高校教育資源數據中心的研究與架構

【摘要】該文介紹高校教育資源數據中心建設的主要內容、一般架構思路。結合我們對教育資源數據中心建設的研究與實踐，提出了比較行之有效的高校教育資源數據中心的綜合架構模式。

【關鍵詞】高校教育資源；架構方案；數據中心

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009—8097 (2008) 02—0093—04

高校教育資源數據中心正悄然興起。它在國外吸引著像ATT、AO、IBM、Exodus、UUNET等大公司的巨資投入；國內不但四大電信運營商中國電信、中國網通、中國聯通、中國吉通開始做跑馬圈地，一些專業服務商如清華萬博、首都在線和世紀互聯等，也參與了角逐。

高校教育資源數據中心除了具有傳統的數據中心所具有的特點外，如數據集中、主機運行可靠等，還應具有訪問方式變化、反應速度快等特點。本文將重點介紹教育信息數據中心建設的內容、一般架構思路及整合策略。

一 高校教育資源數據中心的建設內容

高校教育資源數據中心是一個提供資源服務的基地，應具有非常好的機房環境、安全保證、網絡帶寬、大的存儲數據空間、優良軟件環境以及優秀的服務性能，在建設內容方面主要有：

1 網絡建設

高校教育資源數據中心主要是靠其有一個高性能的網絡為其客戶提供服務。由于高校教育資源數據中心的網絡結構龐大而且復雜，要保證其網絡不間斷對外服務，還必須建設一個高性能的網絡管理系統。

2 服務器建設

高校教育資源數據中心的服務器建設可分為多個方面，總體上分為基礎服務系統服務器和應用服務系統服務器，主要有：

基礎系統服務器：這類服務器是保障高校教育資源數據中心為用戶提供各種服務的前提，這類服務器有DNS服務器、目錄服務器、網絡管理服務器、防火墻服務器、各類安全服務器、系統性能監控服務器等等。

數據庫服務器：它是保證高校教育資源數據中心可以為用戶提供各種應用服務的基礎，高校教育資源數據中心的數據庫服務器必須能支持大容量訪問、多種數據庫等。

數據備份服務器：它是高校教育資源數據中心為客戶提供安全服務的內容之一，保證客戶的數據安全可靠。由于高校教育資源數據中心的服務器種類繁多、有多種數據庫，所以數據備份要支持多機型、多種數據格式等等，而且容量要大。

應用服務器：是高校教育資源數據中心為用戶提供相關應用服務的服務器。應用服務器應具有很好的擴展性，以及支持各類應用軟件的數量要多。

服務器的負載均衡：這是高校教育資源數據中心提供高性能、高可靠性服務的重要方法之一，服務器的負載均衡可由硬件設備（如網絡交換設備）或軟件的方法實現。

3 存儲系統的建設

存儲系統是高校教育資源數據中心的重點建設內容之一，作為一個高校教育資源數據中心，其存儲系統是相當龐大的，數據的容量常常由GB級迅速增長到TB級，如此大的數據需要有一個更加安全、可靠的存儲系統，由于訪問的數量也是相當龐大的，所以對存儲系統的效率也有很高的要求；而且存儲系統應具有很好的擴展性，以滿足高校教育資源數據中心的發展的需求。

4 軟件系統的建設

軟件系統的建設是高校教育資源數據中心需要大量投入的方面，它是在前面網絡、服務器和存儲系統建設的基礎上，高校教育資源數據中心開展服務的手段。高校教育資源數據中心的軟件系統建設主要有：

Web系統：高校教育資源數據中心開展Web-Hosting 服務內容之一， Web系統軟件應支持在一個系統上建立為多用戶服務的Web系統功能等。

電子郵件系統：電子郵件系統應支持多種電子郵件協議，如SMTP、 POP3、IMAP4、Web-Mai和Voice-Mai等，同時電子郵件系統應有很好擴展性等。

數據庫系統：高校教育資源數據中心應建立多廠家的數據庫系統，如應有Oracle、Informix、SQ- Server、SyBase等廠家的數據庫，以滿足不同用戶的需求。

安全系統：如防火墻軟件（硬件防火墻除外）、防黑客入侵、防病毒軟件等。這是保證高校教育資源數據中心為用戶提供安全服務的前提。

數據備份軟件：支持多備份設備、多種廠家的機器、多種數據庫等等。

應用開發系統：高校教育資源數據中心應提供相應的開發系統平臺，提供相應的開發工具，滿足用戶或高校教育資源數據中心開發相應應用的需求。

5 機房場地建設

機房場地的建設是高校教育資源數據中心前期建設投入最大的部分。由于高校教育資源數據中心的用戶可能把其重要的數據和應用都存放在教育資源數據中心的機房中，所以對教育資源數據中心機房場地環境的要求是非常高的。教育資源數據中心的機房場地建設主要在如下幾個方面：

