下，而且随着高校业务需求量的增加，为数据中心带来了严峻的考验。在传统的数据中心模式下，资源共享和资源整合十分困难，需要不断的购买服务器和存储设施来满足日益增长的业务需求。采用服务器托管的模式，当需要在机房中添加新的应用部署时，需要进行线路布设、网络配置等一系列工作，使得网络拓扑结构越来越繁杂，缺乏统一的规划部署，而且机柜空间也越来越紧局促，数据中心的运维运营存在很大压力。在融合架构出现以后，数据中心的运行方式发生了改变，采用了虚拟化平台，对运算和存储设施进行整合，一定程度上缓解了上述问题，随着融合构架模式的出现，超融合进入人们的视野，重新定义数据中心，为高校数据中心构架变革提供了更多可能。

3 超融合架构技术在高校数据中心中的应用

在云计算趋势下，高校的数据中心建设面临十分严峻的挑战，随着高校数据中心业务需求的不断增长，如何提高高校数据中心的资源利用率、优化管理、降低成本成为数据中心建设的关键。

在超融合架构模式下，从硬件、系统以及应用三个层次入手，将传统数据中心的服务器、存储及网络三个方面原有的硬件、系统架构进行融合虚拟化，合理配置硬件资源、运算资源、存储资源和网络资源，打造出超融合系统平台、超融合数据存储及超融合服务等高校云数据中心的核心应用。

要完成这样的架构升级和新核心应用，必须将传统数据中心中的服务器群，存储群以及网络进行虚拟化融合化。服务器虚拟化可以将刀片式、机架式等不同架构的服务器硬件系统构建大型的虚拟化体系模式，最终可以根据业务应用的实际需求分配、回收和实时调整逻辑资源；存储虚拟化也是利用超融合架构，将各种不同的存储结构，如：DAS、NAS、SAN等进行资源统合，根据业务的优先等级和数据读写性能需求进行合理分配，同时还加强了数据灾备能力和数据安全性；网络虚拟化则是将传统网络架构中多层架构、虚拟子网划分、链路层备份和安全配置等臃肿复杂配置融合成智能弹性架构下扁平化的新网络架构，同时再结合虚拟子网技术和访问控制等安全策略来完成基于访问控制的网络虚拟化，最终实现端到端隔离技术的虚拟化网络访问方式。

4 结束语

数据中心的建设是高校信息化发展中的重中之重，为了更好地实现信息资源、存储资源、网络资源等的整合，超融合架构技术的应用显得尤为重要。高校数据中心虚拟化整合是未来发展的趋势，未来超融合架构技术在高校数据中心的应用还需要不断的实践探索和研究，结合高校的实际情况，有的放矢，充分利用虚拟化平台的优势，为学校信息管理提供策略依据，提高学校信息化建设水平，为师生提供更加优质的信息化服务。

[1]葛苏慧,梁宏涛,房正华.高校共享数据中心虚拟化技术的架构[J].计算机技术与发展,2014.

[2]王宇，刘小锋,王兴伟.虚拟化技术在高校信息化建设中的应用[J].计算机科学与探索,2013.

作者单位 天津科技大学信息化建设与管理办公室 天津市 300222