機房裝修：機房裝修主要考慮吊頂、隔斷墻、門窗、墻壁和活動地板等。

供電系統：供電系統是教育資源數據中心的場地建設重點之一，由于教育資源數據中心的大量設備需要極大的電力功率，所以供電系統的可靠性建設、擴展性是極其重要的。供電系統建設主要有：供電功率、UPS建設（n+1）、配電柜、電線、插座、照明系統、接地系統、防雷和自發電系統等。

空調系統：機房的溫度、通風方式和機房空氣環境等。

安全系統：門禁系統、消防系統和監控系統。

布線系統：機房應有完整的綜合布線系統，布線系統包括數據布線、語音布線、終端布線。

通信系統：包括數據線帶寬、語音線路數目等。

二 多視角規劃教育資源數據中心架構

高等學校在建設教育資源數據中心的過程中，常常遇到這樣一些難題：建設部門無法準確描述教育資源數據中心建設的完整需求，在實施過程中的解決方案往往被某個廠商牽著鼻子走。其必然結果有三：

1 教育資源數據中心功能上不完整，真正的用戶需求得不到體現；

2 軟、硬件配置與實際技術需求產生較大偏離（一般是正偏離）；

3 國家資金投入較高，造成一定程度的浪費。

為了解決這一難題必須將教育資源數據中心的主要業務和需求進行綜合，以確保解決方案的設計和實施滿足業務要求，并且利用最先進的技術，解決業務需求迅速變化所帶來的復雜性。

教育資源數據中心架構和解決方案設計應該從以下四個視角全面獲取關鍵信息：

（1） 業務視角

高校教育資源數據中心歸根結底是要服務于教學、科研業務，因此我們首先必須從業務的角度來考慮我們為什么要建設教育資源數據中心。我們需要了解：教學、科研模式是什么？哪些部門和人員使用教育資源數據中心？項目目標是什么？如何衡量最后的結果？

（2） 功能視角

考慮教育資源數據中心架構應具備什么樣的功能：這套系統將被如何使用，它要提供什么樣的服務？此系統要為哪些人提供哪些信息？這套系統如何進行控制和管理？

（3） 技術視角

考慮借助什么技術來實現它：如何架構和建設系統？采用什么樣的界面？需要什么樣的應用和數據？采用什么標準？

（4） 實施視角

落實到操作層面，我們要考慮的就是如何來實施：采用什么廠商的什么產品？如何進行系統開發與部署？項目管理、資金等問題？

通過以上四個角度進行的分析，具有業務驅動、自頂向下、環環相扣的特點，使分析結果更全面、客觀，能夠確保發現教育資源數據中心建設的真實需求，確保選擇實施的解決方案與業務目標完全吻合。

三 全方位打造高校教育資源數據中心“金字塔”架構

教育資源數據中心對于高校信息化建設的重要性無異于心臟之于人體。隨著繁忙的教學、科研需求處理給數據中心帶來的巨大壓力，教育資源數據中心的建設除了要確保7×24小時連續運行外，還應具備更高的靈活性和可擴展性，跟上業務需求變化的步伐，為業務需求發展輸送源源不絕的動力。教育資源數據中心建設及整合解決方案的整體架構應該像一座堅不可摧的“金字塔”，該“金字塔”的主體結構自下向上由基礎設施建設方案、網絡系統解決方案、數據存儲解決方案以及應用整合解決方案四層組成，外面再加上一層由安全性管理解決方案和連續性管理解決方案構成的“保護墻”（如圖）。在這六個解決方案中，又可再細分為若干既相輔相成亦可獨立應用的解決方案。所有的解決方案設計必須采用模塊化的設計原則，無論是新建數據中心、在原有數據中心基礎上進行升級優化還是進行數據中心的遷移，都可以根據實際情況量身定制，選用不同的模塊組合，真正滿足教育資源數據中心建設發展的需要。

1 搭建IT主體架構

下圖描述了教育資源數據中心的總體架構。

2 基礎設施建設方案

基礎設施建設方案應包括機房建設、優化、搬遷方案和智能樓宇方案。針對教育資源數據中心建設、優化、搬遷的三種情況量身定制解決方案，其內容包括地址選擇、機電系統規劃、裝潢系統規劃、消防系統規劃、弱電系統規劃和結構化光纖方案，主要解決以下問題：如何確保機房建設的專業性和機房設備的安全可靠運行，使建成后的數據中心具備伴隨業務的同步動態成長能力；業務發展之后如何對現有機房進行優化，以配合新業務發展的需要；以及制訂專業的機房搬遷方案，確保在搬遷過程中數據不丟失、業務不中斷。

3 網絡系統解決方案

網絡是企業信息系統數據傳輸的平臺，它應該像高速公路一樣能夠安全高效地承運各種信息載體，所以它成為教育信息系統建設的基礎和關鍵。教育資源數據中心建設要考慮靈活適用的網絡服務解決方案，包括網絡評估、網絡集成、網絡優化和網絡維護。

教育信息網絡評估服務必須由網絡專家利用專業工具提供全方位的網絡分析、檢測、整合。主要內容應包括：信息收集、數據分析、整合分析報告和對癥下藥的建議措施。網絡集成解決方案則應覆蓋教育信息中心從Internet到Intranet的建設，Call Center基礎網絡建設到IP Telephony、WLAN、VPN、IPV6等各個方面的內容，并在數據中心項目實施完成之后由專人定期給用戶做網絡健康檢查，制訂運行維護規范，同時提供7×24的電話支持服務，滿足用戶網絡系統高可靠性運行的要求。

4 數據存儲解決方案

為了應對數據爆炸性膨脹帶來的嚴峻挑戰，必須建立專業、安全的數據存儲系統，確保數據的可用性、一致性、易管理性以及I/O性能，以適應未來業務的發展需求，教育信息的數據存儲解決方案應包括：數據遷移和存儲局域網兩個部分。教育信息數據遷移方案應方便用戶進行關鍵業務數據的遷移與整合，包括客戶環境評估、遷移方案的設計、測試、實施及完整性檢測。具體內容應有：系統環境評估和方案設計；數據遷移工具的安裝和實施；風險控制及項目管理服務。

5 應用整合解決方案

教育資源數據中心應用整合方案以應消除信息孤島、實現信息共享為目的，注重靈活性與適用性。其中，數據整合方案應致力于搭建一個數據共享的平臺，讓各應用可以通過統一的格式實時訪問各種異構數據，消除信息孤島，優化信息存儲結構，使之能夠更好地支持管理層工作。

6 構筑雙重IT“保護墻”

上述解決方案是教育資源數據中心建設及整合解決方案的主體架構，如果說它們強調的是IT基礎架構的搭建，下面兩個“保護墻”性質的解決方案則通過安全防范、數據備份、災難恢復等手段來確保教育資源數據中心的安全連續運行。

7 安全性管理解決方案

教育信息安全性管理解決方案用于建立起一個包括安全防范功能和安全響應功能在內的IT安全管理體系，使教育資源數據中心避免遭受黑客攻擊或惡意破壞的危險。其內容應該包括安全評估服務、安全顧問服務、安全產品集成服務和安全培訓服務。

8 連續性管理解決方案

為了確保教育資源數據中心能夠安全連續地運行，必須提供連續性解決方案，其中備份與恢復解決方案應包括制定靈活、高效、實用的備份和恢復策略，如永久保存關鍵數據，對海量數據進行分級存儲等，實現有效保護關鍵數據的目的；數據容災解決方案應包括數據鏈路搭建、數據異地遠程復制及恢復。

教育資源數據中心建設方案應具備的基本特點

教育資源數據中心建設方案的定位在于從能力層面以適應性架構奠定教育信息化的基石。教育資源數據中心應具備三個方面的特點，可以用“專”、“全”、“活”三個字來加以概括，三大特點互為聯系，相得益彰，才能構成教育資源數據中心建設及整合解決方案強大的整體優勢。

（1） “專”指的是該解決方案所應具有的專業性。教育資源數據中心建設及整合的一整套方案應該從業務需求視角出發進行規劃與建設，不止關注今天，而且應放眼未來，才能夠適應教育信息化前瞻性的業務問題，體現教育信息的獨到價值。

（2） “全”指的是該方案所應具有的全面性。從底層的基礎環境建設到網絡規劃、數據存儲、應用整合以及安全性、連續性管理，教育資源數據中心建設及整合方案應該涵蓋標準化數據中心建設的所有工作。

3、“活”指的是該方案所應具有的靈活性。教育資源數據中心建設方案必須提供跨越整個生命周期的整體解決方案，針對高校不同階段的數據中心建設需求，為其提供針對性、適應性的組合服務方案。也就是說，每一個教育資源數據中心建設必須可以根據自身的需求單獨采購。并且在方案的實施過程中，可以統一協調各類資源，確保整體方案的高可靠性與靈活性，確保教育資源數據中心建設與業務需求發展的完美結合。

參考文獻

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